巴貝奇發(fā)現(xiàn)可以用單一機制控制許多臺差分機。他所設(shè)計的機制采用打孔卡，就像用來控制雅卡爾提花織機的卡片。巴貝奇的打孔卡不是設(shè)計來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)行任何復雜程度的計算。他著手設(shè)計機器來實現(xiàn)這個想法，最終繪制出數(shù)百頁精致的機械圖，搭配以他自己發(fā)明的符號語言繪制的功能圖。專家表示，分析器堪稱由單人獨立設(shè)計的最復雜的系統(tǒng)。

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

1.輸入。他計劃使用打孔卡將數(shù)字及更重要的指令輸入機器。

2.存儲器，他稱之為“倉庫”（store）。部分存儲器位于機器內(nèi)部，他規(guī)劃能儲存高達1000個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?shù)膬?nèi)部設(shè)定，并且按時鐘的指定、同步與順序，對它們進行作業(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)明了以機械方式，實現(xiàn)另外兩種重要的計算機功能——重復回圈（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時，已40歲，而艾達則17歲。艾達傾心于巴貝奇的智慧及他所打造的美麗機器。艾達是詩人拜倫唯一的婚生子女。當時的人將拜倫形容為“瘋狂、暴躁又危險的人”。艾達的母親米兒班克（Anne Milbanke）在經(jīng)歷一段吵鬧而暴力的婚姻后，在艾達出生后一個月就離開拜倫。自出生后，艾達就生活在母親的嚴格管教下，她決意要去除女兒身上任何類似拜倫的地方。拜倫夫人的各種管教技巧，在今天看來都是惡意虐待。例如她強迫艾達躺著不動達數(shù)小時，只要動一根手指，就會被關(guān)到柜子里。艾達年紀稍長后，拜倫夫人強迫她研讀數(shù)學，因為她認為數(shù)學是最可靠的方法，能規(guī)范她可愛但不為人愛的女兒不羈的心靈。

20歲時，艾達嫁給彬彬有禮的拉夫雷斯爵士（Lord Lovelace），很快就生了3個子女。艾達的母親同意這門婚事，因為她發(fā)現(xiàn)溫和的拉夫雷斯很容易控制。不過到了20多歲時，艾達以行動反抗母親的控制。數(shù)學并未澆熄艾達的熱情，她反而把數(shù)學變?yōu)橐还蔁崆?。在巴貝奇的激勵下，?shù)學成了艾達的宗教，而她則成為神圣的追隨者。她將成為數(shù)學的“女先知”，數(shù)學之神的“發(fā)聲器官”。她在寫給母親的信中表示：“我只是讓神采取行動與貫徹意志的工具?！彼挠迷~肯定讓拜倫夫人再度詛咒艾達的父親。拉夫雷斯的財富與社會地位，讓艾達能把大多數(shù)的時間奉獻在她的研究上。

在科學家惠斯通（Charles Wheatstone）的建議下，艾達將一位意大利數(shù)學家梅芮布利（Louis Menebrea）所寫的分析器簡介翻譯成英文。此時巴貝奇與艾達已經(jīng)建立一種復雜而耐人尋味的友誼。艾達從他身上學到很多關(guān)于分析器的知識，而會把握所有機會來宣揚分析器的巴貝奇，則建議艾達以她自己的筆記補充梅芮布利的描述。艾達全心投入此計劃，并在此過程中對分析器的潛力產(chǎn)生了獨特的見解。

艾達在她的“筆記”中，首度描述分析器的能耐。她指出數(shù)學為科學的語言，也是分析自然關(guān)系與程序的唯一方法。她寫道，為了加速計算，分析器會是極為強大的科學工具。她也認為可編程的機器不只是可以用于計算而已，還可以處理各種符號。她發(fā)現(xiàn)分析器可以解方程式，甚至能夠作曲。為了展示機器如何運作，她寫下了全球第一條電腦程序：計算貝努利（Bernouli）所發(fā)現(xiàn)的數(shù)列的演算法。

艾達的注解出現(xiàn)在1843年的《 泰勒的科學論文集 》（Taylor’s Scientific Memoirs）中，并且僅以縮寫署名。它們給予人非常好的印象，為艾達贏得了她迫切需要的聲譽。一個多世紀之后，艾達的筆記為她贏得了一種獨特的不朽地位：為了紀念這位全球第一位程序師，美國國防部使用的高級電腦語言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)見為將近一個世紀后的第一臺電腦提供了概念基礎(chǔ)。巴貝奇終究超越了他的批評者，也超越了他的時代。他享年78歲，他一生是一個性情乖戾且飽受傷害的人。

艾達的晚年更加悲慘。由于父親讓她背負惡名的原罪，她的靈魂成為母親報復父親的戰(zhàn)利品，她絕望地想證明自己存在的價值。她在寫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。”很悲哀地，除了她的分析器論文之外，她終究未能實現(xiàn)偉大的夢想。她以分析器來賭能否揚名，后來又開始賭馬。她在經(jīng)濟與感情上與一位肆無忌憚的人克魯西（John Crosse）糾纏不清。他試圖勒索她，迫使艾達向其丈夫承認金錢的損失與出軌。艾達的“墮落”使她更加無法抵抗母親。艾達生病了，這使得拜倫夫人又重新控制了她。艾達會向她乞討鴉片，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。艾達要求見她的老朋友巴貝奇，但她的母親也不準，因為他曾協(xié)助艾達贏得短暫的獨立。拜倫夫人寫信給一位朋友說，當艾達終于在痛苦中宣稱，她想活下來的唯一理由是為了將自己奉獻給母親時，她感到深切的滿足感。

相反地，巴貝奇似乎從未曾對自己或自己的看法產(chǎn)生動搖。他預測說：“只要分析器一問世，就必然會引導科學未來的方向。”他的預測終于在今日實現(xiàn)。電腦的能力已成長到足以讓科學家建立極復雜現(xiàn)象的模型，例如地球的氣候，恒星、行星與星系的演化，植物、動物與人類的基因組以及構(gòu)成人體的蛋白質(zhì)分子的螺旋狀構(gòu)造。若是沒有電腦，今日的科學或技術(shù)能存在的不多。不過，如同艾達可能會指出的，它們甚至還沒有開始處理人心錯綜復雜的關(guān)系。