ملخص تاريخ الكمبيوتر:
منذ آلاف السنين، استخدم البشر أدوات لمساعدتهم على الحساب. في البداية ، ربما استخدمت معظم المجتمعات اليد ، وكذلك أجزاء أخرى من الجسم ، كأداة حسابية. ثم ظهرت الشقوق في الخشب، وأكوام الحصى، والصدف أو المفاصل (من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن كلمة “calcul” تأتي من الكلمة اللاتينية “calculi” التي تعني “الحصى”).
المثال الأول لأداة أكثر تعقيدًا هو العداد أو المعداد “abaque” ، الذي اتخذ أشكالًا مختلفة، بما في ذلك العداد الصيني “boulier ” الذي لا يزال مستخدمًا في الصين وروسيا. من بين أقدم الخوارزميات الجداول التي يرجع تاريخها إلى زمن حمورابي (حوالي 1750 ق م).
بعد اختراع اللوغاريتمات من طرف العديد من العلماء أشهرهم العالم العربي المسلم الخوارزمي و السويسري جوبست برجي و العالم الاسكتلندي جون نابير عام 1614م.
تمكّن وليام واغتريد “William Oughtred” في عام 1625 من تطوير المسطرة اللوغارتمية أو المسطرة الحاسبة التي بقيت تستخدم من قبل العديد من التلاميذ والطلبة و المهندسين إلى غاية ظهور الآلات الحاسبة الصغيرة “calculatrice”. وعلى سبيل المثال، تم إجراء الكثير من الحسابات اللازمة لبرنامج Apollo باستخدام المسطرة الحاسبة هذه.
بليز باسكال يخترع آلته البسكالين التي تقوم بالجمع والطرح سنة 1642. في 1671 جوتفريد ليبنيز يخترع الآلة التي يمكنها إجراء الضرب و القسمة. في سنة 1834 يصمم تشارلز باباج آلة تعتبر الآن الجد للحاسبات الحالية. في سنة 1888 يصنع هيرمان هوليريث آلة الجدولة التي استعملت لحساب تعداد 1890 وبعدها أسس شركته التي أصبحت تسمى IBM في 1924.
فون نيومان يصف المبادئ التي يجب أن يتبعها الكمبيوتر لإجراء حساباته وكل الكمبيوتورات التي صنعت بعده اتبعت نموذج فان نيومان الذي يفصل المعالجة على الذاكرة ويخصص الذاكرة لتخزين المعلومات والأوامر معا. في سنة 1946 صنع أول كمبيوتر إينياك ممول من طرف جيش الولايات المتحدة الإمريكية ومصمم طبقا لمخطط فون نيومان.
في ما يلي عرض بقليل من التفصيل حول كل حقبة زمنية تستحق أن تذكر في تاريخ الكمبيوتر:
المعداد الصيني. ( boulier chinois )
تم استخدام هذه الأداة من قبل شعوب متباعدة مثل اليونانيين والمصريين والهنود والصينيين والمكسيكيين ويمكن أن نقول أنه اخترع بشكل مستقل في أماكن مختلفة من العالم، لكن الشائع أنه اختراع صيني.
هذه الأداة تعتبر على الارجح واحدة من أقدم الأدوات لدعم الحساب في تاريخ البشرية.
حاليا نفرق بين نوعين من أنواع المعداد المعداد الصيني و المعداد الياباني (soroban) الذي يعلم للأطفال في الجزائر في دورات تقوية الحساب الذهني.
المعداد ( Abacus) أو السوروبان (Soroban)
طريقة الحساب بالمعداد بسيطة، إذا كانت كل الأقراص مبتعدة عن الخط في الوسط فهذا يمثل العدد صفر. إذا أردنا إضافة عدد نقربه من الخط في الوسط وإذا أردنا طرح عدد نبعده من الخط. كل قرص تحت الخط يمثل واحد و كل قرص فوق الخط يمثل خمسة.
يمكنك الاطلاع على طريقة الحساب بالمعداد من خلال الفيديو في هذا الرابط: ( https://www.youtube.com/watch?v=lJ6icLgy1Mw ).
المسطرة اللوغاريتمية لوليام واغتريد ( سنة 1622 )
اللوغاريتمات وجداول اللوغاريتمات في عام 1614 (اللوغاريتمات تحول الضرب إلى عمليات جمع بسيطة القسمة إلى عمليات طرح بسيطة).
تم اختراع المسطرة اللوغاريتمية، التي تستخدم مبدأ اللوغاريتمات ، في عام 1622 بواسطة William Oughtred . تسمح هذه الأداة ، عن طريق الإزاحة الطولية البسيطة للمقاييس المتدرجة ، بإجراء عمليات حسابية مباشرة من الضرب والقسمة ولكن يمكن استخدامها أيضًا لإجراء عمليات أكثر تعقيدًا ، مثل حساب الجذور التربيعية أو التكعيبية أو الحسابات اللوغاريتمية أو المثلثية.
لمعرفة كيفية استعمال هذه المسطرة أنظر الفيديو: ( https://www.youtube.com/watch?v=iVMtVJADM3U )
باسكالين Pascaline ( سنة 1642 )
بليز باسكال (Blaise Pascal) هو مخترع آلة الحساب هذه، كان ذلك في سنة 1642 وهو في سن التاسعة عشرة، يريد تخفيف عبء والده الذي تم تعيينه للتو مشرفًا على نورماندي العليا بفرنسا (Haute-Normandie) والذي كلف بحسابات وترتيب عائدات الضرائب في هذه المقاطعة .
للتعرف أكثر على آلة الباسكالين شاهد الفيديو: ( https://www.youtube.com/watch?v=GX4RQK__fQc )
جوتفريد ليبنيز Gottfried Leibniz ( 1694 و 1706 )
في سنة 1671 بدأ عمله على الآلات الحسابية.
لقد أراد إضافة عملية الضرب و عملية القسمة الآلية لآلة باسكالين.
قام ببناء ماكينتين بأسطوانات مخددة يمكن أن تضرب رقمين بطريقة مباشرة ، واحدة في 1694 والأخرى في 1706 ،
للتعرف على آلة ليبنيز شاهد الفيديو: ( https://www.youtube.com/watch?v=OacMkA38QiQ )
الآلات الحاسبة الميكانيكية تتطور
les calculatrices mécaniques se développent
بين عامي 1900 و 1960 ، تم تطوير الآلات الحاسبة الميكانيكية ، وتم تحسين آليتها. تحتوي بعض الأجهزة على محركات كهربائية.
Calculatrice mécanique en 1914.
تشارلز باباج Charles Babbage ( سنة 1834 )
ولد في 26/12/1791 وتوفى في 18/10/1871 في لندن
كان أول من ذكر مبدأ الكمبيوتر.
في عام 1834، أثناء تطوير آلة حسابية مخصصة لحساب وطباعة الجداول الرياضية (آلة الفرق) ، كانت لديه فكرة دمج بطاقات من نول جاكار حيث القراءة المتسلسلة للبطاقات تعطي تعليمات وبيانات إلى ماكينته ، وهكذا تخيل السلف الميكانيكي لأجهزة الكمبيوتر الحالية.
لم ينته أبدًا من آلة التحليل الخاصة به لأن التكنولوجيا آن ذاك لم تكن تطورت بعد لتحقيقها،
لمعلومات أكثر حول باباج وآلته شاهد الفيديو: https://www.youtube.com/watch?v=BlbQsKpq3Ak
جدولة هيرمان هوليريث ( La tabulatrice d’Herman Hollerith ) ( سنة 1888 )
في 9 ديسمبر 1888 ، تم تركيب أداة الجدولة (la tabulatrice) التي صنعت ثورة في ميدان الإعلام الآلي، لأول مرة في مكتب حكومي.
خشي صانعوا السياسة في الولايات المتحدة من أن تعداد 1890 لن يتم احتسابه حتى في عام 1900، مما يجعل من المستحيل إعادة توزيع المقاعد في الكونجرس، كما يقتضي الدستور.
كان المهندس هارمان هوليريث يفكر في هذه المشكلة في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر. واهتدى للحل عندما سقطت عيناه في قطار على بطاقة مثقوبة يستعملها سائق القطار. بدأ بتجربة لفات الورق التي تم ثقبها لتمثيل المعلومات ، ولكن في النهاية تحول إلى البطاقات المثقبة، والتي كانت أكثر متانة ويمكن إدخالها بسهولة أكبر في آلة العد.
إذا أخذت بطاقة، وفتحت ثغرة في مكان معين من البطاقة كأنك كتبت معلومة عليها، بالنسبة للتعداد، تمثل كل بطاقة فردًا وكل حفرة تمثل نقطة بيانات – على سبيل المثال، يمثل وجود ثقب في مكان معين رجلًا ويمثل ثقب في مكان مختلف امرأة.
استعمال هذه الآلة يتطلب تغذية البطاقات يدويًا، إلا أن هذا كان أسرع بكثير من مجرد عد نماذج التعداد يدويًا. على الرغم من أن أداة الجدولة تشبه إلى حد كبير بقايا قديمة وليس جهاز كمبيوتر، إلا أن اختراعها يعتبر نقطة محورية في تاريخ تكنولوجيا المعلومات. من عائدات (أموال) تأجير أجهزته لمكتب الإحصاء، أسس هوليريث شركة ( la Tabulating Machine Company) في عام 1896. في عام 1911 اندمجت هذه الشركة مع العديد من الشركات الأخرى وأعيدت تسميتها بـ International Business Machines ( IBM ) في عام 1924.
فون نيومان ، مهندس تكنولوجيا المعلومات ( سنة 1954 )
John von Neumann
لتاريخ الحوسبة أبوين ، الأمريكي من أصل مجري جيوهان فون نيومان (John von Neumann) (1903-1957) والبريطاني آلان تورينج.
شاركة في تصميم أول قنبلة ذرية أمريكية ، خلال الحرب العالمية الثانية ، إلى جانب روبرت أوبنهايمر ، أحد أصدقائه العظماء. مهمته كانت العثور على الارتفاع الأمثل للانفجار لتعظيم الضرر.
خلال هذا المشروع الشهير في مانهاتن ، أصبح فون نيومان مهتمًا بالحساب الآلي. في عام 1945 ، أعد تقريرًا إلى البنتاغون وصف فيه المبادئ التي يجب أن يتبعها الكمبيوتر لإجراء حساباته قدر الإمكان: أصبح مهندس الحوسبة.
إن ما يسمى بنموذج فان نيومن هو نموذج لكمبيوتر يستعمل ذاكرة للمعطيات وللأوامر. والشكل الموالي يعطي صورة لهذا النموذج:
أول جهاز كمبيوتر (إينياك) ( سنة 1946 )
إينياك أو ( ENIAC Electronic Numerical Integrator And Computer ).
كان تمويل تصميم وبناء حاسب إينياك من قبل جيش الولايات المتحدة، فقد وُقع عقد البناء في 5 يونيو، 1943؛ وبدأ العمل على الحاسوب سرًا في كلية مور للهندسة الكهربائية في جامعة بنسلافينيا في الشهر التالي، وذلك تحت الاسم الرمزي “المشروع بي إكس”. كان المسؤول على تصميم إينياك جون موشلي وجي.بريسبر إيكرت من جامعة بنسلفانيا.
أصبح الجهاز شغالا في فيفري 1946.
كان إينياك يحتوي على 20 ألف صمام مفرغ؛ و7,200 ديود كريستالي؛ و1500 مُرحل؛ و70 ألف مقاومة كهربائية؛ و10 آلاف مكثف؛ وما يقارب 5 ملايين وصلة ملحومة يدويًا. وصل وزنها إلى أكثر من 30 طن أمريكي (27 طن)، وكان حجمه تقريبًا 2.4 م*0.9 م*30 م (8 قدم * 3 قدم * 98 قدم)، وشغل مساحة 167 م2 واستهلك 150 كيلو واط من الكهرباء. أدت متطلبات الطاقة هذه إلى انتشار إشاعة بأنه كلما شُغل هذا الحاسوب خفتت الأضواء في فيلاديلفيا.
كان يستطيع إجراء 5000 عملية جمع بسيطة أو عمليات طرح في الثانية. وكان يجري ما يقارب 385 عملية ضرب في الثانية و40 عملية قسمة أو ثلاث عمليات جذر تربيعي في الثانية. كان السبب الشائع للأعطال هو حرق حشرة (bug) في أنبوب ساخن. وكانت التكنولوجيا المستعملة في هذا الجهاز هي الصمامات المفرغة كالتي على الصورة الموالية.
أجيال الكمبيوتر منذ عام 1945
الجيل الأول: (1945-1955)
التكنولوجيا المستعملة هي الأنابيب المفرغة والقاطعات الكهربائية. كان اختراع هذه الحواسيب في منتصف الأربعينيات وقد كان المعالج (محركات الحساب) يستخدم المرحلات الميكانيكية (relais) (وقد كان زمن العملية الواحدة يحسب بالثواني).
تم استبدال المحولات الميكانيكية هذه بأنابيب مفرغة، مما نتج عنه آلات ضخمة تمت برمجتها عن طريق التلاعب بالقواطع الكهربائية. هذا الجيل من الحواسيب لا توجد به لغة برمجة و لا نظام تشغيل. أدخل أول تحسين على هذه الحواسيب في سنة 1950 باستعمال البطاقات المثقبة وهذا ما سمح بكتابة البرامج.
الجيل الثاني: (1955-1965)
التكنولوجيا المستعملة هي الترانزستورات. في هذا الجيل ظهر مفهوم نظام التشغيل. الآلات تركب في أماكن مكيفة. تتم البرمجة بواسطة لغة الفوترون “FORTRAN” أو لغة التجميع “langage assembleur” باستعمال البطاقات المثقبة “cartes perforées”.
الجيل الثالث: (1965-1980)
التكنولوجيا المستعملة هي الدوائر المتكاملة. في هذا الجيل ظهرت البرمجة المتعددة (تنفيذ العديد من البرامج) كما ظهرت تقنية “مشاركة الوقت” و هي طريقة تسمح بمحاكاة مشاركة العديد من المستخدمين لوقت المعالج. الذاكرة مشتركة بين الوظائف المختلفة. عندما ينتظر أحد هذه الوظائف اكتمال عملية الإدخال أو الإخراج التي لا يتكفل المعالج يمكن أن يتولى هذا الأخير مهمة أخرى.
الجيل الرابع (منذ 1980)
التكنولوجيا المستعملة هي (الميكروبروسيسور) الدوائر التكاملية واسعة النطاق التي تحتوي على آلاف الترانزستورات في المم2 . أدت تكنولوجية (الميكروبروسيسور)(المعال ج الدقيق) إلى تصنيع ما يسمى بالحواسيب الصغيرة أو الشخصية.