تاریخچه کامپیوتر

کلمه ی کامپیوتر در زبان انگلیسی به معنای محاسب و شمارنده میباشد . جدیدا ( ! ) در علوم کامپیوتر ، سیستمی که قابلیت خودکار انجام محاسبه منطقی یا حسابی و توانایی برنامه ریزی را دارد  کامپیوتر نام می‌گیرد . انسان‌ همیشه با حساب و اعداد درگیر است . از انسان های نخستین تا انسان امروزی کامپیوتر بهره می‌گیرد . همین وابستگی باعت شد انسان به فکر طراحی سیستمی باشد که ما امروزه آن را به عنوان کامپیوتر های امروزی میشناسیم . گرچه بدون شک مغز ما از نظر پیچیدگی با هیچ کامپیوتری در جهان قابل مقایسه نیست اما باید توجه کرد که مغز انسان همواره تحت تا‌ثیر بعضی عوامل ، دچار خطا می‌شود و سرعت پایینی نیز در انجام محاسبات دارد .

اولین کامپیوتر جهان را مینوان در 2500 سال قبل از میلاد مسیح پیدا کرد . یکی از اولین ابزارهای ساخت دست بشر که از نظر قابلیت انجام محاسبات به کامپیوترهای مدرن امروزی شباهت دارد ، چرتکه سومری متعلق به تمدن سومر باستان در عراق کنونی است .

در گذشته‌های دور ابزار های دیگری برای محاسبه توسط انسان ساخته شدند. بعضی از باستان شناسان معتقدند بنای استون هنج در انگلستان به عنوان یک تقویم خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گرفته‌است .

در سال 1642 ، بلیز پاسکال ریاضیدان ، فیلسوف و فیزیکدان فرانسوی ماشین حسابی مکانیکی ساخت که با ترکیب چند چرخ دنده اعداد را با هم جمع می‌زد . پاسکال از این ماشین حساب در دفتر پدرش برای جمع مالیات‌های استان اوت نورمندی استفاده می‌کرد .

با آغاز قرن 19 میلادی و شکوفایی علوم پایه از جمله ریاضیات در اروپا ، منطق‌های ریاضی شکل کاربردی به خود گرفتند تا جایی که در دهه 40 قرن 19 جورج بول ، جبر بول را پایه ریزی کرد . این قسمت از ریاضیات سنگ‌بنای کامپیوترهای دیجیتالی و مدارات منظقی امروزی است .

با پیشرفت صنعت برق و ترکیب آن با جبر بول و منطق ، مدارهای الکتریکی و الکترونیکی به ابزار اصلی ساخت کامپیوترها تبدیل شدند .

در 1936 ، آلن تورینگ ریاضیدان انگلیسی کامپیوتری تئوری طراحی کرد که به ماشین تورینگ معروف شد . این کامپیوتر توانایی اجرای محاسبات منطقی مختلفی را داشت . منطق ماشین تورینگ بعدها به Finite State Machine‌ در علوم کامپیوتر و بحث نظریه زبان‌ ماشین تبدیل شد .

در 1937 اولین کامپیوتر دیجتالی الکترونیکی جهان به نام Atanasoff-Berry Computer یا ABC ساخته شد . این ماشین گرچه قابل برنامه ریزی نبود اما برای حل معدلات خطی استفاده می‌شد .

به دلیل ابتدایی بودن ABC خیلی زود کامپیوترهای دیگر جایگزین آن شدند اما این کامپیوتر به دلیل استفاده همزمان از حساب باینری و سوییچ‌های الکترونیکی تاثیر زیادی در ساخت کامپیوترهای جدیدتر داشت .

صنعت کامپیوتر سال 1946 شاهد رونمایی اولین کامپیوتر مدرن جهان به نام ENIAC بود . این کامپیوتر بر مبنای ماشین تورینگ و برای انجام محاسبات پروژه‌های موشکی ارتش ایالات متحده طراحی شده‌بود .

این کامپیوتر قابل برنامه ریزی قادر به انجام محاسبات نسبتاً پیچیده ریاضی بود . دو محقق به نام‌های جان ماکلی و جی پرسپر اکرت از دانشگاه پنسیلوانیا رهبران تیم تحقیقاتی ساخت ENIAC بودند .

ENIAC شامل اکثر اجزای اصلی کامپیوترهای مدرن از جمله ثبات ، شمارنده ، حافظه و اکیومولاتور بود .

اصلی‌ترین قطعه الکترونیکی ENIAC لامپ‌های خلاء بود که اکثر گیت‌ها و فلیپ‌فلاپ‌های مدار آن را تشکیل می‌داد .

بخش‌هایی از این کامپیوتر اکنون در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه پنسیلوانیا ، موزه ملی تاریخ آمریکا در واشنگتن ، موزه علوم لندن ، موزه علوم کامپیوتر شهر مانتن ویو در ایالت کالیفرنیا ، دانشگاه میشیگان در شهر آن آربر و موزه ارتش آمریکا در مریلند در معرض بازدید مردم قرار دارد .

گرچه ENIAC برای زمان خود یک پیشرفت علمی بزرگ بود اما معایب بزرگی از جمله بزرگ بودن و اشغال فضای بسیار زیاد ، سرعت پایین و محدود بودن محاسبات داشت .

یکی دیگر از معایب این کامپیوتر و کامپیوترهای هم نسل آن لامپ‌های خلا بود . این لامپ‌ها علاوه بر گران بودن و پرمصرف بودن زمان زیادی برای گرم و آماده شدن به کار لازم داشتند .

نسل بعدی کامپیوترها ، برپایه معماری برنامه‌های حافظه دار یا معماری نومن ساخته شد . این معماری برای اولین بار در 1945 توسط جان وون نومن مطرح شد .

اولین کامپیوترها برپایه معماری نومن SSEM‌ و EDSAC در دانشگاه‌های منچستر و کمبریج در دهه 40 میلادی ساخته شدند .

اختراع و تولید صنعتی ترازیستور در دهه 40 و 50 قرن بیستم باعث ایجاد انقلابی در صنعت کامپیوتر شد که سرعت پیشرفت آن را چندین برابر کرد .

کامپیوترهای ترانزیستوری چندین برابر کوچکتر ، سریع‌تر ، ارزان‌تر ، کم‌مصرف‌تر و قابل اعتمادتر از لامپ‌های خلاء بودند . اولین کامپیوتر ترانزیستوری در 1953 در دانشگاه منچستر ساخته شد .

همزمان با پیشرفت ترانزیستورها صنعت کامپیوتر نیز پیشرفت به سزایی داشت . در دهه 70 ایجاد فن‌آوری مدارهای مجتمع منجر به ساخت ریزپردازنده‌هایی نظیر اینتل 4004 شد .

از اوایل دهه 70 با سرعت گرفتن پیشرفت صنعت کامپیوتر ، محصولات آن از فضای لابراتوارهای دانشگاهی خارج شد و در دسترس مردم قرار گرفت .

تاجایی که در اوایل دهه 80 وسایلی نظیر دستگاه‌های ضبط و پخش ویدئو و حتی ماشین‌های ظرفشویی و لباسشویی هم به میکروکنترلهایی مجهز شدند که براساس ریزپردازنده‌ها ساخته می‌شوند .

در اوایل دهه 70 میلادی شرکت HP کامپیوتر کاملی به نام BASIC طراحی کرد که اولین نسل کامپیوترهای شخصی بود . این کامپیوتر با دارا بودن نمایشگر ، کیبور و پرینتر شباهت زیادی به کامپیوترهای مدرن فعلی داشت .

در 1973 شرکت زیراکس کامپیوتر شخصی دیگری به نام Alto ساخت که دارای یک رابط گرافیکی ( GUI ) بود . این رابط گرافیکی الهام بخش ساخت کامپیوترهای مکینتاش و مایکروسافت ویندوز بود .

در 1975 شرکت آی‌بی‌ام کامپیوتر مدل 5100 خود را تولید کرد . مشخصه این کامپیوتر قابلیت برنامه نویسی در محیط BASIC و APL بود .

از آن زمان معماری کامپیوترهای آی‌بی‌ام به استانداردی برای صنعت کامپیوتر تبدیل شد .

در 1976 استیو جابز و استیو وزنیاک، بنیانگذاران شرکت اپل کامپیوتری به نام Apple ساختند که شروع کار تجاری فروش کامپیوتر توسط اپل بود .

با این حال اولین کامپیوتر شخصی که در بازار مصرفی با استقبال مردم روبرو شد Commodore PET بود . موفقیت این کامپیوتر شروع ساخت کامپیوترهای شخصی بود که بیشتر برپایه مفهوم نرم‌افزارهای گرافیکی طراحی شدند .

در 1982 شرکت Commodore پرفروش‌ترین کامپیوتر شخصی آن زمان را به نام Commodore 64 تولید کرد . این کامپیوتر دارای حافظه RAM شصت و چهار کیلوبایتی بود که در بین کامپیوترهای موجود در بازار آن دوره بی نظیر بود .

روند پیشرفت کامپیوترها تا قرن بیست و یکم روند ثابتی را طی کرد تا زیرپردازنده‌های چند هسته‌ای به این صنعت وارد شدند . این ریزپردازنده‌ها با دارا بودن چند هسته می‌توانند در یک زمان چندین پردازش را به صورت موازی انجام دهند .

مصرف کم و سرعت بالا باعث شد تا این ریزپردازنده‌ها ابتدا در کامپیوترهای قابل حمل و سپس همه انواع کامپیوترهای شخصی مورد استفاده قرار گیرند .

این پردازنده‌ها در ساخت کامپیوترهای تبلت و گوشی‌های تلفن همراه هوشمند نیز پرکاربرد هستند . تبلت آی‌پد 2 شرکت اپل و گوشی هوشمند سامسونگ گلکسی اس2 از پردازنده دو هسته‌ای برخوردار هستند .