Deze kolossale machine van brons, ijzer en staal is gebouwd naar negentiende eeuwse plannen van de Engelse uitvinder en wiskundige Charles Babbage en wordt vanaf volgende week tentoongesteld in het Amerikaanse Museum voor computergeschiedenis. Dankzij een complex radarwerk van tandwielen, dat wordt aangezwengeld zoals een draaiorgel, kan de 5 ton zware machine berekeningen maken die accurater zijn dan die van een eenvoudige hedendaagse zakrekenmachine. Als Charles Babbage zijn plannen toen had kunnen uitvoeren, dan zou de informatierevolutie al 150 jaar geleden begonnen zijn. (Foto via io9)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
|
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Het uitvoeren van ingewikkelde berekeningen was niet evident in de negentiende eeuw, toen er van computers en elektronische rekenmachines nog lang geen sprake was. Er bestonden al “computers”, maar met die term werden mensen bedoeld, geen machines.
Menselijke computers
Ze voerden in team en onder leiding van een ervaren wiskundige de hele dag berekeningen uit, waarmee vervolgens mathematische tabellen werden opgesteld. Die tabellen – gebaseerd op hetzelfde principe als de tafels van vermenigvuldiging – waren van groot belang voor navigatie, ingenieurswerken, de wetenschap en het bankwezen. Ook belastingontvangers, verzekeringswiskundigen en landmeters deden beroep op mathematische tabellen.
Fouten
Het opstellen van die cijferkolommen was arbeidsintensief, en het proces verliep evenmin foutloos, met soms rampzalige gevolgen: schepen vergingen met man en muis, of bruggen stortten in de diepte. Hoewel dezelfde berekening altijd door minstens twee “computers” werd uitgevoerd, slopen er vaak fouten in de tabellen. Niet alleen omdat er een misrekening over het hoofd werd gezien, maar ook omdat er vergissingen gebeurden bij het noteren van het resultaat of bij het zetten van de tekst.
Charles Babbage vatte daarom de ambitie op om het hele proces te automatiseren. De machine zou de resultaten meteen afdrukken, zodat ook typografische vergissingen uitgesloten waren. De nood aan accurate en snelle berekeningen was groot tijdens de industriële revolutie, en de uitvinder kreeg een stevig onderzoeksbudget van de Britse overheid.
Waarom de machine
niet in de 19e eeuw werd gebouwd
De Engelse wetenschappers bouwden die calculator volgens de productiemethoden van die tijd, om erachter te komen of ze wel degelijk in de negentiende eeuw had gebouwd kunnen worden. De lopende band bestond nog niet en dus was de productie van honderden identieke onderdelen niet vanzelfsprekend. De rekenkracht van een mechanische computer wordt bepaald door de precisie (en daardoor ook het gewicht) van het radarwerk. Er werden recent ook versies van de machine gebouwd met meccano en met legoblokken. Die functioneren maar zijn een stuk minder precies, omdat er meer speling zit op de onderdelen.
Het karakter van Babbage speelde wellicht een grotere rol in het mislukken van de negentiende eeuwse informatierevolutie. In plaats van de machine effectief in elkaar te zetten, bleef hij de plannen verbeteren. De calculators die in de VS en het VK worden tentoongesteld, zijn gebaseerd op de “Difference engine no.2”, het derde en laatste design van Babbage uit 1849. Maar de uitvinder deed er enige tijd over om tot dat ontwerp te komen, hij begon al in 1821. Zijn “Difference Engine no.1” zou vijf keer zo zwaar geweest zijn. Die plannen werden vervolgens tijdelijk opgeborgen voor een zijproject - de “Analytical Engine”, klaar in 1834.
Computer op stoomkracht
Daarmee was Babbage zijn tijd nog verder vooruit want deze machine – die moest worden aangedreven door stoomkracht – was in feite de eerste echte computer, op papier dan, als concept. Het zou nog honderd jaar duren eer er opnieuw iemand op het idee van de computer kwam, en de informatierevolutie uit de twintigste eeuw voltrok zonder enige invloed van het werk van Babbage, dat in de vergetelheid was geraakt.
Toen de uitvinder aan zijn “Difference Engine no.2” begon, had de Britse overheid haar geloof in het project al verloren en was de subsidiekraan dichtgedraaid. Babbage vroeg steeds meer geld voor het verbeteren van zijn ontwerpen, maar bouwde ondertussen (zo goed als) niets. (Illustratie boven: de plannen van de machine).
Informatierevolutie
in de 19e eeuw
Als de machines van Babbage toen effectief gebouwd zouden zijn, dan had de geschiedenis er anders uitgezien (een idee dat overigens begin jaren negentig door William Gibson en Bruce Sterling werd uitgewerkt in een roman: “The Difference Engine” – vertaald in het Nederlands als de "Stoomvlinder"). De prestaties van deze negentiende-eeuwse supercomputers werden pas na 1960 gerealiseerd.
Mathematische tabellen bleven tot aan die tijd een essentieel instrument voor boekhouders, wetenschappers, landmeters, ingenieurs - iedereen die gedetailleerde mathematische resultaten nodig had. Mathematische tabellen worden overigens nog altijd gebruikt in computers, om rekenkracht te besparen (ten koste van geheugen).
Ijzeren telmachines
Voor minder ingewikkelde berekeningen kwamen er al vroeger mechanische hulpmiddelen op de markt, die volgens hetzelfde principe werkten. Deze ijzeren telmachines, even groot en zwaar als een ouderwetse typemachine, werden aangedreven met een hendel.
Met de hand aangedreven rekenmachines bleven ook populair na de komst van elektrische exemplaren vaaf 1940, omdat ze stiller, kleiner, lichter en goedkoper waren. In plaats van tien toetsen met daarop alle cijfers van een tot tien, telden deze rekenmachines aanvankelijk verschillende rijen met tien toetsen om achtereenvolgens eenheden, tientallen, honderdtallen, enzovoort, in te geven. Om te vermenigvuldigen en te delen waren meerdere bewerkingen nodig en kon de berekening enige tijd vragen (voor een ingewikkelde berekening op de Difference engine kan duizenden draaibewegingen nodig zijn). (Foto: hpmuseum)
Draagbare telmachines
Elektronische rekenmachines veroverden de markt pas in de jaren zeventig. De enige draagbare rekeninstrumenten voor die tijd (mathematische tabellen waren verzamelingen boeken en dus niet echt draagbaar) waren de rekenlineaal en vanaf 1948 machines zoals de “curta”. Dit zeer vernuftige apparaat, dat tot 1970 werd verkocht, was de eerste mechanische zakrekenmachine, en werd met een hendeltje bediend (foto rechts).
Ingewikkelde mathematische berekeningen zijn vandaag een product van fossiele brandstoffen. Supercomputers (die een groot deel van het werk van rekenmachines hebben overgenomen) verbruiken evenveel energie als een kolonne vrachtwagens. Met de uiterst nauwkeurige resultaten van deze “rekenmonsters” bouwen we vervolgens snelle auto’s, reuzenvliegtuigen en informatiesnelwegen die op hun beurt meer energie verbruiken. We construeren er ook ondoorzichtige financiële producten, krakkemikkige elektronische stemsystemen en elkaar tegensprekende “global warming” scenarios mee. Het zal moeilijk zijn om dat alles in stand te houden als we door een energietekort gedwongen zouden worden om terug te grijpen naar de telmachines van honderd jaar geleden.
© Kris De Decker
|
|
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Meer informatie : historische rekenmachines (met foto's) vind je hier, hier en hier.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Verwante artikels op Lowtech Magazine :
Hoeveel energie kost digitale technologie? De productie van microchips
De optische telegraaf : e-mail in de 18e eeuw
Het sneakernet : wanneer is een postduif sneller dan het internet?
Televisie in de 17e eeuw : de rarekiek, de stereoscoop en de toverlantaarn
Windows schaadt het milieu : het energieverbruik van software
De fabrieken van het internet : het energieverbruik van het wereldwijde web
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
In 1990 had ik een Atari computer met één megabyte ramgeheugen en één floppy-drive. Ik deed er ongeveer even veel nuttige, zelfs grafische dingen mee als met een computer die 500 keer sneller en 500.000 keer meer opslagruimte heeft. Ik denk dat ik nu wel ongeveer 5 keer sneller kan werken als toen, vooral het afprinten is veel beter geworden. Alleen het internet maakt echt een verschil, en het feit dat een pixel nu miljarden kleuren kan hebben, terwijl ik alleen zwartwit had. Maar voor tekst maakt dit natuurlijk niet veel uit.
Geplaatst door: koen | 14 mei 2008 om 20:21
De informatierevolutie na de tweede W.O. was vooral gedreven door techniek (de transistor etc.) en niet door ideeën. In de informatica hebben ideeën altijd vooropgelopen op de technologische mogelijkheden. Er waren in de zeventiende eeuw trouwens al verschillende plannen voor automatische calculators.
De IT-revolutie had heus niet 150 jaar vroeger begonnen als Babbage een beetje een ander karakter had gehad.
Geplaatst door: Piet DS | 03 juli 2008 om 11:13
Merkwaardig dat rekenlinialen (en - minder bekend - rekenschijven) niet worden genoemd in dit artikel. Tot enige decaden geleden waren deze standaard uitrusting van een ingenieur en het meest gebruikte rekenmiddel. Kenmerk van een nerd-ingenieur was een rekenliniaal hangend aan zijn (!) riem. Een kleine rekenschijf, met dezelfde accuratesse als een gewone rekenliniaal, paste precies in het zakje van mijn overhemd. Grotere rekenschijven konden ook log-log berekeningen doen. Een voordeel van rekenlinialen/schijven was dat zij een beperkte nauwkeurigheid hadden. Vooral kort na de introductie van elektronische rekenapparaten zag je, vooral bij fabrikanten van producten voor de bouw, rekenresultaten tot 10 cijfers "nauwkeurig", waarin men kennelijk geloofde. Met drie cijfers ben je al aardig in de goede richting in bijv. betonwerk. Je kon soms aan het aantal "significante" cijfers zien van welk merk de rekenmachines waren.
Geplaatst door: Hans Moerman | 02 mei 2010 om 12:38