巴貝奇發(fā)現(xiàn)可以用單一機(jī)制控制許多臺(tái)差分機(jī)。他所設(shè)計(jì)的機(jī)制采用打孔卡，就像用來(lái)控制雅卡爾提花織機(jī)的卡片。巴貝奇的打孔卡不是設(shè)計(jì)來(lái)指定哪根線要升或降以織出圖案，而是提供循序的指令，執(zhí)行任何復(fù)雜程度的計(jì)算。他著手設(shè)計(jì)機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法，最終繪制出數(shù)百頁(yè)精致的機(jī)械圖，搭配以他自己發(fā)明的符號(hào)語(yǔ)言繪制的功能圖。專家表示，分析器堪稱由單人獨(dú)立設(shè)計(jì)的最復(fù)雜的系統(tǒng)。

1837年底，亦即在計(jì)算機(jī)器第一次挫敗后的16年，巴貝奇終于將全編程序計(jì)算機(jī)的重要元件組合完成。

1.輸入。他計(jì)劃使用打孔卡將數(shù)字及更重要的指令輸入機(jī)器。

2.存儲(chǔ)器，他稱之為“倉(cāng)庫(kù)”（store）。部分存儲(chǔ)器位于機(jī)器內(nèi)部，他規(guī)劃能儲(chǔ)存高達(dá)1000個(gè)50位數(shù)的數(shù)字。信息也可以輸出至打孔卡，以備日后取回應(yīng)用。

3.中央處理器或“作坊”（mill）。它能登錄數(shù)字與指令，將它們轉(zhuǎn)譯成適當(dāng)?shù)膬?nèi)部設(shè)定，并且按時(shí)鐘的指定、同步與順序，對(duì)它們進(jìn)行作業(yè)。

4.輸出?？梢允怯∷⒌谋砀瘛D形或打孔卡等形式。

巴貝奇也發(fā)明了以機(jī)械方式，實(shí)現(xiàn)另外兩種重要的計(jì)算機(jī)功能——重復(fù)回圈（副程序）以及分支（條件選擇）。他所發(fā)現(xiàn)的基本功能，形成今天所有電腦作業(yè)的基本概念。

巴貝奇第一次遇到艾達(dá)時(shí)，已40歲，而艾達(dá)則17歲。艾達(dá)傾心于巴貝奇的智慧及他所打造的美麗機(jī)器。艾達(dá)是詩(shī)人拜倫唯一的婚生子女。當(dāng)時(shí)的人將拜倫形容為“瘋狂、暴躁又危險(xiǎn)的人”。艾達(dá)的母親米兒班克（Anne Milbanke）在經(jīng)歷一段吵鬧而暴力的婚姻后，在艾達(dá)出生后一個(gè)月就離開(kāi)拜倫。自出生后，艾達(dá)就生活在母親的嚴(yán)格管教下，她決意要去除女兒身上任何類(lèi)似拜倫的地方。拜倫夫人的各種管教技巧，在今天看來(lái)都是惡意虐待。例如她強(qiáng)迫艾達(dá)躺著不動(dòng)達(dá)數(shù)小時(shí)，只要?jiǎng)右桓种?，就?huì)被關(guān)到柜子里。艾達(dá)年紀(jì)稍長(zhǎng)后，拜倫夫人強(qiáng)迫她研讀數(shù)學(xué)，因?yàn)樗J(rèn)為數(shù)學(xué)是最可靠的方法，能規(guī)范她可愛(ài)但不為人愛(ài)的女兒不羈的心靈。

20歲時(shí)，艾達(dá)嫁給彬彬有禮的拉夫雷斯爵士（Lord Lovelace），很快就生了3個(gè)子女。艾達(dá)的母親同意這門(mén)婚事，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)溫和的拉夫雷斯很容易控制。不過(guò)到了20多歲時(shí)，艾達(dá)以行動(dòng)反抗母親的控制。數(shù)學(xué)并未澆熄艾達(dá)的熱情，她反而把數(shù)學(xué)變?yōu)橐还蔁崆椤Ｔ诎拓惼娴募?lì)下，數(shù)學(xué)成了艾達(dá)的宗教，而她則成為神圣的追隨者。她將成為數(shù)學(xué)的“女先知”，數(shù)學(xué)之神的“發(fā)聲器官”。她在寫(xiě)給母親的信中表示：“我只是讓神采取行動(dòng)與貫徹意志的工具?！彼挠迷~肯定讓拜倫夫人再度詛咒艾達(dá)的父親。拉夫雷斯的財(cái)富與社會(huì)地位，讓艾達(dá)能把大多數(shù)的時(shí)間奉獻(xiàn)在她的研究上。

在科學(xué)家惠斯通（Charles Wheatstone）的建議下，艾達(dá)將一位意大利數(shù)學(xué)家梅芮布利（Louis Menebrea）所寫(xiě)的分析器簡(jiǎn)介翻譯成英文。此時(shí)巴貝奇與艾達(dá)已經(jīng)建立一種復(fù)雜而耐人尋味的友誼。艾達(dá)從他身上學(xué)到很多關(guān)于分析器的知識(shí)，而會(huì)把握所有機(jī)會(huì)來(lái)宣揚(yáng)分析器的巴貝奇，則建議艾達(dá)以她自己的筆記補(bǔ)充梅芮布利的描述。艾達(dá)全心投入此計(jì)劃，并在此過(guò)程中對(duì)分析器的潛力產(chǎn)生了獨(dú)特的見(jiàn)解。

艾達(dá)在她的“筆記”中，首度描述分析器的能耐。她指出數(shù)學(xué)為科學(xué)的語(yǔ)言，也是分析自然關(guān)系與程序的唯一方法。她寫(xiě)道，為了加速計(jì)算，分析器會(huì)是極為強(qiáng)大的科學(xué)工具。她也認(rèn)為可編程的機(jī)器不只是可以用于計(jì)算而已，還可以處理各種符號(hào)。她發(fā)現(xiàn)分析器可以解方程式，甚至能夠作曲。為了展示機(jī)器如何運(yùn)作，她寫(xiě)下了全球第一條電腦程序：計(jì)算貝努利（Bernouli）所發(fā)現(xiàn)的數(shù)列的演算法。

艾達(dá)的注解出現(xiàn)在1843年的《 泰勒的科學(xué)論文集 》（Taylor’s Scientific Memoirs）中，并且僅以縮寫(xiě)署名。它們給予人非常好的印象，為艾達(dá)贏得了她迫切需要的聲譽(yù)。一個(gè)多世紀(jì)之后，艾達(dá)的筆記為她贏得了一種獨(dú)特的不朽地位：為了紀(jì)念這位全球第一位程序師，美國(guó)國(guó)防部使用的高級(jí)電腦語(yǔ)言ADA就是以她的名字命名的。

巴貝奇終究未能建造出分析器，不過(guò)他的兒子稍后組合出較小版本的“作坊”。但是巴貝奇的創(chuàng)見(jiàn)為將近一個(gè)世紀(jì)后的第一臺(tái)電腦提供了概念基礎(chǔ)。巴貝奇終究超越了他的批評(píng)者，也超越了他的時(shí)代。他享年78歲，他一生是一個(gè)性情乖戾且飽受傷害的人。

艾達(dá)的晚年更加悲慘。由于父親讓她背負(fù)惡名的原罪，她的靈魂成為母親報(bào)復(fù)父親的戰(zhàn)利品，她絕望地想證明自己存在的價(jià)值。她在寫(xiě)給巴貝奇的信中表示：“我很難拋棄野心與名聲的影響……我可能是最沉迷其中的人?！焙鼙У兀怂姆治銎髡撐闹?，她終究未能實(shí)現(xiàn)偉大的夢(mèng)想。她以分析器來(lái)賭能否揚(yáng)名，后來(lái)又開(kāi)始賭馬。她在經(jīng)濟(jì)與感情上與一位肆無(wú)忌憚的人克魯西（John Crosse）糾纏不清。他試圖勒索她，迫使艾達(dá)向其丈夫承認(rèn)金錢(qián)的損失與出軌。艾達(dá)的“墮落”使她更加無(wú)法抵抗母親。艾達(dá)生病了，這使得拜倫夫人又重新控制了她。艾達(dá)會(huì)向她乞討鴉片，以減輕子宮癌的痛苦。但她的母親不給，理由是痛苦可以幫助她悔改。艾達(dá)要求見(jiàn)她的老朋友巴貝奇，但她的母親也不準(zhǔn)，因?yàn)樗鴧f(xié)助艾達(dá)贏得短暫的獨(dú)立。拜倫夫人寫(xiě)信給一位朋友說(shuō)，當(dāng)艾達(dá)終于在痛苦中宣稱，她想活下來(lái)的唯一理由是為了將自己奉獻(xiàn)給母親時(shí)，她感到深切的滿足感。

相反地，巴貝奇似乎從未曾對(duì)自己或自己的看法產(chǎn)生動(dòng)搖。他預(yù)測(cè)說(shuō)：“只要分析器一問(wèn)世，就必然會(huì)引導(dǎo)科學(xué)未來(lái)的方向?！彼念A(yù)測(cè)終于在今日實(shí)現(xiàn)。電腦的能力已成長(zhǎng)到足以讓科學(xué)家建立極復(fù)雜現(xiàn)象的模型，例如地球的氣候，恒星、行星與星系的演化，植物、動(dòng)物與人類(lèi)的基因組以及構(gòu)成人體的蛋白質(zhì)分子的螺旋狀構(gòu)造。若是沒(méi)有電腦，今日的科學(xué)或技術(shù)能存在的不多。不過(guò)，如同艾達(dá)可能會(huì)指出的，它們甚至還沒(méi)有開(kāi)始處理人心錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。