So the machine I'm going to talk you about is what I call the greatest machine that never was. It was a machine that was never built, and yet, it will be built. It was a machine that was designed long before anyone thought about computers.
La macchina di cui vi parlerò è quella che io chiamo la più grande macchina mai esistita. È una macchina che non è mai stata costruita, eppure, verrà costruita. È una macchina che è stata progettata molto prima che si pensasse ai computer.
If you know anything about the history of computers, you will know that in the '30s and the '40s, simple computers were created that started the computer revolution we have today, and you would be correct, except for you'd have the wrong century. The first computer was really designed in the 1830s and 1840s, not the 1930s and 1940s. It was designed, and parts of it were prototyped, and the bits of it that were built are here in South Kensington.
Se conoscete un po' di storia dei computer, saprete che negli anni '30 e '40 sono stati creati computer semplici che hanno dato inizio alla rivoluzione dei computer odierni, e avreste ragione, se non per il fatto che sareste nel secolo sbagliato. Il primo computer è stato progettato negli anni '30 e '40 del 1800, non negli anni '30 e '40 del '900. È stato progettato, e di alcune parti ne sono stati fatti prototipi, e i pezzi che sono stati costruiti sono qui a South Kensington.
That machine was built by this guy, Charles Babbage. Now, I have a great affinity for Charles Babbage because his hair is always completely unkempt like this in every single picture. (Laughter) He was a very wealthy man, and a sort of, part of the aristocracy of Britain, and on a Saturday night in Marylebone, were you part of the intelligentsia of that period, you would have been invited round to his house for a soiree — and he invited everybody: kings, the Duke of Wellington, many, many famous people — and he would have shown you one of his mechanical machines.
Quella macchina è stata costruita da quest'uomo, Charles Babbage. Ho una grande affinità con Charles Babbage perché i suoi capelli sono completamente spettinati in tutte le fotografie. (Risate) Era un uomo molto ricco, che faceva parte dell'aristocrazia britannica, e il sabato sera a Marylebone, se facevate parte dell'intellighenzia di quel periodo, sareste stati invitati in questa casa per una serata -- ed egli invitò tutti: i reali, il Duca di Wellington, moltissimi personaggi famosi e vi avrebbe mostrato questa macchina meccanica.
I really miss that era, you know, where you could go around for a soiree and see a mechanical computer get demonstrated to you. (Laughter) But Babbage, Babbage himself was born at the end of the 18th century, and was a fairly famous mathematician. He held the post that Newton held at Cambridge, and that was recently held by Stephen Hawking. He's less well known than either of them because he got this idea to make mechanical computing devices and never made any of them.
Mi manca molto quel periodo, in cui si poteva andare ad una serata e assistere alla dimostrazione di un computer meccanico. (Risate) Ma Babbage, Babbage stesso, è nato alla fine del 18° secolo, ed era un matematico abbastanza famoso. Occupava il posto che aveva Newton a Cambridge, e che ha ottenuto di recente Stephen Hawking. È meno conosciuto di loro perché ha avuto quest'idea di apparecchi meccanici di calcolo e non ne ha mai realizzato uno.
The reason he never made any of them, he's a classic nerd. Every time he had a good idea, he'd think, "That's brilliant, I'm going to start building that one. I'll spend a fortune on it. I've got a better idea. I'm going to work on this one. (Laughter) And I'm going to do this one." He did this until Sir Robert Peel, then Prime Minister, basically kicked him out of Number 10 Downing Street, and kicking him out, in those days, that meant saying, "I bid you good day, sir." (Laughter)
Non ne ha mai realizzato uno perché è un classico nerd. Ogni volta che aveva una buona idea pensava: "È brillante, costruirò questo. Ci spenderò una fortuna. Ho un'idea mgiliore. Lavorerò su questo. (Risate) E farò quest'altro." Ha fatto così finché Sir Robert Peel, il Primo Ministro, lo ha cacciato da Downing Street, e lo ha cacciato in quel periodo, che significa dire "Le auguro una buona giornata." (Risate)
The thing he designed was this monstrosity here, the analytical engine. Now, just to give you an idea of this, this is a view from above. Every one of these circles is a cog, a stack of cogs, and this thing is as big as a steam locomotive. So as I go through this talk, I want you to imagine this gigantic machine. We heard those wonderful sounds of what this thing would have sounded like. And I'm going to take you through the architecture of the machine — that's why it's computer architecture — and tell you about this machine, which is a computer.
Quello che ha progettato è questa mostruosità qui, la macchina analitica. Solo per darvi un'idea, questa è una vista dall'alto. Ognuno di questi cerchi è un ingranaggio, un mucchio di ingranaggi, e questa cosa è grande come una locomotiva a vapore. Quindi mentre parlo voglio che immaginiate questa macchina gigantesca. Abbiamo sentito questi suoni meravigliosi del rumore che potrebbe fare questo macchinario. E vi accompagnerò attraverso l'architettura di questa macchina -- ecco perché si parla di architettura dei computer -- e vi racconterò di questa macchina, che è un computer.
So let's talk about the memory. The memory is very like the memory of a computer today, except it was all made out of metal, stacks and stacks of cogs, 30 cogs high. Imagine a thing this high of cogs, hundreds and hundreds of them, and they've got numbers on them. It's a decimal machine. Everything's done in decimal. And he thought about using binary. The problem with using binary is that the machine would have been so tall, it would have been ridiculous. As it is, it's enormous. So he's got memory. The memory is this bit over here. You see it all like this.
Parliamo della memoria. La memoria è un po' come la memoria di un computer di oggi, ma era tutta fatta in metallo, una montagna di ingranaggi, 30 ingranaggi in altezza. Immaginate ingranaggi fino a questa altezza, centinaia e centinaia, e tutti numerati. È una macchina a sistema decimale. Tutto è fatto in decimale. Aveva pensato di usare il sistema binario. Il problema con il sistema binario è che la macchina sarebbe stata alta così, sarebbe stato ridicolo. Così com'è, è enorme. Ha una memoria, che è questo pezzettino qui. Si può vedere tutto così.
This monstrosity over here is the CPU, the chip, if you like. Of course, it's this big. Completely mechanical. This whole machine is mechanical. This is a picture of a prototype for part of the CPU which is in the Science Museum.
Questa mostruosità qui è la CPU, il chip se volete. Certo, è grande. Completamente meccanica. Tutta la macchina è meccanica. Questa è l'immagine di un prototipo di parte della CPU che si trova nel Museo della Scienza.
The CPU could do the four fundamental functions of arithmetic -- so addition, multiplication, subtraction, division -- which already is a bit of a feat in metal, but it could also do something that a computer does and a calculator doesn't: this machine could look at its own internal memory and make a decision. It could do the "if then" for basic programmers, and that fundamentally made it into a computer. It could compute. It couldn't just calculate. It could do more.
La CPU poteva svolgere le quattro funzioni matematiche principali, somma, moltiplicazione, sottrazione, divisione, il che non è male per un pezzo di metallo, ma poteva anche fare una cosa che fa un computer e che una calcolatrice non fa: poteva analizzare la propria memoria interna e prendere una decisione. Poteva eseguire la struttura di controllo "if-then" [se-allora] della programmazione di base e che viene fatta da un computer. Poteva calcolare, ma non solo calcolare. Poteva fare di più.
Now, if we look at this, and we stop for a minute, and we think about chips today, we can't look inside a silicon chip. It's just so tiny. Yet if you did, you would see something very, very similar to this. There's this incredible complexity in the CPU, and this incredible regularity in the memory. If you've ever seen an electron microscope picture, you'll see this. This all looks the same, then there's this bit over here which is incredibly complicated.
Osserviamo questo, fermiamoci un attimo, pensiamo ai chip di oggi. Non possiamo guardare dentro un chip in silicio. È troppo piccolo. Volendolo fare, si vedrebbe una cosa simile. La CPU è straordinariamente complessa e la memoria è straordinariamente regolare. Se avete mai visto un'immagine di un elettrone al microscopio, vedreste questo. Sembrano tutti uguali, e poi c'è questo pezzetto, incredibilmente complicato.
All this cog wheel mechanism here is doing is what a computer does, but of course you need to program this thing, and of course, Babbage used the technology of the day and the technology that would reappear in the '50s, '60s and '70s, which is punch cards. This thing over here is one of three punch card readers in here, and this is a program in the Science Museum, just not far from here, created by Charles Babbage, that is sitting there — you can go see it — waiting for the machine to be built. And there's not just one of these, there's many of them. He prepared programs anticipating this would happen.
Questo grande meccanismo ad ingranaggi fa quello che fa un computer, ma ovviamente va programmato, e ovviamente, Babbage ha utilizzato la tecnologia dell'epoca e la tecnologia che sarebbe ricomparsa negli anni '50, '60 e '70, ossia le schede perforate. Questo è uno dei tre lettori di carte perforate ed questo è un programma al Museo della Scienza, non lontano da qui, creato da Charles Babbage, è lì in attesa -- potete andare a vederlo - è in attesa che la macchina venga costruita. Non ce n'è solo uno, ce ne sono molti. Ha preparato programmi anticipando la costruzione della macchina.
Now, the reason they used punch cards was that Jacquard, in France, had created the Jacquard loom, which was weaving these incredible patterns controlled by punch cards, so he was just repurposing the technology of the day, and like everything else he did, he's using the technology of his era, so 1830s, 1840s, 1850s, cogs, steam, mechanical devices. Ironically, born the same year as Charles Babbage was Michael Faraday, who would completely revolutionize everything with the dynamo, transformers, all these sorts of things. Babbage, of course, wanted to use proven technology, so steam and things.
Il motivo per cui ha usato schede perforate è che Jacquard, in Francia, aveva creato il Telaio Jacquard, che tesseva questi motivi incredibili, controllati da schede perforate, quindi stava solo adattando la tecnologia dell'epoca, e come tutti, usava la tecnologia del proprio tempo, gli anni '30, '40, '50, del 1800. ingranaggi, vapore,meccanismi. Ironicamente, nello stesso anno di nascita di Charles Babbage nacque anche Michael Faraday, che avrebbe rivoluzionato tutto con la dinamo, i trasformatori, tutte quelle cose. Babbage, ovviamente, voleva servirsi di tecnologie in uso, quindi vapore e cose del genere.
Now, he needed accessories. Obviously, you've got a computer now. You've got punch cards, a CPU and memory. You need accessories you're going to come with. You're not just going to have that,
A quale punto, aveva bisogno di accessori. Ovviamente, a quel punto aveva un computer. Aveva le schede perforate, una CPU e una memoria. Aveva bisogno di accessori da abbinare. Non ci voleva solo quello.
So, first of all, you had sound. You had a bell, so if anything went wrong — (Laughter) — or the machine needed the attendant to come to it, there was a bell it could ring. (Laughter) And there's actually an instruction on the punch card which says "Ring the bell." So you can imagine this "Ting!" You know, just stop for a moment, imagine all those noises, this thing, "Click, clack click click click," steam engine, "Ding," right? (Laughter)
Prima di tutto il suono. C'era una campana, così se qualcosa andava storto -- (Risate) -- o la macchina aveva bisogno di assistenza c'era una campana da far suonare. (Risate) E c'è un'istruzione sulla scheda perforata che dice "Suonare la campana." Immaginate quindi "Ting!". Fermatevi un momento e immaginate tutti questi rumori, questa cosa, "Clic, clac clic clic clic", macchina a vapore, "Ding" giusto? (Risate)
You also need a printer, obviously, and everyone needs a printer. This is actually a picture of the printing mechanism for another machine of his, called the Difference Engine No. 2, which he never built, but which the Science Museum did build in the '80s and '90s. It's completely mechanical, again, a printer. It prints just numbers, because he was obsessed with numbers, but it does print onto paper, and it even does word wrapping, so if you get to the end of the line, it goes around like that.
C'era anche bisogno di una stampante, ovviamente, tutti hanno bisogno di una stampante. Questa è un'immagine del meccanismo di stampa di un'altra sua macchina, chiamata Macchina Differenziale n.2, che non ha mai costruito, ma che il Museo della Scienza ha costruito negli anni '80 e '90. È completamente meccanica, di nuovo, una stampante. Stampa solo numeri, perché lui era ossessionato dai numeri, ma stampa su carta e va anche a capo automaticamente, quindi quando arriva alla fine della riga, torna a capo così.
You also need graphics, right? I mean, if you're going to do anything with graphics, so he said, "Well, I need a plotter. I've got a big piece of paper and an ink pen and I'll make it plot." So he designed a plotter as well, and, you know, at that point, I think he got pretty much a pretty good machine.
Ci vogliono anche grafici, giusto? Voglio dire, se volete fare delle cose con i grafici, così ha detto: "Mi serve un plotter. Ho un pezzo di carta e una penna e lo faccio scrivere." Così ha disegnato anche un plotter, e a quel punto credo si sia ritrovato tra le mani una macchina piuttosto decente.
Along comes this woman, Ada Lovelace. Now, imagine these soirees, all these great and good comes along. This lady is the daughter of the mad, bad and dangerous-to-know Lord Byron, and her mother, being a bit worried that she might have inherited some of Lord Byron's madness and badness, thought, "I know the solution: Mathematics is the solution. We'll teach her mathematics. That'll calm her down." (Laughter) Because of course, there's never been a mathematician that's gone crazy, so, you know, that'll be fine. (Laughter) Everything'll be fine. So she's got this mathematical training, and she goes to one of these soirees with her mother, and Charles Babbage, you know, gets out his machine. The Duke of Wellington is there, you know, get out the machine, obviously demonstrates it, and she gets it. She's the only person in his lifetime, really, who said, "I understand what this does, and I understand the future of this machine." And we owe to her an enormous amount because we know a lot about the machine that Babbage was intending to build because of her.
Compare questa donna, Ada Lovelace. Immaginate queste serate, con tutti questi grandi personaggi. Questa donna è la figlia dell'individuo folle, cattivo e pericoloso-da-conoscersi, Lord Byron, e sua madre, un po' preoccupata che possa aver ereditato la pazzia e la cattiveria di Lord Byron, ha pensato: "Conosco la soluzione: la matematica è la soluzione. Le insegneremo matematica. La calmerà." (Risate) Perché ovviamente, nessun matematico è mai impazzito, quindi dovrebbe andare bene. (Risate) Andrà tutto bene. Quindi impara la matematica, va a una di queste serate con la madre, e Charles Babbage tira fuori questa macchina. Il Duca di Wellington è presente. Tira fuori la macchina, ovviamente mostra come funziona e lei capisce. È l'unica persona nella vita di Babbage che ha detto: "Capisco quello che fa, e capisco il futuro di questa macchina." A lei dobbiamo molto perché sappiamo molto di questa macchina che Babbage intendeva costruire grazie a lei.
Now, some people call her the first programmer. This is actually from one of -- the paper that she translated. This is a program written in a particular style. It's not, historically, totally accurate that she's the first programmer, and actually, she did something more amazing. Rather than just being a programmer, she saw something that Babbage didn't.
Qualcuno la chiama la prima programmatrice. Questo viene da uno degli articoli che ha tradotto. È un programma scritto in uno stile particolare. Storicamente non è del tutto esatto, non è la prima programmatrice, e in realtà ha fatto una cosa ancor più straordinaria. Invece di essere solo una programmatrice, ha visto qualcosa che Babbage non ha visto.
Babbage was totally obsessed with mathematics. He was building a machine to do mathematics, and Lovelace said, "You could do more than mathematics on this machine." And just as you do, everyone in this room already's got a computer on them right now, because they've got a phone. If you go into that phone, every single thing in that phone or computer or any other computing device is mathematics. It's all numbers at the bottom. Whether it's video or text or music or voice, it's all numbers, it's all, underlying it, mathematical functions happening, and Lovelace said, "Just because you're doing mathematical functions and symbols doesn't mean these things can't represent other things in the real world, such as music." This was a huge leap, because Babbage is there saying, "We could compute these amazing functions and print out tables of numbers and draw graphs," — (Laughter) — and Lovelace is there and she says, "Look, this thing could even compose music if you told it a representation of music numerically." So this is what I call Lovelace's Leap. When you say she's a programmer, she did do some, but the real thing is to have said the future is going to be much, much more than this.
Babbage era totalmente ossessionato dalla matematica. Stava costruendo una macchina per calcoli matematici, e Lovelace ha detto: "Potresti fare di più della sola matematica su questa macchina". Proprio come voi, che in questa sala avete un computer, Solo per il fatto di avete un telefono. Se guardate dentro quel telefono, ogni elemento di quel telefono, o computer, o qualunque altro apparecchio è matematica. Alla fine sono solo numeri. Che sia un video, un testo, o musica o voce, sono tutti numeri, alla base ci sono solo funzioni matematiche, e Lovelace ha detto: "Solo perché sono funzioni matematiche e simboli non significa che queste cose non possano rappresentare altre cose del mondo reale, come la musica." È stato un passo da gigante, perché Babbage sta dicendo: "Potremmo calcolare queste straordinarie funzioni e stampare tabelle e numeri e disegnare grafici" -- (Risate) -- e Lovelace è lì che dice: "Guarda, questa cosa potrebbe anche comporre musica se le dici di rappresentare la musica numericamente." Questo è quello che chiamo il Balzo Lovelace. Quando si dice che è una programmatrice, che ha fatto qualcosa, ma la cosa più importante è aver detto che il futuro sarà molto, molto di più di tutto questo.
Now, a hundred years later, this guy comes along, Alan Turing, and in 1936, and invents the computer all over again. Now, of course, Babbage's machine was entirely mechanical. Turing's machine was entirely theoretical. Both of these guys were coming from a mathematical perspective, but Turing told us something very important. He laid down the mathematical foundations for computer science, and said, "It doesn't matter how you make a computer." It doesn't matter if your computer's mechanical, like Babbage's was, or electronic, like computers are today, or perhaps in the future, cells, or, again, mechanical again, once we get into nanotechnology. We could go back to Babbage's machine and just make it tiny. All those things are computers. There is in a sense a computing essence. This is called the Church–Turing thesis.
Un centinaio di anni dopo, arriva questo tizio, Alan Turing, e nel 1936, inventa il computer da capo. Certo, la macchina di Babbage era interamente meccanica. La macchina di Turing era interamente teorica. Entrambi questi ragazzi venivano da una prospettiva matematica, ma Turing ha detto loro qualcosa di importante. Ha gettato le basi matematiche dell'informatica, e ha detto: "Non importa come fate un computer." Non importa se il computer è meccanico, come quello di Babbage, o elettronico, come i computer di oggi, o magari in futuro, di cellule, o ancora, di nuovo meccanico, quando useremo le nanotecnologie. Potremmo tornare alla macchina di Babbage e renderla minuscola. Tutte queste cose sono computer. Esiste, in fondo, un'essenza informatica. Si chiama Tesi di Church-Turing.
And so suddenly, you get this link where you say this thing Babbage had built really was a computer. In fact, it was capable of doing everything we do today with computers, only really slowly. (Laughter) To give you an idea of how slowly, it had about 1k of memory. It used punch cards, which were being fed in, and it ran about 10,000 times slower the first ZX81. It did have a RAM pack. You could add on a lot of extra memory if you wanted to.
Così improvvisamente, abbiamo questo legame in cui si stabilisce che quello che Babbage aveva costruito era un computer. Di fatto era capace di fare tutto quello che facciamo oggi con i computer, anche se molto più lentamente. (Risate) Per darvi un'idea della lentezza, aveva più o meno 1k di memoria. Utilizzava schede perforate che venivano inserite e andava più o meno 10 000 volte più lentamente del primo ZX81. Aveva una RAM. Volendo si poteva aggiungere un sacco di memoria.
(Laughter) So, where does that bring us today? So there are plans. Over in Swindon, the Science Museum archives, there are hundreds of plans and thousands of pages of notes written by Charles Babbage about this analytical engine. One of those is a set of plans that we call Plan 28, and that is also the name of a charity that I started with Doron Swade, who was the curator of computing at the Science Museum, and also the person who drove the project to build a difference engine, and our plan is to build it. Here in South Kensington, we will build the analytical engine.
(Risate) Quindi tutto questo dove ci porta oggi? Ci sono dei piani. A Swindon, negli archivi del Museo della Scienza, ci sono centinaia di piani e migliaia di pagine di annotazioni scritte da Charles Babbage sulla sua macchina analitica. Una di queste è una serie di piani che chiamiamo Piano 28, ed è anche il nome dell'ente di beneficenza che ho creato con Doron Swade, che era curatore della computisteria al Museo della Scienza e la persona che ha guidato il progetto di costruzione di una macchina differenziale, e il nostro progetto è quello di costruirla. Qui a South Kensington, costruiremo la macchina analitica.
The project has a number of parts to it. One was the scanning of Babbage's archive. That's been done. The second is now the study of all of those plans to determine what to build. The third part is a computer simulation of that machine, and the last part is to physically build it at the Science Museum.
Il progetto ha un certo numero di fasi. Una è l'analisi degli archivi di Babbage. Questo è stato fatto. Il secondo è lo studio di tutti quei piani per definire cosa costruire. La terza parte è una simulazione a computer di quella macchina, e l'ultima parte è la sua costruzione fisica al Museo della Scienza.
When it's built, you'll finally be able to understand how a computer works, because rather than having a tiny chip in front of you, you've got to look at this humongous thing and say, "Ah, I see the memory operating, I see the CPU operating, I hear it operating. I probably smell it operating." (Laughter) But in between that we're going to do a simulation.
Quando sarà costruita, saremo finalmente in grado di capire come funziona un computer, perché invece di avere davanti a voi un piccolo chip, dovrete guardare questa cosa enorme e dire: "Ah, vedo la memoria in funzione, vedo la CPU che lavora, la sento lavorare. Probabilmente ne sento l'odore." (Risate) Ma nell'attesa ne faremo una simulazione.
Babbage himself wrote, he said, as soon as the analytical engine exists, it will surely guide the future course of science. Of course, he never built it, because he was always fiddling with new plans, but when it did get built, of course, in the 1940s, everything changed.
Babbage stesso ha scritto: "Non appena la macchina analitica esisterà, sicuramente indirizzerà il futuro della scienza. Certo, non l'ha mai costruita, perché era sempre preso da nuovi progetti, ma quando finalmente è stata costruita negli anni '40, tutto è cambiato.
Now, I'll just give you a little taste of what it looks like in motion with a video which shows just one part of the CPU mechanism working. So this is just three sets of cogs, and it's going to add. This is the adding mechanism in action, so you imagine this gigantic machine.
Ora vi darò solo un assaggio di cosa può sembrare in movimento, con un video che mostra solo una parte del meccanismo della CPU in funzione. Queste sono solo tre serie di ingranaggi, e faranno una somma. Questo è il meccanismo della somma in funzione; quindi immaginate questa macchina gigante.
So, give me five years. Before the 2030s happen, we'll have it.
Datemi 5 anni. Prima del 2030, ce l'avrete.
Thank you very much. (Applause)
Grazie infinite. (Applausi)