Ада Лавлейс – первый программист

Электронный журнал «Эрудит»
№1
Познание начинается с удивления
Аристотель
Журнал представляет интересные факты из истории
науки и техники, рассказы о выдающихся учѐных и
многое другое.
Ада Лавлейс – первый в мире
программист
В истории вычислительной техники
существует множество имѐн и в их
ряду рядом стоят имена Ады Лавлейс
и Чарльза Бэббиджа.
Бэббидж – человек, который создал
проект аналитической машины, прообраза
современных вычислительных машин, и
женщина, которая 19 июля 1843 года
написала первую в мире программу для
этой машины.
Она была прекрасным математиком и очень
настойчивым человеком.
Родители Ады
Августа Ада Лавлейс родилась 10 декабря 1815 года. Она была
единственной дочерью великого английского поэта Джорджа
Гордона Байрона (1788-1824) и Аннабеллы Байрон, урождѐнной
Милбэнк (1792-1860).
«Она незаурядная женщина, поэтесса, математик, философ»,
писал Байрон о своей будущей жене в 1813 году.
Ада унаследовала
от матери любовь
к математике и
многие черты отца,
в том числе близкий
по эмоциональному
складу характер.
Детство и юность
Однако семейная жизнь супругов не сложилась. 21 апреля 1816
года Дж. Байрон подписал официальный развод и навсегда
покинул Англию.
В единственный и последний раз Байрон видел свою дочь через
месяц после рождения, но часто вспоминал о ней, посвятил ей
трогательные и нежные строки в поэме «Чайльд Гарольд»:
«Дочь, птенчик, Ада милая! На мать
Похожа ль ты, единственно родная?
В день той разлуки мне могла сиять
В твоих глазах надежда голубая …
Спи в колыбели сладко, без волнения;
Я через море, с горной высоты
Тебе любимой шлю благословенье,
Каким могла б ты стать для моего томленья!»
Детство и юность
Ада получила прекрасное воспитание. И важное место в нѐм
занимала математика. Миссис Байрон пригласила своего бывшего
учителя – математика Огастеса де Моргана (1806-1871). Он был
женат на Мэри Соммервиль, которая тоже была математиком.
Именно Мэри стала для своей воспитанницы тем, что сейчас
принято называть «ролевой моделью».
Де Морган высоко
отзывался о способностях
своей ученицы. Он следил
за научными занятиями
Ады, посылал ей книги и
статьи, представляющие
на его взгляд интерес.
Когда Аде исполнилось 17
лет, она смогла выезжать в
свет и была представлена
королю и королеве.
Встреча с Ч. Бэббиджем
Имя Чарльза Бэббиджа юная мисс Байрон впервые услышала
от Мэри Соммервиль. Спустя несколько недель, 5 июня 1833
года они впервые увиделись.
Чарльз Бэббидж (1792-1871) в момент их
знакомства был профессором математики
Кембриджского университете, где руководил
кафедрой, которой за полтора века до него
заведовал сам сэр Исаак Ньютон.
Позднее она познакомилась и с другими
выдающимися личностями своей эпохи:
Майклом Фарадеем, Дэвидом Брюстером,
Чарльзом Диккенсом и другими.
Встреча с Ч. Бэббиджем
Мэри Соммервиль вспоминает, что они вместе с Адой часто
посещали мистера Бэббиджа и он всегда приветливо встречал
их, терпеливо объяснял устройство своей машины и разъяснял
практическую пользу автоматических вычислений.
В своих воспоминаниях Огастес де Морган так описывал один из
таких визитов: «Пока часть гостей в изумлении глядела на это
удивительное устройство (разностную машину) с таким чувством,
как говорят, дикари первый раз видят зеркальце или слышат
выстрел из ружья, мисс Байрон, совсем ещѐ юная, смогла понять
работу машины и оценила большое достоинство изобретения».
В начале знакомства Бэббиджа привлекли математические
способности девушки. В дальнейшем он нашѐл в ней человека,
который поддерживал все его смелые начинания. Ада была
почти ровесницей его рано умершей дочери. Всѐ это привело
к тѐплому и искреннему отношению к Аде на долгие годы.
Замужество и семья
В 1835 году мисс Байрон вышла замуж
за 29-летнего барона Уильяма Кинга,
который вскоре унаследовал титул
графа Лавлейса.
В мае 1836 года у Ады родился сын, в
феврале 1838 года – дочь, а в конце 1839
года – второй сын. Ни муж, ни трое детей
не помешали Аде с упоением отдаться
тому, что она считала своим призванием.
Замужество даже облегчило еѐ труды:
у неѐ появился бесперебойный источник
финансирования в виде фамильной
казны графов Лавлейс. Уильям Лавлейс,
спокойный и приветливый человек, с
одобрением относился к научным
занятиям своей жены.
Начало сотрудничества с Бэббиджем
С начала 1841 года Ада Лавлейс серьѐзно занялась изучением
машины Бэббиджа. В одном из своих писем к Бэббиджу Ада пишет:
«Вы должны сообщить мне основные сведения, касающиеся
Вашей машины. У меня есть основательная причина желать этого».
В октябре 1842 года итальянский математик Л.Ф. Менабреа
опубликовал статью «Очерк аналитической машины, изобретѐнной
Ч. Бэббиджем». Эта статья была написана на основе лекций ,
прочитанных Бэббиджем в 1840 году в Турине на конференции
итальянских учѐных.
Вскоре после появления очерка
Ада перевела его с французского
на английский язык. Бэббидж
предложил ей добавить некоторые
примечания и комментарии к очерку
Менабреа. Эта идея понравилась
Аде Лавлейс, и она немедленно
приступила к еѐ реализации.
«Примечания» Ады Лавлейс
Ада работала очень усердно, с большим напряжением. В конце
августа 1843 года перевод статьи Менабреа и «Примечания» были
опубликованы. После выхода в свет «Примечаний» Бэббидж стал
называть Аду «мой дорогой Интерпретатор».
Скромные по названию «Примечания переводчика» более чем вдвое
превышают текст самой статьи. Восемь примечаний посвящены в
основном трѐм взаимосвязанным вопросам: уточнения и пояснения
для читателей некоторых принципов и особенностей работы
аналитической машины; рассмотрение теоретических возможностей
машины; программирование решения задач на этой машине.
Менабреа был удивлѐн, обнаружив свою статью не только хорошо
переведѐнной, но и снабжѐнной обширными и глубокими
комментариями и замечаниями. Статья была подписана инициалами
A.A.L. (Ada Augusta Lovelace). Каково же было восхищение и
удивление Менабреа, когда он узнал, что за этими инициалами
кроется 28-летняя леди Лавлейс.
«Примечания» Ады Лавлейс
В своих примечаниях Ада Лавлейс отмечает, что вычислительная
машина представляет собой совершенно новую область науки и
техники и уделяет внимание выработке соответствующей
терминологии.
По определению Лавлейс, аналитическая машина представляет
собой воплощение науки об операциях и сконструирована
специально для действий над абстрактными числами как
объектами этих операций.
Лавлейс делает принципиальный
вывод об отсутствии ограничений
для математических возможностей
аналитической машины.
В современных терминах можно
было бы сказать, что на этой
машине в принципе может быть
реализован любой алгоритм.
«Примечания» Ады Лавлейс
Ада Лавлейс объясняет читателю изобретѐнный Бэббиджем
способ возврата одной или группы перфокарт с целью их
повторного использования любое число раз, а также впервые
вводит понятия цикла и цикла циклов.
В примечаниях приведена программа машинного решения
системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными. Также
вводится понятие «рабочая ячейка» и рассматривается три типа
таких ячеек, которые применяются в программировании и сейчас.
В примечаниях содержится интересное замечание Ады о
возможностях аналитической машины получать решение такой
задачи, которую из-за трудности вычислений практически
невозможно решить вручную. Здесь машина рассматривается
не как устройство, заменяющее человека, а как устройство,
способное выполнить работу, превышающую возможности
человека.
«Примечания» Ады Лавлейс
В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены
также такие понятия как подпрограмма и библиотека
подпрограмм, модификация команд и индексный регистр,
которые стали употребляться только в 50-х годах 20 века.
В заключение примечаний дана программа для аналитической
машины, с помощью которой можно решить уравнение
Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии
движущейся жидкости. Интересно, что программа Лавлейс
требует минимального количества перфокарт и обеспечивает
экономию памяти.
В 1978 году в Советском Союзе текст этой программы был
закодирован на языке Фортран и она была выполнена на машине
БЭСМ-6 в Дубне. Отладка программы выявила всего одну ошибку
и одну опечатку! И это вполне понятно, так как написать подобную
программу без проверки на компьютере и без ошибок невозможно.
Болезнь и смерть
В начале 50-х годов у Ады появились первые признаки болезни,
унѐсшие еѐ жизнь. Несмотря на принимаемые меры, болезнь
прогрессировала, и 27 ноября 1852 года Ада Лавлейс скончалась
от рака, не достигнув 37 лет. Она была погребена рядом с отцом
в фамильном склепе Байронов.
В память об Аде Лавлейс назван разработанный в 1980 году
язык АДА – один из универсальных языков программирования
высокого уровня. День рождения Ады 10 декабря отмечается как
неофициальный День программиста.
Несмотря на то, что машина Чарльза Бэббиджа так и не была
построена, а программа Ады Лавлейс никогда не использовалась
на практике, имена этих людей навсегда вписаны в историю
развития вычислительной техники. Они сделали нечто более
главное, - они заложили основы вычислительной техники и
программирования. Это были первые шаги человечества на этом
пути.