Milníky milénia

ZDROJ : Softwarové noviny  (12/1999) AUTOR : Petr Koubský

Tento příběh bych raději vyprávěl než psal — aby mě posluchači stihli včas zarazit. Protože dějiny informatiky jsou dějinami světa, a ty jsou nekonečné. Poslyšte tedy příběh, jenž není lineární; větví se, zaplétá a každá jeho část souvisí s jinými jako v bohatě propojeném hypertextu. Poslyšte vyprávění o Charlesi Babbageovi a o tom, jak mohl být počítač sestrojen už v ro­ce 1830; o Hermanu Hollerithovi a lásce Ameriky ke kancelářským strojům; o tom, jak vznikla IBM; o mladém úspěšném muži jménem Jánoš von Neumann; o IBM System/360 a o tom, za co všechno této počítačové řadě vděčí náš moderní dne­šek; o počátcích Internetu; o garážích v Silicon Valley; o medvědu a aligátorovi; o Billu Gatesovi a Marku Andreessenovi.
Poslyšte příběh Milníků milénia.

Polský spisovatel Stanislaw Lem se v jedné ze svých novel výstižně ptá po oka­mžiku, kdy „počitadlo dostalo rozum“ . Není snadné jej stanovit. Nejstarším „počítačem“ byly bezpochyby vlastní prsty, ale mechanické pomůcky usnadňu­jící číselné výpočty používali lidé odpradávna.
První počitadla (abakusy) jsou archeologickými nálezy doložena již ve 3. století př. n. I. Počitadlo prokázalo obrovskou životnost, v Japonsku, Číně a Rusku se v obchodech a úřadech občas používá dodnes — často hned vedle nejmodernější elektroniky. Po stovky let zůstalo jediným zařízením svého dru­hu — dávno již před začátkem našeho tisíciletí.
Pak se dost dlouho nedělo téměř nic. Upřímně řečeno, vymezíme-li téma ja ­ko skutečné milníky milénia, tedy „historie toho, co během posledního tisíce let vedlo k dnešnímu rozvoji informačních technologií“ , není téměř odkud začít.
Evropa na začátku jedenáctého století byla místem, kde se dalo mnohem snáz dostat klackem po hlavě, než zažít cokoli intelektuálnějšího. Mnohé jiné části světa na tom sice byly aspoň o něco málo lépe, ale o skutečném rozvoji vědy a technologie směřující k informatice můžeme mluvit až mnohem později.
Jedním z nepopiratelných milníků je knihtisk. Nejstarší evropské knihy tištěné vyměnitelnými literami pocházejí z dílny německého řemeslníka Jo- hanna Gutenberga a datují se zhruba do roku 1450. Již dříve byla podobná technologie známa v Koreji a v Číně, nikdy se tam však nestala skutečným fak­torem dalšího rozvoje civilizace. V Evropě ano; knihtisk měl na společnost v mnoha ohledech podobný vliv, jaký má dnes Internet. Způsobil laicizaci vzdělání, a tedy i přístupu k informacím. Monopol na přístup k psanému slovu se díky technickému rozvoji vymkl z rukou úzké skupiny lidí (nepřipomíná vám to něco?), a to navždy. Je zajímavé, jak rychle to probíhalo — přestože středověkou společnost i na jejím sklonku zpravidla považujeme za pomalou a strnulou. Mezi roky 1450 a 1500 bylo v západní Evropě vydáno více než 6.000 různých titulů tištěných knih. Převažovala samozřejmě Bible a jiné ná­boženské texty, ale oblíbeným žánrem byly též politické pamflety, propaganda všeho druhu — a nemělo by nás překvapit, že též pornografie (další hezká paralela s Internetem). Velmi brzy se vyvinula technologie dokonalého tisku ilustrací, což dalo vzniknout mimo jiné mapám a atlasům (viz okénko: Merca-
torova projekce).
Dalšího zajímavého pokroku se dosáhlo ve chvíli, kdy technologie tisku tak zlevnila a poptávka po informacích natolik stoupla, že začalo být možné vydá­vat noviny — periodický tisk. První noviny začaly vycházet v severoněmeckých hanzovních městech počátkem 17. století. Kolem roku 1630 už noviny vycháze­ly ve většině velkých západoevropských měst, v roce 1702 začal v Londýně vy­cházet první deník (Daily Courant; nejstarším deníkem, jenž se dočkal dnešních časů, jsou rovněž londýnské The Times, které vycházejí od roku 1785).
Jinou důležitou technologií, bez níž by nebylo pozdějšího rozvoje informati­ky, je měření času. Ze starověku je doloženo používání vodních hodin (klepsy- dra). V nejjednodušším provedení fungují tak, že voda přitéká do nádoby, výše její hladiny je úměrná uplynulému času. Existovalo mnoho velmi důmyslných modifikací tohoto principu. Ještě dříve byly známy a využívány jak přesýpací, tak sluneční hodiny.
Mechanické hodiny byly poprvé sestrojeny v Evropě ve 14. století — obrov­ské, těžké a nepřesné mechanismy umisťované v kostelních věžích. Jejich hlav­ním smyslem bylo synchronizovat dodržování denních liturgických povinností.
Rozšíření hodin mělo důležitý vedlejší efekt: evropský člověk začal vědomě žít v čase, plánovat své činnosti podle hodin.
Po technologické stránce využívaly již nejstarší mechanické hodiny pohonu hodinového stroje závažím. Chyběla však regulace pomocí kyvadla, jak ji zná­me dnes; tu vymyslel až v polovině 17. století holandský fyzik Christiaan Huygens a k technické dokonalosti přivedl o málo později britský vědec Robert
Hooke.

Mercatorova projekce

Gerhard Mercator pocházel z Flander. Narodil se dvacet let poté, co Kolum­bus přistál u břehů země, kterou pokládal za Indii, a deset let předtím, než se pouhých osmnáct mužů z původně dvousetpadesátičlenné Magellanovy po­sádky vrátilo domů po dokončení bláznivě odvážného podniku — prvního obeplutí zeměkoule. Jinými slovy, v roce 1512.
Mercator sám se žádných objevných cest nezúčastnil, přesto se zásadním způsobem zasloužil o jejich další rozvoj. Vystudoval filozofii a matematiku na univerzitě v Lovani, a pak se už celý život věnoval své vášni — geografii.
V Mercatorově době již nebylo pochyb o tom, že Země je kulatá. Konec­konců, pochybovačům podala pádný důkaz zmíněná Magellanova výprava.
Jak ale zakreslit povrch koule na dvourozměrnou mapu? Mercator prý svůj zásadní nápad dostal při loupání pomeranče. V jeho projekci se povrch koule mění na obdélník, síť poledníků a rovnoběžek je pravoúhlá. Tvar všech ob­jektů se přitom, což má zásadní význam, zachovává; mění se jen jejich veli­kost. Proto má většina z nás dodnes přehnané představy o velikosti Grónska či Antarktidy. Matou nás naše mapy zkreslující plošnou výměru tím více, čím blíže se objekt nachází k pólu — mapy využívající Mercatorovy projekce. Ten­to jejich nedostatek je však zcela zanedbatelný v porovnání s obrovským pří­nosem pro mořeplavbu. Námořní kurs, protínající poledníky pod týmž úhlem, se dá do Mercatorovy mapy zakreslit tím nejprostším možným způso­bem — jako přímka. Cesta do zámoří byla rázem snazší.
A protože za mořem čekalo kromě četných rizik i pohádkové bohatství, nabyl na ceně i klíč k cestě: mapa. Mercator uměl mapy nejen kreslit a tisk­nout, ale také prodávat. Byl to podnikavý a uvážlivý člověk, který dobře vě­děl, že trh potřebuje nejen správný obsah, ale i správnou formu. Tak vznikl první atlas světa, soubor map překreslených na jednotný formát a vydaných tiskem za vysokou, ale nikoli přemrštěnou cenu. Pod Mercatorovýma rukama se dost možná poprvé v historii západní civilizace stala informace zbožím: reprodukovatelným, přímo využitelným, cenným.

Předchůdci (od začátku novověku do založení IBM)

Přesné měření času bylo od počátku novověku důležitým praktickým požadav­kem, s nímž stála a padala úspěšnost zámořských plaveb; kvalitní hodiny dávaly mořeplavcům možnost přesně’stanovit svou polohu v neznámých končinách, kreslit tak mapy anebo se řídit podle map již sestavených. Druhým důležitým požadavkem byly logaritmické tabulky a tabulky goniometrických funkcí. I ty byly motivovány především nutností složitých výpočtů zeměpisné šířky a délky na základě údajů naměřených sextantem.
Tím vzrostly požadavky na praktické využití matematiky natolik, že došlo k dalšímu vývoji příslušných technologií. Počátkem 17. století byly v Anglii se­staveny první logaritmické tabulky a krátce poté vzniklo i logaritmické pravít­ko. V téže době v Paříži sestrojil filozof a matematik Blaise Pascal (1623 – 1662) mechanický sčítací stroj. Provedení Pascalova strojku bylo postupně zdo­konalováno, zachován však zůstal princip počítacích ozubených koleček a auto­matického přenosu do vyššího řádu. Tento princip dal vzniknout mechanickým kalkulačkám a registračním pokladnám. Jejich sériová výroba započala v druhé polovině 19. století a ještě se k nim za chvíli vrátíme.
Výroba tabulek, po nichž byla obrovská poptávka — už nejen mezi námořní­mi navigátory, ale též v pojišťovnictví, architektuře, astronomii a podobně — představovala velice pracnou a úmornou činnost. Všechno se počítalo ručně, bez jakékoli mechanické pomůcky! Ve Velké Británii, tehdejší hlavní námořní velmoci, se během 18. století stala výroba matematických tabulek doslova prů­myslovým oborem. Šlo hlavně o organizaci práce; do výroby tabulek bylo zapo­jeno velké množství lidí, každý výpočet se dělal dvakrát nezávisle na sobě a výsledky porovnávala třetí osoba, tzv. komparátor. Člověka, který se živil po­čítáním tabulek, tehdy angličtina označovala slovem Computer.

Byron, Babbage a počítače

Stroj, který Charles Babbage téměř zkonstruoval, se jmenoval Difference Engine. To se dá přeložit buď v souladu s tím, co Babbage zamýšlel, jako Di­ferenciální stroj, anebo v souladu s tím, jaké následky by stroj měl, kdyby byl Babbage úspěšný – jako Stroj změny.
Jak by vypadal svět, kdyby Babbage uspěl? Dvojznačnost názvu jeho pro­jektu fascinovala dva prominentní autory moderní sci-fi, Williama Gibsona a Bruče Sterlinga, do té míry, že stejně nazvali svou knihu, jejíž děj se ode­hrává v Londýně roku 1855 — v Londýně, kde Babbage uspěl, a věk informa­tiky tak nadešel o více než sto let dříve. Děj se točí kolem ukradeného balíčku děrných štítků, mezinárodní politiky a velkých i malých dobrodruž­ství. Víra v technický pokrok je nařízena zákonem, disidenti jsou tvrdě stíhá­ni, lord Byron je předsedou vlády a Babbage jeho ministrem. Kniha fascinuje především svým líčením reálií věku kybernetiky a páry. Každý zájemce o his­torii výpočetní techniky ji určitě ocení a vychutná — zatím bohužel jen v an­gličtině, český překlad neexistuje.

 

Matematik a dívka z dobré rodiny

Přes všechnu snahu byly v tabulkách vždy chyby. Existoval velmi rozšířený do­bový názor, že kvůli takovým chybám se již nejedna loď ocitla v nebezpečí ne­bo dokonce ztroskotala. Nebezpečí se patrně zveličovalo, ale právě tento názor snáze vysvětluje, proč byla tehdejší britská společnost tabulkami doslova po­sedlá — a tedy i to, v jaké atmosféře rozvíjel své projekty Charles Babbage (1791 – 1871).
Babbage byl synem zámožného bankéře, vystudoval matematiku v Cam­bridge, ale nikdy nezůstal jen kabinetním vědcem. Měl nadání pro organizační práci i pro politiku, zajímal se o ekonomii a již v pětadvaceti letech se stal čle­nem Královské akademie. Kolem roku 1820 se poprvé setkal s myšlenkou, jež se stala určující pro celý jeho další život: bylo by možné vyrábět logaritmy stro­jově, jako se vyrábějí třeba hřebíky?
Nápad nespadl z nebe. Babbage ho dostal patrně při návštěvě Paříže, kde se seznamoval s tím, jak jdou na výrobu matematických tabulek Francouzi. Jejich metoda se od britské lišila. Byla inspirována známým ekonomickým textem Adama Smithe Bohatství národů (vydáno 1790), kde se poprvé vyzdvihl vý­znam dělby práce pro produktivitu. Francouzi rozdělili postup výpočtu algorit­mu do elementárních kroků, z nichž každý pak vykonával k tomu určený člověk — specialista na daný výpočet. To neznamenalo, že by tito specialisté byli kvali­fikovanými matematiky, naopak: byli to lidé, kteří prostě do úmoru opakovali jeden jednoduchý úkon a mezivýsledek předávali dál. (Shodou okolností šlo většinou o bývalé kadeřníky: po Velké francouzské revoluci se přestaly nosit komplikované šlechtické účesy a kadeřníci byli bez práce.) Babbage nemohl přehlédnout, že francouzská metoda je rychlejší a spolehlivější než anglická.
Jednoduchost dílčích úkonů byla tak značná, že by je vlastně mohl vykonávat i nějaký stroj, usoudil Babbage. Jenže takový stroj neexistoval. Babbage se však rozhodl, že by existovat měl.
Jednoduché automaty zná lidstvo již z antiky, z téže doby pochází princip programového řízení automatu. Ten doznal širokého rozšíření především v hra­cích strojcích, orchestrionech, pianolách a mechanických hračkách. „Program“ těchto zařízení je zpravidla tvořen vyměnitelným válečkem s hřebíčky. První praktické využití programového řízení nalezl lyonský vynálezce Joseph Marie Jacquard roku 1805: použil děrných štítků s naprogramovaným vzorem látky pro řízení tkalcovského stavu. Mechanické výpočetní pomůcky a programově řízené stroje představovaly dvě izolované větve vývoje. Babbageova genialita spočívala v tom, že jasně uviděl, jaké možnosti představuje spojení těchto větví.

Začal poměrně střízlivě. Navrhl stroj, jenž nazval Difference Engine (viz okénko: Byron, Babbage a počítače), určený k mechanickému sestavování logaritmických tabulek. Jako šikovný politik si zajistil podporu Královské aka­demie i vysokou vládní subvenci. Co zajistit nedokázal — ani nemohl — byla technologie potřebná ke konstrukci. Neuvěřitelně rozsáhlý systém počítacích ko­leček s minimálními tolerancemi byl pro tehdejší jemnou mechaniku neřešitel­ným oříškem. Práce na Difference Engine se protahovaly po celá dvacátá léta 19. století, stály celkem asi 35.000 liber (uvádí se, že na dnešní peníze by to zname­nalo několik milionů dolarů), z toho polovinu poskytla vláda, druhou polovinu tvořily Babbageovy vlastní peníze. V roce 1834 měl Babbage jediný hmatatelný výsledek: zjednodušený prototyp svého stroje, nepostačující na reálné výpočty.
Difference Engine by se možná i podařilo dotáhnout do konce, kdyby Babba­ge nedostal nový, ještě lepší nápad — a nedopustil se zároveň katastrofální chy­by. Nápad i chyba měly totéž jméno: Analytical Engine. Proč se omezovat na jeden pevně vestavěný druh výpočtu, zeptal se sám sebe Babbage, když je vlast­ně možné představit si stroj, do něhož se postup výpočtu vloží až spolu s daty? Stroj, který může realizovat jakýkoli výpočet, na nějž člověk jen dokáže přijít?
Roku 1834 tak Charles Babbage nevymyslel nic jiného než programově ří­zený číslicový počítač dnešní koncepce. Babaggeův stroj měl být vybaven pa­mětí na tisíc padesáticiferných čísel a výstupem na primitivní tiskárnu. Programování se mělo provádět pomocí Jacquardových děrných štítků. Mate­matik se obrátil na tehdejšího ministerského předsedu, vévodu z Wellingtonu, a navrhl věc samozřejmou, zároveň však šílenou: nemá smysl dokončovat Difference Engine, daleko lepší bude projekt opustit a dát se rovnou do Analyti­cal Engine — která si samozřejmě vyžádá ještě více času i peněz… Vítěz od Waterloo reagoval úplně stejně, jak by se dalo čekat od většiny tehdejších i dnešních politiků. Nařídil, že Babbage již z vládních peněz neuvidí ani penci.
Což se také stalo.
Babbage se o konstrukci Analytical Engine pokoušel až do své smrti; ne­úspěšně. Jeho myšlenka byla naprosto správná, ale ve své době nerealizovatelná — křiklavý příklad koncepce, která předběhla dobové technologické možnosti.
Dochovalo se po něm množství součástek a nefunkčních torz strojů, jež dnes můžeme najít v různých světových muzeích a na několika univerzitách (včetně Harvardu, kde se prostřednictvím takového torza seznámil s Babbageovými myšlenkami v roce 1937 Howard Aiken — viz dále).
Je-li řeč o Babbageovi, vyslovuje se zpravidla jedním dechem i jméno jeho přítelkyně, dcery lorda Byrona Augusty Ady, hraběnky Lovelace. Byla dítětem nešťastného svazku: měsíc po jejím narození se Byron rozešel s její matkou a opustil Anglii, aby se již nikdy nevrátil. Ada dospěla, provdala se a již jako hraběnka Lovelace se začala vzdělávat v matematice a fyzice. Dopisovala si s Faradayem i Johnem Herschelem, seznámila se i s Babbagem a jeho projektem byla fascinována. Dochoval se téměř kompletní program pro (neexistující!) Analytical Engine, určený k výpočtu tzv. Bernoulliho čísel a vytvořený Augustou Adou, jíž tak po právu náleží titul prvního počítačového programátora v historii. Zemřela však v sedmatřiceti letech a její přínos byl zapomenut ješ­tě důkladněji než Babbageův. Vzpomnělo si na ni až kolem roku 1975 americké ministerstvo obrany, když jejím jménem pokřtilo monumentální projekt nového programovacího jazyka. Ten je však dnes odsunut do historie téměř stejně hlu­boko jako sama hraběnka Ada…

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *