分析機

分析機（AnalyticalEngine）算得上是世界上第一台計算機。 ^[1] 

十九世紀三十年代，英國數學家、發明家查爾斯·巴貝奇設計了分析機。分析機採用的一些計算機思想延用至今。分析機包括的存儲和碾磨，就非常類似於今天計算機中採用的內存和處理器。輸入和輸出都採用打孔卡（十九世紀Jacquard發明的一種卡片）進行。巴貝奇1834年開始進行分析機的研究工作。他把分析機制造成了由黃銅配件組成，用蒸汽驅動的機器。當時，分析機的出現並沒有帶來石破天驚的震撼，也沒有被廣泛的接受。

一直要到1890年，同樣利用打洞卡為基礎，美國統計學家赫曼·霍勒瑞斯（HermanHollerith）因應美國人口普查局的需要所發明的電動製表機（Electric Tabulating Machine），才開始應用在實務的信息處理上。 ^[1] 

巴貝奇的工作得到了AdaAugusta——拉弗拉斯伯爵夫人的大力支持，Ada被廣泛認為是世界上第一個程序員。她設計了一個打孔卡片程序用來計算貝努力數列。 ^[1] 

倫敦科學館的複製品分析機是由英國數學家查爾斯·巴貝奇設計的一種機械式通用計算機。從1837年首次提出這種機器的設計，一直到他去世的1871年，由於種種原因，這種機器並沒有被真正的製造出來。但它本身的設計邏輯卻非常的先進，是大約100年後電子通用計算機的先驅。

查爾斯·巴貝奇最初的嘗試是所謂的差分機，用來近似計算多項式，以致求解對數和三角函數。因為一些個人和政治上的原因，他意識到需要一種更加通用的機器，於是便開始了分析機的設計。 ^[1] 

分析機由蒸汽機驅動，大約有30米長、10米寬。它使用打孔紙帶輸入，採取最普通的十進制計數。 ^[1] 

它的“內存”大約可以存儲1000個50位的十進制數（20.7kB)。有一個算術單元可以進行四則運算、比較和求平方根操作。 ^[1] 

為這台機器設計的語言類似於今天的彙編語言，而且它被認為是圖靈完全的。 ^[1] 

對於蒸汽朋克文化是圖騰一般的存在。在下列網站，你能瞻仰到後人按照巴貝奇的圖紙所製造出的精巧絕倫的機械式計算機。

Babbage’s Difference Engine #1 差分機（設計製造，成功）

Babbage’s Difference Engine #2 大型差分機（設計製造，失敗）

Babbage’s Analytical Engine 分析機（設計，未製造）

Scheutz brothers’ Difference Engine

The author’s Meccano Difference Engine #1

The author’s Meccano Difference Engine #2

Andrew Carol’s LEGO Difference Engine （樂高玩具版本）

巴貝奇他爸爸是英國銀行家，甚是有錢，在巴貝奇小時候就找許多家教輔導他學習。巴貝奇也努力，一路唸到劍橋大學，都是班裏的尖子生。他從劍橋大學畢業後留校，在數學領域造詣頗深，20多歲就加入了英國皇家學會（牛逼程度相當於畢業沒幾年的大學生成為了中國科學院院士）。巴貝奇用從20歲到30歲之間的十年時間研製成功了差分機，以其計算速度和精度震驚科學界，也讓政府同意出資研究其下一代機械式計算機——大型差分機。但受當時的加工精度限制，巴貝奇又總在工廠加工零部件的同時在圖紙上修修改改，經常導致大批量的零件返工。如此折騰了20年，巴貝奇花光了所有的錢，宣佈製造失敗。然後他用了兩年時間總結失敗的教訓，在50歲的時候，這個倔強的老頭子開始設計更為複雜精密的分析機。分析機具有現代電子計算機的全部特徵，有它自己設計獨特的“鍵盤”、“顯示器”、“CPU”、“內存”等等現代計算機的關鍵部件，只是不用電源而已。當然，分析機的製造最後還是失敗了。左側的圖片就是巴貝奇設計出的這些漂亮機器，差不多在設計完畢200來年才被製造出來。我們的悲哀，也映照着巴貝奇的偉大。

英國數學家查爾斯·巴貝奇是可編程計算機的發明者，計算機的先驅。他設計過的計算機器有差分機、分析機和第二個差分機。其中第二個差分機在1849年設計出來卻在有生之年只實現了很小一部分。這台機器可以進行相當複雜的數學計算，具有31位精度。 ^[1] 

英國數學家查爾斯·巴貝奇是可編程計算機的發明者，計算機的先驅。他設計過的計算機器有差分機、分析機和第二個差分機。其中第二個差分機在1849年設計出來卻在有生之年只實現了很小一部分。這台機器可以進行相當複雜的數學計算，具有31位精度。

得益於工程師幾年的努力，這份藍圖變成了現實，並在近日安放在了加州Mountain Viewd的計算機歷史博物館。

下面這台引擎花費了倫敦科學博物館工程師3年半的時間，將會從5月10號開始展出1年。

擅長運載裝配的英國的MoverightInternational負責運輸這台重達5噸的機器

倫敦科學博物館負責人Horton説，建造這台機器實在太漫長了，花費了45萬英鎊。

計算機博物館董事長Shustek説，英國政府資助了他的早期工作，期望以此獲得更高精度的導航、科學和工程數據，儘管巴貝奇很聰明，卻沒能夠將其實現。“他的失敗並非技術問題，而是管理。一個大問題是，總在半路他又有了新想法，在進行工程項目時不得不學會説‘不’這正是我們現在做的。”

在失去了政府的資助後，巴貝奇仍在繼續工作，那是一台更為複雜的機器，稱為分析機。這台機器本有希望成為真正的計算機，可以運行包含“條件”、“循環”語句的程序，有寄存器用來存儲數據，不過同樣沒有完成。

機械計算機降臨硅谷(9張)

1871年，巴貝奇在怨恨失望中去世，甚至《泰晤士報》在訃告中還嘲笑了他的失敗。 ^[1] 

直到17世紀，計算設備才有了第二次重要的進步。1642年，法國人BlaisePascal（1623-1662）發明了自動進位加法器，稱為Pascalene。1694年，德國數學家Gottfried Wilhemvon Leibniz（1646-1716）改進了Pascaline，使之可以計算乘法。後來，法國人Charles Xavier Thomas de Colmar發明了可以進行四則運算的計算器。

現代計算機的真正起源來自英國數學教授Charles Babbage。Charles Babbage發現通常的計算設備中有許多錯誤，在劍橋學習時，他認為可以利用蒸汽機進行運算。起先他設計差分機用於計算導航表，後來，他發現差分機只是專門用途的機器，於是放棄了原來的研究，開始設計包含現代計算機基本組成部分的分析機。（Analytical Engine）

Babbage的蒸汽動力計算機雖然最終沒有完成，以今天的標準看也是非常原始的，然而，它勾畫出現代通用計算機的基本功能部分，在概念上是一個突破。

在接下來的若干年中，許多工程師在另一些方面取得了重要的進步，美國人Herman Hollerith（1860-1929），根據提花織布機的原理髮明瞭穿孔片計算機，並帶入商業領域建立公司。 ^[1] 

巴貝奇出生於一個富有的銀行家的家庭，曾就讀於劍橋大學三一學院。

1812年他協助建立了分析學會，其宗旨是向英國介紹歐洲大陸在數學方面的成就。該學會推動了數學在英國的復興。

1814年和1817年先後獲得文學學士和碩士學位。

1815—1827年期間在倫敦從事科學活動，1827—1828年期間在歐洲大陸考察工廠。

1828—1839年期間在劍橋大學任盧卡斯數學教授（原為伊薩克·牛頓的教席）。

巴貝奇在1812/1813年初次想到用機械來計算數學表；後來，製造了一台小型計算機，能進行8位數的某些數學運算。1823年得到政府的支持，設計一台容量為20位數的計算機。它的製造要求有較高的機械工程技術。於是巴貝奇專心從事於這方面的研究。他於1834年發明了分析機（現代電子計算機的前身）的原理。在這項設計中，他曾設想根據儲存數據的穿孔卡上的指令進行任何數學運算的可能性，並設想了現代計算機所具有的大多數其他特性，但因1842 年政府拒絕進一步支援，巴貝奇的計算器未能完成。斯德歌爾摩的舒茨公司按他的設計於1855年製造了一台計算器。便真正的計算機則至到電子時代才製成。

巴貝奇在24歲時就被選為英國皇家學會會員。他參與創建了英國天文學會和統計學會，並且是天文學會金質獎章獲得者。他還是巴黎倫理科學院、愛爾蘭皇家學會和美國科學學院的成員。

他的主要著作有：

《各種人壽保險機構的比較觀點》（1826）

《關於科學在英國的衰落及其某些原因的思考》（1830）

《對數表樣本》

《論機器和製造業的經濟》（1832）

《有關征税原則的思考、關於財產税及其免除》（1848）

《一個哲學家生涯的片段》（1864）

此外，還有以下一些論文：

《機器在數學表計算中的應用》（1822）

《論用符號表示機器動作的方法》（1826）

《關於調節機器的應用一般原則的論文》（1829） ^[1]