Analyyttinen kone

Analyyttinen kone (engl. Analytical Engine) on englantilaisen matematiikan professori Charles Babbagen 1800-luvulla suunnittelema yleiskäyttöinen mekaaninen tietokone, joka jäi keskentekoiseksi. Babbage kuitenkin rakensi konetta vuodesta 1837 aina kuolemaansa saakka vuoteen 1871, ja hänen poikansa Henry P. Babbage sai vuonna 1910 valmiiksi koneeseen kuuluvan tulostuslaitteen ja osan laskentayksiköstä eli myllystä. Sen jälkeen analyyttinen kone jäi lähes unohduksiin. Historian toisen analyyttisen koneen suunnitteli Percy Ludgate 1900-luvun alussa, vaikka ei ollut täysin tietoinen Babbagen analyyttisesta koneesta.^[1]

Vuonna 1992 rakennettu Babbagen analyyttisen koneen malli Lontoon tiedemuseossa.

Analyyttinen kone oli Babbagen aiemman keskeneräiseksi jääneen hankkeen, differenssikoneen seuraaja. Sen oli tarkoitus perustua hammaspyörien kaltaisiin mekaanisiin perusosiin ja kymmenjärjestelmään samaan tapaan kuin aiemmat mekaaniset laskimet. Käyttövoimaksi kaavailtiin höyrykonetta.

Suunniteltuja koneen ominaisuuksia:

• Arvioitu pituus noin 30 metriä ja leveys 10 metriä. Käyttövoimana höyry.
• Ohjelmien ja käsiteltävän tiedon syöttö koneelle reikäkorttien avulla.
• Konekieli, jossa kolmentyyppisiä käskyjä: aritmeettiset toiminnot, numeeriset vakiot ja muistinkäsittely. Kullekin käskylle oma reikäkorttinsa ja kullekin käskytyypille oma reikäkortinlukijansa.
• Aritmeettinen yksikkö (”mylly”), jossa toteutettuna yhteen-, vähennys-, kerto- ja jakolaskut.
• Keskusmuistia 1 000 lukua, kussakin 50 kymmenjärjestelmän numeroa. Tämä oli varsin suuruudenhullu määrä: ensimmäisen toimivan mekaanisen tietokoneen rakentajalle Konrad Zuselle riitti 64 luvun muisti, ja luvut olivat 22-bittisiä binäärilukuja.
• Tulostuslaitteina kirjoitin ja käyräpiirturi. Myös operaattorin huomion kiinnittämiseen tarkoitettu ”kilikello”.

Babbagen analyyttisen koneen osa Lontoon tiedemuseossa.

Analyyttisen koneen konekieli on todistettu Turing-täydelliseksi, joten se pystyy periaatteessa suorittamaan samat tehtävät kuin mikä tahansa nykyinen tietokone.

Steven Johnsonin mukaan Babbagen kone ei kuitenkaan olisi ollut mahdollinen tämän elinaikana, koska Babbagella ei ollut tarvittavia osia. Babbage kehui Ada Lovelacelle koneen kykenevän kertomaan kaksi 20-numeroista lukua 3 minuutissa. Vaikka se olisi pitänyt paikkansa, kone olisi ollut toivottoman hidas ja lisäksi äärimmäisen hankala käyttää ja huoltaa. Tietokonetta oli mahdoton rakentaa höyryvoiman ja hammasrattaiden varaan, sillä se vaati vähintään elektroniputkia. Sata vuotta myöhemmin tietojenkäsittelijät keksivät monet Babbagen ideoista itsenäisesti uudelleen.^[2]

Ada Lovelace kehitti koneelle ohjelman, jonka ansiosta hänet tunnetaan ensimmäisenä ohjelmoijana: Lovelacen ohjelma toteutti algoritmin Bernoullin lukujen laskemiseen.^[3]

John Graham-Cumming käynnisti lokakuussa 2010 hankkeen Plan 28, jonka tavoitteena on rakentaa toimiva mekaaninen analyyttinen kone.^[4]

Analyyttinen kone populaarikulttuurissa

William Gibson ja Bruce Sterling saivat tieteisromaanilleen The Difference Engine idean Babbagen tietokonehankkeesta. Kirja sijoittuu vaihtoehtohistoriaan, jossa Charles Babbage saakin koneensa valmiiksi ja aloittaa siten tietoteknisen vallankumouksen sata vuotta ennen aikojaan.

Katso myös

• Differenssikone
• Differentiaalianalysaattori
• Steampunk

Lähteet

1. Computer Pioneers - Percy E. Ludgate history.computer.org. Viitattu 26.11.2022.
2. Steven Johnson: Mistä hyvät ajatukset tulevat, s. 37-38. Suomentanut Kimmo Pietiläinen. Terra Cognita, 2011.
3. John Markoff: It Started Digital Wheels Turning 7.11.2011. The New York Times. Viitattu 9.1.2020. (englanniksi)
4. BBC News: Campaign builds to construct Babbage Analytical Engine 14.10.2010

Aiheesta muualla

• The Analytical Engine: The First Computer. (englanniksi)
• Plan 28: Building Charles Babbage's Analytical Engine. (englanniksi)