Архитекторы компьютерного мира

Частиков Аркадий

Ада Августа Лавлейс

Дочь Байрона, первая программистка

Мне хотелось бы, чтобы ты получила от леди Байрон сведения о наклонностях Ады, ее привычках, занятиях, нравственных качествах и характере, а также ее внешности. Общительна ли она или любит уединение, молчалива или разговорчива, любит ли читать или наоборот? Пылкая ли у нее натура? Надеюсь, что Бог наградит ее чем угодно, но только не поэтическим даром.

Джордж Байрон

Ада

Августа Лавлейс

Высказанные в письме к своей двоюродной сестре опасения великого поэта Англии относительно "поэтического дара" дочери оказались напрасными. Ада Байрон преуспела в совершенно другой области — она составила первую компьютерную программу и потомки нарекли ее "первой программисткой".

Августа Ада Байрон родилась 10 декабря 1815 года, а в январе 1816 года ее родители — супруги Джордж Байрон и Аннабелла Милбэнк — разъехались навсегда.

Ада Байрон с детства успешно и с увлечением занималась математикой. Ее учителем был известный английский математик и логик Август де Морган. К числу друзей Аннабеллы Милбэнк принадлежал выдающийся английский ученый и изобретатель Чарльз Бэббидж. Юная Ада посещает его мастерскую, где знакомится с его работой над вычислительными машинами. Чарльз Бэббидж искренне полюбил эту девушку, он находил в ней главное, что ценил в людях, — остроту ума. Быть может, сыграло роль и то, что Ада была почти ровесницей его рано умершей дочери. Бэббидж следит за научными занятиями Ады, посылает ей статьи и книги, представляющие интерес, и знакомит со своими работами.

Семейная жизнь Августы Ады сложилась счастливо. В июле 1835 года она вышла замуж за Уильяма, восемнадцатого лорда Кинга, ставшего впоследствии первым графом Лавлейсом. Сэр Уильям, которому в то время исполнилось 29 лет, был спокойным, уравновешенным и приветливым человеком. Он с одобрением относился к научным занятиям своей жены и помогал ей как мог.

Супруги вели светский образ жизни, регулярно устраивали вечера и приемы, на которых бывал "весь Лондон". Один из постоянных посетителей этих вечеров, редактор популярного лондонского журнала "Экзаминер" Олбани Фонбланк, оставит такой портрет хозяйки дома: "Она была ни на кого не похожа и обладала талантом не поэтическим, но математическим и метафизическим…"

Портрет графини Лавлейс

Очень выразительна и автохарактеристика, данная Адой в одном из писем Бэббиджу: "Мой мозг — нечто большее, чем просто смертная субстанция; я надеюсь, время покажет это (если только мое дыхание и прочее не будут слишком быстро прогрессировать к смерти).

Клянусь дьяволом, что не пройдет и десяти лет, как я высосу некоторое количество жизненной крови из загадок вселенной, причем так, как этого не смогли бы сделать обычные смертные губы и умы. Никто не знает, какие ужасающие энергия и сила лежат еще неиспользованными в моем маленьком гибком существе.

Я сказала "ужасающие", т. к. Вы можете вообразить, что это означает в некоторых обстоятельствах. Граф Л. иногда говорит: "Каким генералом могла бы ты быть".

Представьте меня со временем в общественных и политических заботах (я всегда мечтала обладать мировой властью, силой и славой — эта мечта никогда не сбудется…). Для вселенной хорошо, что мои устремления и честолюбие навсегда связаны с духовным миром и что я не собираюсь иметь дела с саблями, ядами и интригами вместо х, у и f.

Статья военного инженера Л. Ф. Менабреа (впоследствии генерал в армии Гарибальди, а затем премьер-министр Италии) "Очерк Аналитической машины, изобретенной Чарльзом Бэббиджем" заинтересовала Аду, и она перевела ее на английский язык. Тогда Бэббидж предложил ей добавить некоторые примечания к переводу. Эта идея была немедленно принята. Перевод статьи Менабреа занимает 20 страниц, примечания же Ады Лавлейс — в два с половиной раза больше, 50 страниц. Одно это сопоставление показывает, что А. А. Лавлейс отнюдь не ограничилась ролью простого комментатора. При этом статья Менабреа касается в большей степени технической стороны дела, тогда как примечания Лавлейс — математической.

После получения первых корректур она пишет Бэббиджу: "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 разрешенной с помощью головы и рук человека. Пришлите мне необходимые данные и формулы". По ее просьбе Бэббидж прислал все необходимые сведения и, желая избавить Аду от трудностей, сам составил алгоритм для нахождения этих чисел. Но допустил очень грубую ошибку в составлении алгоритма, и Ада сразу же это обнаружила. Она самостоятельно написала программу для вычисления чисел Бернулли.

Эта программа представляет исключительный интерес, поскольку величина, сложность и математическая постановка данной задачи не идут ни в какое сравнение с элементарными примерами. Этот пример позволил Лавлейс в полной мере показать методику программирования на Аналитической машине и те преимущества, которые дает последняя при подходящем методе вычислений.

Предвосхищая "этапы" компьютерного программирования, Ада Лавлейс, так же как и современные математики, начинает с постановки задачи, затем выбирает метод вычисления, удобный для программирования, и лишь тогда переходит к составлению программы.

За определение числа Бернулли Лавлейс берет следующее выражение:

Оно неудобно, т. к. требует суммирования ряда. Другая форма задания предпочтительнее:

Но последняя формула представления B^2n-1 имеет существенные недостатки. Поэтому Лавлейс выводит рекуррентную формулу:

и принимает ее за основу метода вычисления. Затем она приступает к описанию программы.