مجله کامپیوتر

در علوم کامپیوتر جدید، هر سیستمی که قابلیت انجام خودکار محاسبات (منطقی یا حسابی) و قابلیت برنامه ریزی را دارا باشد یک کامپیوتر نام می‌گیرد.

انسان‌ همواره با اعداد و حساب سر و کار داشته‌است. از انسان‌های اولیه گرفته که برای شمردن تعداد شکارهای خود از انگشتان دست استفاده می‌کردند تا انسان کنونی که برای انجام محاسبات پیچیده فیزیک بنیادی، نجوم، اقتصاد و ساخت داروهای پیشرفته از کامپیوتر بهره می‌گیرد.

• پرونده‌ها: چطور اینترنت کار می‌کند | مفاهیم و چطورهای دیجیتال | سیستم عامل | شرکت‌های فناوری جهان | فناوری‌های دیجیتال | نرم‌افزار | سخت افزار

همین نیاز انسان به شمارش و محاسبه و محدود بودن مغز وی در ذخیره اطلاعات و سرعت نسبتاً پایین آن باعث بوجود آمدن کامپیوترها شد.

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.

تاریخچه اولین کامپیوترهای جهان را شاید بتوان در ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح یافت. 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 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 ۱۶۴۲، 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 ۱۹ میلادی و شکوفایی علوم پایه از جمله ریاضیات در اروپا، منطق‌های ریاضی شکل کاربردی به خود گرفتند تا جایی که در دهه ۴۰ قرن ۱۹ 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 ۱۹۳۶، 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 ۱۹۳۷ 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 ۱۹۴۶ 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 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 ۱۹۴۵ توسط جان وون نومن مطرح شد.

اولین کامپیوترها برپایه معماری نومن SSEM‌ و EDSAC در دانشگاه‌های منچستر و کمبریج در دهه ۴۰ میلادی ساخته شدند.

اختراع و تولید صنعتی ترازیستور در دهه ۴۰ و ۵۰ 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 ۱۹۵۳ در دانشگاه منچستر ساخته شد.

همزمان با پیشرفت ترانزیستورها صنعت کامپیوتر نیز پیشرفت به سزایی داشت. در دهه ۷۰ ایجاد فن‌آوری مدارهای مجتمع منجر به ساخت ریزپردازنده‌هایی نظیر اینتل ۴۰۰۴ شد.

از اوایل دهه ۷۰ 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 ۸۰ 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 ۷۰ 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 ۱۹۷۳ 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 ۱۹۷۵ شرکت آی‌بی‌ام کامپیوتر مدل ۵۱۰۰ 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 ۱۹۷۶ استیو جابز و استیو وزنیاک، بنیانگذاران شرکت اپل  کامپیوتری به نام Apple I 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 ۱۹۸۲ شرکت Commodore پرفروش‌ترین کامپیوتر شخصی آن زمان را به نام Commodore ۶۴  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 ۲ شرکت اپل و گوشی هوشمند سامسونگ گلکسی اس۲ از پردازنده دو هسته‌ای برخوردار هستند.