مراحل تطور الحاسب وانشاءه

من منا لا يستخدم الكمبيوتر في حياته، حتى وإن اختلفت الغايات من استخدامه إلّا أنّ ذلك لا يقلل من مدى أهميته في حياتنا واعتمادنا عليه بشكل كبير لتسيير أعمالنا بأسرع وقت وبأقل جهد، وكسائر الاختراعات مر بالعديد من مراحل التطوير إلى أن وصلنا بشكله الحالي المتعارف عليه .

من الجدير ذكره بأن الهدف الأولي لاختراع جهاز الكمبيوتر أو كما هو متعارف عليه "الحاسوب" كان لإجراء العمليات الحسابية وتخزينها، وكان هذا الحلم يراود العالم تشارلز باباج في عام 1833 واللذي للأسف لم يتمكن من تحقيقه، وقامت جامعة هارفارد الأمريكية بالاعتماد على الدراسات والأبحاث التي قام بها العالم باباج لصناعة أول جهاز كمبيوتر وفي عام 1937 تمكنو من ذلك وقد سمي هذا الجهاز باسم "Mark 1" لكنه كان ليس بالكامل إلكترونياً، وفي عام 1946 تم اختراع أول جهاز كمبيوتر وكانت كامل أجزائه إلكترونية، وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل وزارة الدفاع الأمريكية والتي احتفظت بهذا الاختراع سراً، وقد كان يزن ما يقارب 30 طن ويشغل مساحة كبيرة أيضاً، وكان يقوم بـ 500 عملية جمع و30 عملية ضرب في الثانية الواحدة، وكان يستهلك قدراً كبيراً جداً من الطاقة الكهربائية لتشغيله.

مرت مراحل تطور الكمبيوتر بالعديد من الأجيال وهي كالتالي:

* الجيل الثاني 1959 - 1964: حيث تم استبدال الصمامات الإلكترونية بالترانزستور واللذي يقوم بنفس الدور إلا أنه يسمح بمرور التيار الكهربائي باتجاه معين وإيقافه باتجاه آخر، وساعد اختراع الترانزستور بتطور الكمبيوتر بشكل كبير حيث أنه يشغل حيزاً أصغر ويستهلك طاقة أقل بالإضافة إلى أنه سريع، كما أن الحرارة المنبعثة منه أقل بكثير من الصمامات الإلكترونية.

نشأة وتطور الحاسب الآلي :

بدءاً ذي بدء لابد أن نشير إلى الدوافع التي أدت بالإنسان إلى اختراعه الحاسب الآلي والتي تنصب معظمها على تضخم الإنتاج الفكري وصعوبة السيطرة عليه يدوياً وهذا بالإضافة إلى حاجة الإنسان إلى وسائل أخرى أو مواد لتخزين المعلومات واسترجاعها تحل تدريجياً محل الورق الذي يحتاج إلى كميات رهيبة من أشجار الغابات لصنعه فالتفت الإنسان إلى المصغرات الفيلمية وبعدها المواد السمعية والبصرية وبعد ذلك سعى إلى اختراع وسائل تكنولوجية أكثر تقدماً من هذه وتلك وكانت الوسيلة الأكثر تقدماً هذه المرة هي الحاسب الآلي الذي يعتمد على النواة في اختزان واسترجاع المعلومات لا الورق والحبر. ومن الجدير بالذكر أن الحاسب الآلي لم يتم اختراعه من الفراغ ولم يتم اختراعه على مرة واحدة وإنما طوال قرن ونصف من الزمان سوف نذكر إتباعا خطوات ومراحل تطوره حتى أصبح على الصورة التي نراها أمامنا الآن. ((في الفترة ما بين عام 500 قبل الميلاد وحتى عام 1822م كانت الآلة المستخدمة هي الاباكس ومن عام 1854 ظهر جبر بوليان واقتصرت العمليات الجبرية على ثلاثة عمليات فقط هم (( AND-NOT-OR)) ويعتبر Boole (مؤسس نظرية جبر بوليان) رائد نظرية المعلومات))(1). وفي عام 1869م ظهرت أول آلة منطق واعتمدت هذه الآلة على عمليات جبر بوليان وذلك لحل المسائل الرياضية واخترع هذه الآلة William Javors وسميت هذه الآلة بالبيانو المنطقي. وفي عام 1885م اخترع Herman Hollerith أول آلة جدولة تستخدم الكروت المثقبة لإدخال البيانات واستخدمت هذه الآلة في التعداد العام في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1890م حيث تم عد وجدولة 63 مليون نسمة وبعد التعداد أسسHollerith شركة لآلات الجدولة وبعد فترة تحالفت هذه الشركة مع شركات أخرى وهي التي أصبحت حتى يومنا هذا شركة IBM. (International Business Machines) وفي عام 1893م اخترع otto steigeas أول آلة أوتوماتيكية لضرب الأعداد وأطلق عليها اسم المليونير. واخترع أول صمام مفرغ ((Vacuum tube)) عام 1907م واخترعه Lee De forest وسمي هذا الصمام ((Audion)) شمل هذا الصمام المفرغ من الهواء ثلاثة عناصر شأنها أن تكشف وتكبر إشارات الراديو المستقبلة عبر الهوائي ((الايديال)) واستخدمت الصمامات المفرغة في الجيل الأول للكمبيوتر. وفي عام 1919م اخترع Ecdes and Jorda دائرة كهربية تسمى دائرة التغير المفاجئ Flip Flop وهذه الدائرة ذو حالتين ثابتتين من الممكن تبادلهما وكانت هذه الدائرة هي أساس النظام الثنائي ] ON – [OFF ] [1,0 في الأعداد لتخزين المعلومات. ظهر أول حاسب قياسي Analog الذي يستخدم لغرض واحد فقط واستخدم في حل المعادلات التفاضلية وسمي بالمحلل التفاضلي، اعتمد هذا الحاسب على عدد من التروس التي تحرك بواسطة محرك كهربائي واعتمد تفسيراً النتائج على درجة دوران التروس ولكن الحاسبات كانت محدودة وتعتمد دقتها على درجة دقة مقياس زاوية دوران هذه التروس. وفي عام 1933م اخترع Ecker أول برنامج إلكتروني وكان هذا البرنامج أساس الأبحاث العلمية في الحاسبات التي قامت بها جامعة كولومبيا في الولايات المتحدة. وفي عام 1936م اخترعت آلة منطق Logic Machine كامتداد لآلة Turing وشرح عليها وعن طريقها الكمبيوتر المفترض واستخدمت الأرقام الحقيقية على هذه الآلة. وفي عام 1937م قارن Shannon بين منطق جبر بوليان ومفاتيح الدوائر الكهربية وولدت نظرية المعلومات في هذا العام. وفي عام 1939م ظهر أول كمبيوتر رقمي Digital واستخدمت الصمامات المفرغة وسمي هذا الكمبيوتر ABC نسبة إلى الحروف الأولى لمخترعيه(Anat soff , Berry and Cony) . وفي عام 1941م اخترع أول حاسب رقمي Digital للإغراض العامة وسمي Z-3 وتمت البرمجة باستخدام الأفلام المثقبة. وفي عام 1943م ظهر أول آلة حاسب انجليزي (الجنسية) ثم في عام 1944م ظهر أول حاسب أمريكي وسمي بــMark-1 وكان عرض هذا الجهاز 50قدماً وارتفاعه 8 قدم واستخدم 50ميل من الأسلاك واستخدم هذا الجهاز في جامعة هارفارد لمدة خمسة عشر عاماً. وفي عام 1945م عدل Mark-1 إلى Mark-11 ولكنه لم يعمل واكتشف بعد ذلك أن العطل كان سببه حشرة العته لذا سميت الأعطال بعد ذلك بــ Bug. وفي عام 1946م ظهر أول كمبيوتر إلكتروني رقمي ENIAC. وفي عام 1947م ظهر الترانزستور Transfer-Resistor ونال مخترعوه جائزة نوبل عام 1956م ، والترانزستور عنصر صغير الحجم ولكنه يسمح بتنظيم تدفق التيار الكهربائي، وباختراع الترانزستور أصبح حجم الكمبيوتر صغيراً. وفي عام 1948م خزن أول برنامج في ذاكرة الكمبيوتر ،وفي عام 1949م ظهرت الذاكرة الداخلية Core Memory وهي عبارة عن دوائر وأسلاك ممغنطة بدلاً من الصمامات المفرغة. ((وفي عام 1950م اكتمل أول جهاز حاسب تفاعلي وسمي هذا الجهاز حاسب عجلة الرياح Whirl Wind Computer، واستخدم هذا الحاسب اسطوانة أشعة الكاثود ومسدس ضوئي حتى يتم التفاعل بين الحاسب والمستخدم ،وحاسب عجلة الرياح كان متصلاً بمجموعة من الرادارات واستخدمته وزارة الدفاع الأمريكية للتعرف على طائرات العدو ثم توجيه الطائرات للتصدي في المواقع المستهدفة، وكان هذا الحاسب بمثابة نموذج أولى الشبكات))(2). وفي 1951م ظهر أول حاسب آلي تجاري هذا الحاسب هو حاسب UNIVAC، وتم استخدامه عام 1952م للتنبؤ بنتيجة الانتخابات الأمريكية بين أيزنهاور ومنافسه ستيفن وكانت النتيجة مبهرة. وفي نفس العام وضع Wilkes أساس فكرة البرمجة المصغرة Microprogramming التي أصبحت فيما بعد دليلاً ومرشداً في فن تصميم وعمارة الكمبيوتر. وفي عام 1954م استخدام الترانزستور في الحاسبات ذات الأغراض العامة وسمي هذا الحاسب TRAPIC واحتوى على 800 ترانزستور. وفي عام 1956م ظهر أول نظام لتخزين المعلومات والوصول إليها بطريقة عشوائية وسمي هذا النظام RAMac وأصبح من الممكن تخزين 5 مليون حرف في الثانية الواحدة. وفي عام 1957م ظهرت أول لغة من لغات المستوى المرتفع وهي لغة الفورتران FORTRAN وطورت هذه اللغة لتحسين مستوى البرمجة ومازالت هذه اللغة المستخدمة حتى يومنا في التطبيقات العلمية والرياضية و الهندسية. وفي عام 1958م بنيت أول دائرة متكاملة وصنعت هذه الدائرة بتجميع عدد من عناصر السيليكون وهذه الدائرة كانت أساس بناء رقاقة دوائر السيليكون المتكاملة والتي سمحت بتقدم ملموس في تكنولوجيا الالكترونات الصغيرة،وطورت في نفس العام لغة البرمجة ليسب((Lisp)) التي ساهمت في أبحاث الذكاء الاصطناعي فيما بعد. وفي عام 1960م طورت أول لغة برمجة من لغات المستوى المرتفع وهي لغة الكوبول Cobol وهي أول لغة برمجة هيكلية وقدمت وزارة الدفاع الأمريكية دعماً مالياً كبيراً لفريق من جامعة بنسلفانيا (أمريكا) لتطوير هذه اللغة وكان من أعضاء هذا الفريق Hopper أول من كتب برنامج ترجمة compiler للكمبيوتر. وفي نفس العام اكتشف الليزر وهو تكبير الضوء بمحاكاة إطلاق الإشاعات (LASER) وأصبح من الممكن إطلاق الضوء المتلاحم من بلورة حجم ياقوت مصنع وبداَ منذ هذا التاريخ التفكير في استخدام الضوء بدلا من الكهرباء . وفي عام 1962م ظهر أول برنامج للرسم البياني وسمي sketch pad واستخدم مسدس ضوء لإدخال الصور والرسوم على شاشة أشعة كاثود. وظهر الكمبيوتر الدقيق عام 1963م بأنظمة شركة IBM طرازات 360 و 260 واستخدم منها الدوائر المتكاملة بدلاً من الترانزستور. وفي عام 1964م نفذ أول برنامج بلغة البيسك((BASIC)) وهي أول لغة برمجية استخدمت في جيل الدوائر المتكاملة وظهر السوبر كمبيوتر في نفس العام. وفي عام 1969م ظهرت الحاسبات الصغيرة،وفي عام 1970م ظهرت الألياف الضوئية التي تسمح للبيانات بالتحرك والتحويل بصورة أسرع من طريقة الكابلات واستخدمت الدوائر الضوئية الموصلات والليزر في نفس العام،وتطورت أيضاً قواعد البيانات. وفي عام 1971م ظهرت أول شريحة معالج دقيق من إنتل INTEL وفي عام 1980م طورت شركة IBM النموذج الأولى لكمبيوتر يستخدم التعليمات المختصرة RISC وظهر الكمبيوتر الدقيق الذي يستخدم مجموعة بسيطة من التعليمات بلغة الآلة والتي يمكن أن تنفذ بسرعة عالية، وفي عام 1981م ظهر أول حاسب تجاري متوازي وسمي الفراشة والذي أدي استخدامه إلى زيادة سرعة التشغيل وارتفعت درجة الكفاءة. وفي عام 1984م قامت شركة IBM بتوزيع جهازها الشخصي AT وهي وهو أول جهاز يستخدم شريحة معالج 80286 وقامت شركة IBM بتغير خطها الإنتاجي من الحاسبات الشخصية. فظهر نظامها البياني الذي يسمح برسوم بيانية ملونة حتى 16 لون. وفي عام 1984م أيضاً ظهر أول جهاز شخصي من شركة Apple ، وهو جهاز الماكنتوشMacintosh بذاكرة وشاشة متكاملة، وفأرة Mouse وكانت شركة Apple أول شركة يعتمد لها الرسوم البيانية،وفي عام 1990م بني أول معالج ضوئي يستخدم أشباه الموصلات الصغيرة الحجم والمصنعة من الليزر لنقل المعلومات، واستخدمت دوائر ضوئية لتخزين وتشغيل البيانات واستخدم الضوء بدلاً من الكهرباء لتشغيل البيانات مما زاد من سرعة الحاسبات. وأخيراً وليس آخراً إن تطور الحاسبات بصفة عامة ارتكز على ركيزتين أساسيتين هما تطور علوم البرامج(SW Development) وتطور علوم تصميم وصناعة الأجهزة وملحقاتها (HW Development )وليس غربياً أن نجد أيضاً أن كل تطور بذاته يخدم التطور الآخر ويؤدي إليه ويشمل التطور كل أقسام هذه العلوم . ولكي ندرك مدى الرفاهية التي نعيشها الآن ونتمتع بها من علوم الحاسب ومدى السهولة التي يواجهها الآن المتعاملون معه قياساً على ما كان عليه الوضع سابقاً ولكي تدرك مدى الصعوبة التي ذللها لنا العلم والعلماء على مدى السنوات السابقة ولكي يكون لدينا تصور لما يستطيع جيلنا الحالي أن يقوم به بدوره لخدمة الأجيال القادمة.

أصناف الحاسبات :

ونستطيع أن نصنفه إلى أربع أصناف :- الحواسيب العملاقة Supercomputers الحاسبات الكبرى Mainframe computers الحاسبات المتوسّطة Minicomputers الحاسبات الصغرى Microcomputers الحواسيب العملاقة Supercomputers - أسرع كمبيوتر - حاسوب القدرةِ العاليِ - أقوى حاسوب - قادر على المُعَالَجَة في 3.9 (تريليون عملية بالثانية)، 15,000 مرة أسرع من الحاسوب الشخصي المتوسط. - تَتضمن من 5,800 معالجِ التي تَحتوي ما مجموعه 2.6 تريليون من بايتات الذاكرة - مستعمل للبحث، تنبؤ طقس عالمي، استكشاف نفط، تصميم طائرة وبحث رياضي .

الحاسبات الكبرى Mainframe computers - أقل قوة من الحاسوب العملاق - سريع ولكن اقل سرعة من الحاسوب العملاق - حاسوب القدرة الكبير - غالي - يستعمل من قبل المنظمات الكبيرة ومثال على ذلك: - بنوك وشركات طيران وشركات تأمين وجامعات .
الحاسبات المتوسّطة Minicomputers - حجمه يتوسط بين الحاسبة الصغرى والحاسة الكبرى - سرعة وبيانات المعالجة اقل من الحاسبة الكبرى - يستقبل ويستبدل بشبكات الحاسبات الصغرى - يدعم بحدود 4000 مستعمل.
الحاسبات الصغرى Microcomputers - صغير الحجم ( كمبيوتر البيت ) - معروف باسم الحاسوب الشخصي أو PC - صمم هذا الحاسوب للفرد - يحتوي معالج دقيق ( وحدة المعالجة المركزية على الرقاقة ) ذاكرة على شكل RAM ( رام ) أو ROM ( روم ) I/O بورت أو باس bus.

مراحل تطور الحاسب وانشاءه

الأحد، 1 مايو 2016

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

مرت مراحل تطور الكمبيوتر بالعديد من الأجيال وهي كالتالي:

الجيل الاول

الجيل الثاني

الجيل الثالث

نشأة وتطور الحاسب الآلي :

نشاءة الحاسب ع مر الاجيال

أصناف الحاسبات :