Grazie Jacquard.

La macchina analitica, se fosse stata realizzata, sarebbe stata in pratica il primo computer del mondo. Sorge diretta quindi la domanda: ma com’è che funzionava? Dalla nostra abbiamo la fortuna che Babbage stesso ne diede una semplice spiegazione nella sua autobiografia, Passages from the Life of a Philosopher (Babbage 1864). 

Il paragone che Charles usò fu quello del telaio di Jacquard (TelaioJacquard). Il telaio in questione era in grado di tessere, servendosi di schede di cartone opportunamente perforate, qualsiasi disegno. Ora, il produttore poteva utilizzare fili dello stesso colore, o fili di colori differenti, ma il risultato sarebbe stato comunque lo stesso disegno di progetto iniziale.

L'analogia della Macchina analitica con questo processo, stando a Babbage, è quasi perfetta. E in effetti fu proprio a queste schede perforate utilizzate nei telai Jacquard che Babbage s'ispirò. Ogni formula che si può richiedere di calcolare alla Macchina Analitica consiste in determinate operazioni algebriche da eseguire su determinate lettere e in alcune altre operazioni, a seconda di quale sia il valore numerico assegnato a tali lettere.

Vi sono quindi due serie di carte. La prima serve a comandare la natura delle operazioni da eseguire (carte operative), l'altra serve a comandare le particolari variabili su cui tali carte sono obbligate a funzionare (carte variabili). Ora, il simbolo di ogni variabile è posto in cima a una colonna capace di contenere qualsiasi numero di cifre richiesto. Le colonne rappresentano la memoria, ogni colonna è composta da una sequenza di ruote dentate equidistanti tra loro, un po’ come le ruote numerate di una serratura a combinazione. In base a questa disposizione, quando si deve calcolare una formula, deve essere messa insieme una stringa di schede operative, che contengono la serie di operazioni nell'ordine in cui si verificano. Un altro gruppo di carte deve quindi essere preparato, per richiamare le variabili nel mulino, secondo l'ordine in cui devono essere eseguite.

Ogniqualvolta le variabili vengono ordinate nel mulino, queste cifre verranno introdotte e su di esse verrà eseguita l'operazione indicata dalla carta precedente. Il risultato di questa operazione verrà quindi sostituito nell’archivio. 

La Macchina Analitica è quindi una macchina di natura più generale e possiede una propria libreria. Ogni insieme di carte, una volta creato, riprodurrà in qualsiasi momento i calcoli per i quali è stato in precedenza organizzato.

Il problema principale di Babbage fu nella realizzazione del processore, e quindi nella costruzione di diversi componenti distinti dalla macchina, tanti quanto il numero e la complessità delle operazioni da eseguire. L’idea di Babbage fu quella di pensare alle operazioni più complesse come una successione di operazioni elementari. Così come, per esempio, la moltiplicazione non è altro che un’addizione ripetuta, la divisione una sottrazione ripetuta, e la stessa sottrazione sia derivante dall’addizione. E così risolse il problema riducendo il numero di componenti da realizzare, a sfavore forse di un tempo più lungo per eseguire le operazioni. A tal proposito, fu Babbage (1864) stesso a scrivere:

“È impossibile costruire macchine che occupano uno spazio illimitato; ma è possibile costruire macchine finite e usarle in un tempo illimitato. È questa sostituzione dell'infinito del tempo per l'infinito dello spazio di cui ho fatto uso, per limitare le dimensioni della Macchina e tuttavia mantenere il suo potere illimitato" 

Fonti:

Charles Babbage, Passages from the Life of a Philosopher, Cambridge: Cambridge University Press, 1864.

La macchina di Babbage, https://www.storiainformatica.it/hp/24-company/generale/68-la-macchina-di-babbage, consultata il 14/11/2021

Telaio Jacquard, https://it.wikipedia.org/wiki/Telaio_Jacquard, aggiornata al 04/05/2021