В истории вычислительной техники имена Чарльза Беббиджа и Ады Лавлейс стоят рядом. Автор единственной научной работы об аналитической машине Бебиджа - Ада Лавлейс навсегда вписала своё имя в историю науки. Составленные 28-летней графиней Августой Адой Лавлейс примечания к статье итальянского инженера Л.Ф. Менабреа дают основания считать её первой программисткой, чьё имя навсегда останется в истории вычислительной математики и вычислительной техники. По существу, она заложила научные основы программирования на вычислительных машинах за столетие до того, как стала развиваться эта научная дисциплина.
Августа Ада Лавлейс родилась 10 декабря 1815 года. Она была единственной дочерью великого английского поэта Джорджа Гордона Байрона (1792-1824) и Аннабеллы Байрон, урождённой Милбэнк (1792-1860). Ада наследовала у матери любовь к математике и многие черты отца, в том числе близкий по эмоциональному складу характер. В 1816 году Байрон навсегда покидает Великобританию. Он никогда больше не видел дочери, но часто вспоминал о ней, посвятил ей трогательные и нежные строки в поэме "Чайльд Гарольд".
Ада получила прекрасное воспитание. Важное место в нём занимало изучение математики - в немалой степени под влиянием матери. Беббидж, который был знаком с леди Байрон, поддерживал увлечение юной Ады математикой.
К 1934 году относится знакомство Ады с разностной машиной Беббиджа. В своих воспоминаниях де Морган так описала один из первых визитов Ады к Бебиджу: "Пока часть гостей в изумлении глядело на это удивительное устройство с таким чувством, как, говорят, дикари первый раз видят зеркальце или слышат выстрел из ружья, мисс Байрон, совсем ещё юная, смогла понять работу машины и оценила большое достоинство изобретения".
В 1835 году Ада Байрон в возрасте 19 лет вышла замуж за лорда Кинга, который впоследствии стал графом Лавлейс. Замужество Ады не отдалило её от Беббиджа; их отношения стали ещё более сердечными. В начале знакомства Беббиджа привлекли математические способности девушки. В дальнейшем Беббидж нашёл в ней человека, который поддерживал все его смелые начинания. Ада была почти ровесницей его рано умершей единственной дочери. Всё это привело к тёплому и искреннему отношению к Аде на долгие годы.
Ада была маленького роста, и Беббидж, упоминая о ней, часто называл её феей. Однажды редактор журнала "Экземенейтор" описал её следующим образом: "Она была удивительна, и её гений (а она обладала гениальностью) был не поэтический, а метафизический и математический, её ум находился в постоянном движении, которое соединялось с большой требовательностью. Наряду с такими мужскими качествами, как твёрдость и решительность, леди Лавлейс были присущи деликатность и утонченность наиболее изысканного женского характера. Её манеры, вкусы, образование… были женскими в хорошем смысле этого слова, и поверхностный наблюдатель никогда не смог бы предположить силу и знания, которые лежали скрытыми под женской привлекательностью".
В октябре 1842 года была опубликована статья Менабреа, и Ада занялась её переводом. План и структуру примечаний они разрабатывали совместно с Беббиджем. Закончив очередное примечание, Лавлейс отсылала его Беббиджу, который редактировал его, делал различные замечания и возвращал. Работа была передана в типографию 6 июля 1843 года. Начиная с 10 июля, стала поступать корректура, которую также смотрели и исправляли совместно. Когда возникали трудности, они встречались и разрешали их в личной беседе.
Центральным моментом работы Лавлейс было составление программы вычислений чисел Бернулли. Интересно, что мысль о составлении такой программы пришла Лавлейс уже после получения корректуры. 10 июля она пишет Беббиджу: "Я хочу вставить в одно из моих примечаний кое-что о числах Бернулли в качестве примера того, как неявная функция может быть вычислена машиной без того, чтобы предварительно быть разрешённой с помощью головы и рук человека. Пришлите мне необходимые данные и формулы".
Беббидж прислал не только необходимые данные, но и составил последовательность действий (алгоритм), лежащую в основе программы. Однако при этом он допустил ошибку, обнаруженную Адой. Об окончании составлении программы она известила Беббиджа 19 июля. По мнению Беббиджа, программа вычисления чисел Бернулли была достойна отдельной статьи или брошюры.
28 июля Лавлейс восторженно пишет Бебиджу: "Я счастлива узнать, что мои примечания требуют фактически мало исправлений. Сказать честно, они удивили меня… хотя речь идёт обо мне самой. Они действительно написаны прекрасным стилем, который превосходит стиль самого очерка. Я заставила рассмеяться графа Л., когда невозмутимым тоном заметила: "Я очень довольна своим первенцем. Это необычайно прекрасный ребёнок, и он вырастет в человека первоклассной величины и силы".
Менабреа был удивлён, обнаружив свою статью не только хорошо переведённой, но и снабжённой обширными и глубокими комментариями и замечаниями. Статья была переведена профессиональным математиком (в этом он не сомневался), а каждое замечание было подписано инициалами AAL (Augusta Ada Lovelace), которые он не смог связать ни с одним известным ему лицом. Каково же было восхищение Менабреа, когда после длительных выяснений он узнал, что за этими инициалами кроется 27-летняя леди Лавлейс.
После окончания работы над статьёй Менабреа Ада Лавлейс в письме от 11 августа задаёт Беббиджу вопрос, оставит ли он "интеллект и способности "леди-феи" на службе своим великим целям?". Ответ Бебиджа был, естественно, положительным. В этом же письме Лавлейс предлагает консультировать всех желающих по вопросам, связанным с вычислительными машинами, чтобы Беббидж не отвлекался от основной работы.
Начиная с 1844 года, Ада Лавлейс всё больше увлекается игрой на скачках, тем более что сама прекрасно ездила и любила лошадей. На скачках играли и Беббидж и Вильям Лавлейс, причём Беббидж, интересовавшийся прикладными вопросами теории вероятностей, рассматривал с этих позиций и игру на скачках и искал оптимальную систему игры. Ада израсходовала на скачках почти все принадлежащие ей средства и к 1848 году сделала большие долги. Потом её матери, леди Байрон, пришлось погасить эти долги.
В начале 50-х годов появились первые признаки болезни, унесшей жизнь Ады Лавлейс. Несмотря на принимаемые меры, болезнь, конечно, прогрессировала и сопровождалась тяжёлыми мучениями. 27 ноября 1852 года Ада Лавлейс скончалась, не достигнув 37 лет. Она была погребена рядом с отцом в фамильном склепе Байронов. Уже в настоящее время в память о ней назван разработанный в 1980 году крупнейшими специалистами по программированию язык АДА - один из наиболее мощных и универсальных алгоритмических языков.
Следует отметить, что представления Лавлейс о принципиальных возможностях аналитической машины были вполне обоснованы. Круг вопросов, рассмотренных в её "Примечаниях", весьма широк. Хотя Беббидж написал свыше 70 книг и статей по различным вопросам, а также составил большое число неопубликованных описаний вычислительной машины, полного и доступного описания и, главное, анализа возможностей машины для решения различных задач он так и не сделал. Беббидж говорил, что слишком занят разработкой машины, чтобы уделять время её описанию. Работа Лавлейс не только заполнила этот пробел, но и содержала глубокий анализ особенностей аналитической машины. Прекрасный популяризатор идей Беббиджа леди Лавлейс настолько хорошо понимала его работу, что описала принципы действия аналитической машины с чёткостью, которой не ожидал сам Беббидж. Он неоднократно повторял, что представления Лавлейс о его работе были яснее, чем его собственные.
Усвоив идеи Беббиджа и обладая глубокими познаниями в математике, Ада Лавлейс с большой энергией проповедует эти идеи, стремясь сделать их широко известными и понятными, стараясь заинтересовать учёных работами Беббиджа. Наряду с этим она разрабатывает некоторые чертежи для машины Беббиджа и исследует вопросы, связанные с применением в машине двоичной системы счисления. Лавлейс высказала ряд идей, получивших широкое применение только в настоящее время. Основной итог её работы - создание основ программирования на универсальных цифровых вычислительных машинах.
Грэйс Хоппер (Grace Hopper) родилась в 1906 году - на 91 год позже Ады. Ее карьера, хотя и нетипична для женщины, на первых порах не представляла ничего особенного - Вессарский колледж, степень доктора математики в Йельском университете в 28 лет, профессорская должность в Вассаре. Таланты умной девочки, казалось бы, раскрылись, жизнь шла своим чередом, и ничто не предвещало бурных изменений. Как и в случае с компанией Helwett Packard, для полной реализации потенциала Грэйс поторебоввалассь экстраоринарная ситуация. Ее создала Вторая мировая война. Грэйс, уже тридцатисемилетняя дама-профессор, вступила в женскую добровольную организацию содействия ВМС США. Для того, чтобы образом изменить свою жизнь, человек должен иметь авантюристическую жилку, и Грэйс обладала ей в полной мере. Однажды она так выразила свой основной жизненный принцип: "Если у вас возникла интересная идея, валяйте, делайте. Извиниться потом легче, чем заранее получить разрешение".
Mark-1 - воплощение Аналитической Машины
Итак, младший лейтенант Грэйс Хоппер была направлена в Гарвардский университет, где к тому времени был установлен компьютер Mark-1. В создании Mark-1 приняли участие силы - ВМС США, заказавшие универсальную счетную машину для расчетов баллистических таблиц: фирма IBM, президент которой Томас Уотсон в патриотическом порыве финансировал военную разработку и предоставил производственные мощности для создания необходимых деталей; и математик Говард Эйкен. А в основу Mark-1 было положено оставленное Бэббиджем описание его Аналитической Машины. Полученное "чудовище" достигало 17 м в длину и 2,5 м в высоту. Провода, которыми соединялись его 750 тыс. деталей имели суммарную длину более 800 км. Программа вводилась с перфоленты, а данные с перфокарт (не зря же, в конце концов, перфораторы составляли львиную долю продукции IBM). Компьютер имел электромеханическое реле и работал по тем временам очень быстро - 0,3 с у него уходило на сложение и вычитание двух чисел и 3 с на умножение. Учитывая интерес Грэйс к двум смежным областям - геометрии и механике,- она была идеальным кандидатом на работу с компьютерами типа Mark-1, когда любой программист (такого термина тогда еще не существовало, а должность Грэйс называлась словом "кодировщик") одновременно блестяще разбирался в механическом содержимом громоздкой машины. "Интеллектуальным" обслуживанием машины, помимо профессора и младшего лейтенанта Грэйс Хоппер, занимались математики-мичманы Роберт Кэмпбел и Ричард Блок. Существует легенда, что Грэйс принадлежит термин debugging (для программы - отладка; а буквально - изничтожение насекомых). История такова: однажды Mark-1 сломался из-за того, что в одном из реле покончил жизнь самоубийством крохотный мотылек (bug). Останки бедняги были аккуратно извлечены. Тогда-то якобы Грэйс впервые и употребила термин debugging, имея в виду ту самую работу, которой в данный момент была занята группа программистов, - очистку компьютера от насекомых. На самом деле слово bug в английском языке имело двойное значение (и насекомое, и техническая неисправность) задолго до Грэйс, так что мы имеем дело с очередным апокрифом компьютерного общества. Но если Аде Лавлейс принадлежит право интеллектуальной собственности на циклы, то Грэйс и ее коллеги в 1944 году использовали эти принципы на практике. С точки зрения Грэйс, подпрограммами были сравнительно универсальные последовательности команд, которые можно было объединять в более крупные блоки. Свои подпрограммы программисты хранили в блокнотах и при необходимости переписывали их друг у друга. При этом им приходилось каждый раз заново рассчитывать адреса переменных. Учитывая, что текст записывался в кодах, а складывать программисты, как правило, не умеют, можно себе представить, как часто при переписывании возникали ошибки. Да и читать программы, даже снабженные комментариями, оказывалось достаточно сложно.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
