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[[파일:Babbages Analytical Engine, 1834-1871. (9660574685).jpg|섬네일]]
'''해석기관'''(解析機關, {{llang|en|Analytical Engine}},해석 엔진)은 [[영국]]의 [[수학]] 교수 [[찰스 배비지]]가 고안한 기계적 범용 [[컴퓨터]]의 설계이다. [[1837년]]에 처음으로 발표되었으며, 설계는 [[1871년]] 그가 죽기 전까지 계속되었다. 해석기관은 경제적, 정치적, 법적 문제로 인해 실제 만들어지지는 않았다. 해석기관의 논리적 설계 자체는 매우 현대적이었으며, 약 100년 뒤의 첫 범용 컴퓨터의 모습을 예측하였다. 해석기관은 컴퓨터 역사에서 중요한 발전의 하나이다.

일부 사람들은 그 시대의 기술적 한계 때문에 해석기관을 만들지 못하였다고 믿는다. 다른 이들은 금전적 및 정치적 지원이 더 충분하였다면 그 시대의 기술로도 충분히 만들 수 있었다고 믿는다. 찰스 배비지는 함께 일하기 매우 까다로운 것으로 악명이 높았으며, 그의 엔지니어였던 [[조지프 클레먼트]](Joseph Clement)<ref>{{웹 인용 |url=http://www.sciencemuseum.org.uk/onlinestuff/stories/babbage.aspx?page=4 |제목=(영어) 까다로운 배비지 |확인날짜=2007-06-10 |archive-date=2007-08-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070812094823/http://www.sciencemuseum.org.uk/onlinestuff/stories/babbage.aspx?page=4 |url-status= }}</ref>를 포함하여 처음에는 그를 도왔던 많은 이들의 등을 돌리게 하였다.

== 설계 ==
찰스 배비지가 시도했던 첫 번째 기계적 계산 장치는 [[차분기관]]이다. 차분기관은 근사 [[다항식]]을 유한 차분법을 통해 계산하여 [[로그]]와 [[삼각함수|삼각 함수]]를 표로 만드는 특수 목적용 계산기이다. 차분기관 프로젝트가 개인적 및 정치적 이유로 주춤하게 되었을 때 그는 설계를 좀 더 범용적으로 할 수 있다는 것을 깨달아 해석기관의 설계를 시작하였다.

[[증기 기관|증기기관]]을 동력으로 사용하며 30[[미터]] 길이에 10미터 넓이 정도의 크기를 가졌다. 프로그램과 데이터를 [[천공 카드]]로 입력받았고 프린터와 곡선 플로터, [[종 (악기)|종]]으로 출력했다. 또한 확인을 위해 천공카드 입력기를 장착할 예정이었다. 숫자는 고정 소수점을 갖는 [[십진법|10진수]]를 사용하였다.

50자리의 숫자 1000개를 저장할 수 있는 저장소(store)가 있으며, [[산술 논리 장치]](mil)는 사칙 연산과 비교 연산, 그리고 선택적으로 [[제곱근]] 계산 기능을 제공하였다. 초기에는 차분기관의 출력이 다시 입력되는 순환적인 구조에 한쪽에 긴 저장소가 있는 형태로 생각되었으나,<ref>{{웹 인용 |url=http://cse.stanford.edu/classes/sophomore-college/projects-98/babbage/ana-mech.htm |제목=(영어) 배비지의 해석기관: 최초의 진정한 디지털 컴퓨터 |확인날짜=2007-06-19 |보존url=https://web.archive.org/web/20080821191451/http://cse.stanford.edu/classes/sophomore-college/projects-98/babbage/ana-mech.htm |보존날짜=2008-08-21 |url-status=dead }}</ref> 나중에 그려진 그림에서는 격자 형태로 조정되었다.<ref>[http://www.projects.ex.ac.uk/babbage/engines.html (영어) 연산 기관] - 배비지 페이지</ref> 현대 컴퓨터의 [[중앙 처리 장치]](CPU)와 마찬가지로 산술 논리 장치도 그것의 내부 프로시저에 의존하였는데, 이것들은 "배럴(barrels)"이라 불리는 회전하는 드럼에 삽입되는 말뚝 형태로 저장되었다. 이 프로시저들은 사용자 프로그램이 지정하는 좀 더 복잡한 명령어들을 실행할 수 있도록 하였다.<ref name="meccano">[http://www.meccano.us/analytical_engine/index.html (영어) 차분기관] - 팀 로빈슨의 메카노(Meccano) 연산 기계 웹사이트</ref> (현대 컴퓨터에서 [[마이크로코드]]에 해당한다.)

현대의 [[어셈블리어]]와 유사한 프로그래밍 언어가 사용되었다. 반복문과 조건문이 존재하며, 따라서 [[앨런 튜링]]이 개념을 잡기 훨씬 이전에 이미 [[튜링 완전]]했던 것으로 여겨진다. 세 종류의 천공 카드가 사용되었는데, 각각 수학 연산을 위한 카드, 숫자 상수를 위한 카드, 그리고 숫자를 수학 연산 단위로 전달하거나 이를 다시 전달받는데 사용되는 카드이다. 이 3종류의 카드를 읽기 위해 3종류의 카드 리더기가 존재했다.

[[이탈리아]]를 여행 중이던 배비지를 만난 이탈리아의 수학자 [[루이기 메나브레아]](Luigi Menabrea)는 [[1842년]]에 해석기관에 대한 설명을 [[프랑스어]]로 작성하였다. 이 설명은 이미 10년 전부터 해석기관에 관심을 갖고 있었던 [[에이다 러브레이스|에이다 킹, 러브레이스 백작부인]]이 [[1843년]]에 [[영어]]로 번역하면서 [[베르누이 수]]를 계산하는 방법을 포함한 광범위한 주석이 추가되었다. [[해석기관에 대한 에이다 바이런의 주석|메나브레아의 설명에 대한 그녀의 주석]]을 통해서 그녀는 최초의 컴퓨터 [[프로그래머]]로 불린다. [[에이다 (프로그래밍 언어)|에이다 프로그래밍 언어]]는 그녀를 기리기 위해 지어진 이름이다.

== 일부 제작 ==
배비지는 그의 인생 말년에 단순화한 해석기관을 만드는 방법을 찾았다. 그리고 1871년 그가 죽기 전까지 그와 관련된 작은 부품들을 모았다.<ref name="meccano" /> 그러나 [[1878년]] [[영국과학진흥협회]]의 한 위원회는 해석기관의 제작을 중단할 것을 권고하였다. 이는 정부 기금을 위해 배비지의 노력을 좌절시킨 것이었다.

[[1910년]] 배비지의 아들 헨리 P 배비지(Henry P. Babbage)는 산술 논리 장치와 인쇄 장치의 일부를 제작하여 [[원주율]]의 배수 목록을 계산하는 데 사용했다고 보고했다. 이것은 전체 기관 중 일부만을 구성한 것으로, 프로그래밍이 가능하지 않았고 저장소도 없었다.

헨리는 또한 매우 작은 저장 능력을 가지는 시연을 위한 해석기관을 만들 것을 제안하였다: "아마도 첫 번째 기계는 각각 25개의 [[바퀴]]가 있는 20개의 컬럼을 가질 것이다."<ref name="fourmilab">[http://www.fourmilab.ch/babbage/hpb.html (영어) 해석기관] - 헨리 P 배비지, 1888년</ref> 이 기관은 25자리의 숫자 20개를 처리할 수 있었다. 숫자 처리의 규모에 대해 [[1888년]] 헨리 배비지는 "이것은 단지 카드와 시간의 문제일 뿐, 수학 계산을 위해 필요하다면 해석기관에 2만개의 카드도 사용하지 못할 이유가 없다."라고 적었다.<ref name="fourmilab" />

== 영향 ==
해석기관은 그 후 세 가지 예외를 제외하고는 거의 잊혀졌다. [[1915년]] [[퍼시 러드게이트]](Percy Ludgate)는 해석기관에 대한 글을 썼으며, 심지어는 자기 자신만의 해석기관을 설계하기도 했다. 그것은 상세히 그려졌지만 제작되지는 않았다. 러드게이트의 해석기관은 배비지의 것보다 약 8 세제곱 [[피트]] 더 작았고, 가정대로라면 두 개의 20자리 숫자를 약 6[[초 (시간)|초]] 안에 곱할 수 있었다. [[레오나르도 토레스 쿠에베도]](Leonardo Torres Quevedo)와 [[버니바 부시|배니버 부시]]도 또한 배비지의 작업을 알고 있었다. 그러나 이들 3명의 발명가들은 서로에 대해 알지 못했다.

해석기관에 대한 배비지의 작업과 밀접하게 관련된 것은 [[제2차 세계 대전]] 직전에 시작된 [[뉴욕]] [[벨 연구소]]의 [[조지 스티비츠]](George Stibitz)의 작업과 제2차 세계 대전 중에 시작된 [[하버드 대학교]]의 [[하워드 에이컨]]의 작업이다. 그들은 둘 다 해석기관과 밀접하게 관련된 전기기계식(즉 중계하고 교환하는) 컴퓨터를 만들었지만, 프로그램이 가능한 현대적인 컴퓨터는 아니었다. 에이컨의 기계는 [[IBM]]의 재정지원을 받았으며, [[하버드 마크 I]]이라 불렸다. [[1930년]]대에 에이컨은 헨리 배비지가 [[1886년]]에 하버드 대학에 맡긴 해석기관의 부품을 발견하고 이에 영감을 받았다. 그는 배비지의 글에 대한 접근권을 얻었고, 후에 배비지의 책을 가리키면서 다음과 같이 주장했다.<ref>[http://www.oldcomputers.arcula.co.uk/hist3.htm (영어) In the Beginning] - The Old Computer Hut</ref><ref>[http://portal.acm.org/citation.cfm?id=56900&dl=&coll=&CFID=15151515&CFTOKEN=6184618 (영어) 배비지와 에이컨] - IEEE Annals of the History of Computing, Volume 10 , Issue 3 (July 1988)</ref>
: 여기에 컴퓨터에 대한 나의 교육이 담겨있다. 바로 여기에. 이것은 모든 것이다. 그것은 내가 책에서 얻은 모든 것이다.
: There's my education in computers, right there; this is the whole thing, everything I took out of a book.

[[분자나노기술]]에서는 초창기에 미끄러지는 막대와 뭉뚝한 돌출(stubby protrusion)로 구성된 [[논리 회로]]를 사용하여 조건에 따라 움직임을 제한하는 극도로 작고 빠른 컴퓨터의 구현 방법이 제안되었다.<ref>[http://www.npl.washington.edu/AV/altvw35.html www.npl.washington.edu]</ref> 배비지의 설계에서는 이와 비슷한 계산용 "막대 논리(rod-logic)"가 [[마이크로코드|마이크로프로그램]]을 접근하기 위한 미끄러지는 제어 레버와 못박혀진 베럴 장치에 존재했다.<ref name="meccano" /> 다음은 배비지의 자서전에서 발췌한 문장이다.
: 해석기관이 탄생된 그 즉시, 반드시 앞으로의 과학 코스를 가이드할 것이다.
: As soon as an Analytical Engine exists, it will necessarily guide the future course of the science.

== 다른 초기 컴퓨터들과의 비교 ==
만약 해석기관이 제작되었다면 여러 면에서 [[1940년]]대에 출현한 최초의 컴퓨터들보다 훨씬 진보적이었을 것이다. 왜냐하면 해석기관은 [[디지털]]이고 [[컴퓨터 프로그램|프로그램이 가능]]하며 [[튜링 완전]]하다. 그렇지만 성능은 매우 느렸을 것이다. [[에이다 러브레이스]]는 해석기관에 대한 자신의 노트에 다음과 같이 기록했다.
배비지는 자신의 해석기관을 사용하여 3[[분 (시간)|분]] 안에 20자리의 숫자 2개의 곱을 구할 수 있다고 믿었다.
참고로 [[하버드 마크 I]]은 단 6초 안에 같은 계산을 수행할 수 있으며, 현대의 [[개인용 컴퓨터]]는 10[[100000000|억]]분의 1초 아래로 실행할 수 있다.

== 아랫주 ==
<references/>

[[분류:수학 도구]]
[[분류:기계식 계산기]]
[[분류:아날로그 컴퓨터]]
[[분류:잉글랜드의 발명품]]
[[분류:독특한 컴퓨터]]
[[분류:기계식 컴퓨터]]