الحواسيب الأولى وتطورها

قبل العصر الحديث ، قبل عصر المعلومات ، وحتى قبل العصر الصناعي ، استخدمت الحضارة البشرية أجهزة الكمبيوتر. لكن أجهزة الكمبيوتر القديمة هذه لم تكن تشبه أجهزة الكمبيوتر الحالية. في الواقع ، كانت أجهزة الكمبيوتر القديمة هذه عديمة الفائدة إلى حد كبير. لكن هذا لا يعني أنها لم تكن مفيدة لشيء ما. قد كانوا. كانت مفيدة لكونها أجهزة الكمبيوتر الأولى.

ولكن ما هو الكمبيوتر بالضبط؟ الكمبيوتر هو أداة تساعدنا على فهم المعلومات. ولكي نفهم المعلومات ، نحتاج إلى أن نكون قادرين على تنظيمها. أخذت أجهزة الكمبيوتر الأولى إشاراتها من تنظيم الدماغ البشري. كانت تسمى أجهزة الكمبيوتر "الرقمية" لأنها تعمل من خلال أرقام ثنائية أو "بت".

اتخذت أجهزة الكمبيوتر القديمة هذه شكل أجهزة حسابية مرتجلة ، تُبنى عادةً داخل طاولة أو خزانة. كانت تتألف من سلسلة من الرافعات والمقابض ، مع سلسلة من الألواح أو الأدراج المنزلقة. كانت ذاكرة أجهزة الكمبيوتر القديمة قليلة جدًا وكانت تستخدم لإجراء سلسلة من العمليات الحسابية. على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر القديمة هذه كانت عديمة الفائدة من تلقاء نفسها ، إلا أنها أرست الأساس لما نعتبره الآن أمرًا مفروغًا منه في أجهزة الكمبيوتر.

فيما يلي نظرة على التطور المبكر لأجهزة الكمبيوتر وكيف وصلنا إلى ما نحن عليه اليوم.

أول حساب آلي

Automata هو فرع من فروع الرياضيات يدرس الأجهزة التي يمكنها اتباع القواعد الرمزية. تأتي الكلمة من الكلمة اليونانية التي تعني "آلة". لذا ، باختصار ، الأوتوماتا هي آلات يمكنها إجراء عمليات رمزية.

إذا أخذت آليًا ومنحته قاعدة ، فيمكنه اتباع هذه القاعدة لأداء إجراءات محددة. على سبيل المثال ، يمكن أن تتحرك الآلة من اليسار إلى اليمين عبر رقعة الشطرنج ، وتتخذ خطوة واحدة في كل مرة ، استجابة لمجموعة من المقابض أو الأوجه التي تتحكم في موضعها.

كانت الآلات الأوتوماتيكية الأولى عبارة عن أجهزة ميكانيكية بسيطة ، مصنوعة من التروس والرافعات. تم اختراع هذه الآلات الحسابية الأولى في العالم الإسلامي ، ثم في عصر النهضة في إيطاليا.

أول حاسوب رقمي إلكتروني

اخترع كونراد تسوس ، مهندس يعمل في ألمانيا ، أول أجهزة كمبيوتر رقمية إلكترونية في ثلاثينيات القرن الماضي.

استخدمت هذه الحواسيب المرحلات والأنابيب المفرغة لعمل إشارات إلكترونية تمثل الأرقام والبوابات المنطقية لإجراء العمليات الحسابية وذاكرة لتخزين البيانات. كان أول مثال يعمل بكامل طاقته على آلة Zuse هو Z3 ، الذي تم بناؤه عام 1944.

أول كمبيوتر قابل للبرمجة

في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي ، بدأ العلماء والمهندسون في الولايات المتحدة وبريطانيا وألمانيا في برمجة أجهزة الكمبيوتر لأداء مهام محددة.

تم تصميم أجهزة الكمبيوتر هذه خصيصًا لكل تطبيق ، باستخدام مكونات قياسية كان الحصول عليها أسهل من تلك المستخدمة بواسطة Zuse. كان أول كمبيوتر قابل للبرمجة هو Ferranti Mark 1 ، الذي بني في بريطانيا من 1952 إلى 1955.

كان أول كمبيوتر قابل للبرمجة يتم إنتاجه بكميات كبيرة هو IBM 650 ، الذي تم بناؤه عام 1956. كان أول كمبيوتر قابل للبرمجة متاحًا تجاريًا هو Ferranti Mark 1 ، الذي تم بناؤه في بريطانيا من 1952 إلى 1955.

الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر

تميز الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر باستخدام الأنابيب المفرغة لبناء لوحات كمبيوتر كاملة ، تحتوي على عشرات أو مئات المكونات. تم بناء الألواح في خزانات أو ألواح مثبتة على الحائط.

كان حجم أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثاني محدودًا فقط بمقدار المساحة المتاحة للخزانات أو اللوحات. كان أكبر كمبيوتر تم إنتاجه من الجيل الثاني في هذه الفترة هو IBM 1609 ، الذي تم بناؤه في عام 1952. وكان يحتوي على أكثر من 1500 مكون وشغل مساحة تزيد عن 6000 قدم مربع.

الجيل الثالث من الحاسبات

بدأ الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر مع ظهور الترانزستورات في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي. تم اختراع الترانزستورات لتحل محل الأنابيب المفرغة ، والتي فشلت في جميع أنواع الأدوار في الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: كمضخمات ومفاتيح ومذبذبات.

كان أول كمبيوتر يعتمد على الترانزستور هو IBM 7090 ، والذي تم تقديمه في عام 1957. كانت أجهزة الكمبيوتر القائمة على الترانزستور في هذه الفترة كبيرة وثقيلة ، مع ما يصل إلى 10000 ترانزستور ، وعادة ما كانت مبنية في لوحات مثبتة على الحائط.

كانت بنية أجهزة الكمبيوتر هذه مشابهة لآلات Zuse و Ferranti من الجيل الثاني ، مع بوابات منطقية تعمل على مستويين أو أكثر.

الجيل الرابع والخامس من أجهزة الكمبيوتر

شهد الجيل الرابع والخامس من أجهزة الكمبيوتر ظهور الدوائر المتكاملة ، وهي مكونات إلكترونية تجمع عدة ترانزستورات فردية في شريحة واحدة. كان أول كمبيوتر قائم على الدوائر المتكاملة هو Fairchild F8 ، والذي تم تقديمه في عام 1961.

قللت تقنية الدوائر المتكاملة بشكل كبير من حجم ووزن وتكلفة أجهزة الكمبيوتر ، مما يجعل من الممكن لأول مرة وضع أجهزة الكمبيوتر في السيارات والأجهزة المحمولة الأخرى.

قد يتألف الكمبيوتر النموذجي ذو الدائرة المتكاملة في هذه الفترة من أكثر من 100 شريحة مترابطة ، مع ما يصل إلى 50000 تكوين إلكتروني مختلف ممكن.

الجيل السادس من أجهزة الكمبيوتر

شهد الجيل السادس من أجهزة الكمبيوتر ظهور الأجهزة المنطقية القابلة للبرمجة ، أو PLDs. تشبه PLD الدوائر المتكاملة ، لكنها مصممة لتستخدم مع البرامج المكتوبة بلغة عالية المستوى.

على سبيل المثال ، FPGA (مصفوفة البوابة القابلة للبرمجة الميدانية) هي جهاز يمكن برمجته لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف باستخدام برنامج مكتوب بلغة عالية المستوى.

تعد FPGAs رائعة لإنشاء شرائح مخصصة يمكنها أداء مجموعة متنوعة من الوظائف. كان أول جهاز منطقي قابل للبرمجة هو PLM (وحدة منطقية قابلة للبرمجة) اخترعته Signetics في السبعينيات.