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Charles Babbage チャールズ・バベッジ (1791 - 1871)

概要

チャールズ・バベッジは、1790年代から1870年代を生きたイングランドのロンドン出身の数学者、分析哲学者、計算機科学者。初めてコンピュータを設計した人物でもある。しかし性格に難があり、彼が設計したものは完成までこぎつけていないものが多い。

バベッジが設計した機械式計算機

バベッジが設計した機械式計算機は2種類存在する。階差機関と、解析機関である。

階差機関 Difference Engine

階差機関とは、多項式関数の値を計算するために設計、開発された機械式計算機である。出来ることは加法減法のみだが、有限差分法を使うことで乗除算無しで多項式の計算や三角関数および対数の近似を計算することができる。

階差機関を最初に発見したのはバベッジではない。1786年にドイツのJ・H・ミュラーが自身の本の中でアイデアを公表しているが、それ以上は何も進まなかった。そして1822年にバベッジによって再発見された。そこからバベッジは制作に取り掛かったが、後にエンジニアとの確執や予算の大幅なオーバーにより頓挫した。しかし後に階差機関2号機を設計している。これはバベッジではなく別の人物によって制作され1991年に完成している。

解析機関 Analytical Engine

https://www.wizforest.com/OldGood/engine/plan.gif

解析機関は、初めて設計されたコンピュータと言われている。バベッジは階差機関を思いついた後に、さらに汎用性のある機械式計算機の設計が可能であると考え、設計を開始した。バベッジの設計した解析機関は四則演算が可能なことに加え、コンピュータにできて計算機にできないこと、いわゆる内部メモリを参照して判断する条件分岐の概念を持っていた。つまり、プログラミングが可能なのである。これは当時までの計算機にはなかった概念であり、現代のコンピュータにとっての基礎となった。

解析機関は大きく分けて4つのブロックからなる。入力部、出力部、記憶部、演算部である。現代のコンピュータもこの構造であると言える。

エイダ・ラブレス(Ada Lovelace)によると解析機関は20桁同士の掛け算に約3分を要する。これは、現代のPCの187ナノ秒、世界初の電気機械式計算機Harvard Mark Ⅰの6秒と比べると非常に遅い。だがしかし、ムーアの法則の曲線を過去に向かって伸ばしていくと、それが指す性能よりもバベッジが設計した解析機関はずっとずっと高性能である。

当時の工作精度で解析機関は完成することが可能ではあったが、政府が予算を出し惜しんだこともあり、バベッジは解析機関に関しては開発に着手することすらできなかった。現代でも解析機関は未だに完成されたことはないが、現在イギリスのプログラマが解析機関を完成させるプロジェクトを立ち上げ、バベッジの死後150周年である2021年の完成を目指している。

References


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Last-modified: 2019-06-13 (木) 10:29:47 (827d)