كيف أدى التعداد إلى الحوسبة الحديثة

كيف أدى التعداد إلى الحوسبة الحديثة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كان الإحصاء السكاني موجودًا منذ بداية الولايات المتحدة ، مما يعني أنه يجب عد السكان بالكامل يدويًا. حتى رأى أحد المخترعين طريقة أفضل للمضي قدمًا.


تاريخ موجز للبيانات الضخمة

وصف بعض خبراء إدارة البيانات البيانات الضخمة (مع قليل من الضحك) بأنها "كميات هائلة من المعلومات ساحقة وغير قابلة للسيطرة عليها." في عام 1663 ، تعامل جون غراونت مع "كميات هائلة من المعلومات" أيضًا ، بينما كان يدرس الطاعون الدبلي ، الذي كان يجتاح أوروبا حاليًا. استخدم Graunt الإحصائيات ويُنسب إليه الفضل في كونه أول شخص يستخدم تحليل البيانات الإحصائية. في أوائل القرن التاسع عشر ، توسع مجال الإحصاء ليشمل جمع البيانات وتحليلها.

يتضمن تطور البيانات الضخمة عددًا من الخطوات الأولية لتأسيسها ، وبينما لا يعد الرجوع إلى عام 1663 ضروريًا لنمو أحجام البيانات اليوم ، تظل النقطة أن "البيانات الضخمة" مصطلح نسبي يعتمد على من يناقش هو - هي. تختلف البيانات الضخمة إلى Amazon أو Google كثيرًا عن Big Data بالنسبة إلى مؤسسة تأمين متوسطة الحجم ، ولكنها ليست أقل "كبيرة" في أذهان أولئك الذين يتعاملون معها.

تتضمن هذه الخطوات التأسيسية للمفهوم الحديث للبيانات الضخمة تطوير أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والإنترنت والمعدات الحسية (إنترنت الأشياء) لتوفير البيانات. لعبت بطاقات الائتمان أيضًا دورًا ، من خلال توفير كميات كبيرة بشكل متزايد من البيانات ، وبالتأكيد غيرت وسائل التواصل الاجتماعي طبيعة أحجام البيانات بطرق جديدة وما زالت تتطور. تطور التكنولوجيا الحديثة متشابك مع تطور البيانات الضخمة.

أسس البيانات الضخمة

أصبحت البيانات مشكلة لمكتب الإحصاء الأمريكي في عام 1880. وقد قدّروا أن معالجة ومعالجة البيانات التي تم جمعها خلال تعداد 1880 سيستغرق ثماني سنوات ، وتوقعوا أن البيانات من تعداد 1890 ستستغرق أكثر من 10 سنوات للمعالجة. لحسن الحظ ، في عام 1881 ، قام شاب يعمل في المكتب ، يُدعى هيرمان هوليريث ، بإنشاء آلة جدولة هوليريث. اعتمد اختراعه على البطاقات المثقبة المصممة للتحكم في الأنماط المنسوجة بواسطة النول الميكانيكي. خفضت آلة الجدولة الخاصة به عشر سنوات من العمل إلى ثلاثة أشهر من العمل.

في عام 1927 ، طور المهندس النمساوي الألماني فريتز بفلومر ، وسيلة لتخزين المعلومات مغناطيسيًا على شريط. ابتكر Pfleumer طريقة لإلصاق الأشرطة المعدنية بأوراق السجائر (لمنع تلطيخ شفاه المدخنين بأوراق اللف المتاحة في ذلك الوقت) ، وقرر أنه يمكنه استخدام هذه التقنية لإنشاء شريط مغناطيسي ، والذي يمكن استخدامه بعد ذلك لتحل محل تكنولوجيا التسجيل السلكية. بعد تجارب على مجموعة متنوعة من المواد ، استقر على ورق رقيق جدًا ، مقلم بمسحوق أكسيد الحديد ومغطى بالورنيش ، للحصول على براءة اختراعه في عام 1928.

خلال الحرب العالمية الثانية (بشكل أكثر تحديدًا عام 1943) ، اخترع البريطانيون ، الذين كانوا يائسين في فك الرموز النازية ، آلةً تمسح ضوئيًا لأنماط الرسائل التي تم اعتراضها من الألمان. كانت الآلة تسمى Colossus ، وتم مسح 5.000 حرف في الثانية ضوئيًا ، مما قلل من عبء العمل من أسابيع إلى ساعات فقط. كان Colossus أول معالج بيانات. بعد ذلك بعامين ، في عام 1945 ، نشر جون فون نيومان ورقة بحثية عن كمبيوتر أوتوماتيكي متغير منفصل إلكتروني (EDVAC) ، أول مناقشة "موثقة" حول تخزين البرامج ، وأرست الأساس لهندسة الكمبيوتر اليوم.

يقال إن هذه الأحداث مجتمعة دفعت إلى إنشاء الولايات المتحدة & # 8217 NSA (وكالة الأمن القومي) ، من قبل الرئيس ترومان ، في عام 1952. تم تكليف الموظفين في وكالة الأمن القومي بمهمة فك تشفير الرسائل التي تم اعتراضها خلال الحرب الباردة. تطورت أجهزة الكمبيوتر في هذا الوقت إلى درجة تمكنها من جمع البيانات ومعالجتها ، والعمل بشكل مستقل وتلقائي.

تأثير الإنترنت وأجهزة الكمبيوتر الشخصية

بدأت ARPANET في 29 أكتوبر 1969 ، عندما تم إرسال رسالة من الكمبيوتر المضيف UCLA & # 8217s إلى الكمبيوتر المضيف في Stanford & # 8217s. تلقت تمويلًا من وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة (ARPA) ، وهي إحدى أقسام وزارة الدفاع. بشكل عام ، لم يكن الجمهور على علم بـ ARPANET. في عام 1973 ، تم توصيله بقمر صناعي عبر المحيط الأطلسي ، وربطه بالمصفوفة الزلزالية النرويجية. ومع ذلك ، بحلول عام 1989 ، بدأت البنية التحتية لـ ARPANET في التقدم في السن. لم يكن النظام & # 8217t بنفس كفاءة أو سرعة الشبكات الأحدث. بدأت المنظمات التي تستخدم ARPANET في الانتقال إلى شبكات أخرى ، مثل NSFNET ، لتحسين الكفاءة الأساسية والسرعة. في عام 1990 ، تم إغلاق مشروع ARPANET بسبب مزيج من العمر والتقادم. أدى إنشاء ARPANET مباشرة إلى الإنترنت.

في عام 1965 ، أنشأت الحكومة الأمريكية أول مركز بيانات ، بهدف تخزين الملايين من مجموعات بصمات الأصابع والإقرارات الضريبية. تم نقل كل سجل إلى أشرطة مغناطيسية ، وكان من المقرر أخذها وتخزينها في مكان مركزي. عبّر منظرو المؤامرة عن مخاوفهم ، وتم إغلاق المشروع. ومع ذلك ، على الرغم من إغلاقها ، تعتبر هذه المبادرة عمومًا أول جهد لتخزين البيانات على نطاق واسع.

ظهرت أجهزة الكمبيوتر الشخصية في السوق في عام 1977 ، عندما تم إدخال الحواسيب الصغيرة ، وأصبحت نقطة انطلاق رئيسية في تطور الإنترنت ، وبالتالي البيانات الضخمة. يمكن استخدام الكمبيوتر الشخصي من قبل فرد واحد ، على عكس أجهزة الكمبيوتر المركزية ، والتي تتطلب طاقم تشغيل ، أو نوعًا من نظام مشاركة الوقت ، مع معالج واحد كبير يتم مشاركته من قبل عدة أفراد. بعد إدخال المعالجات الدقيقة ، انخفضت أسعار أجهزة الكمبيوتر الشخصية بشكل كبير ، وأصبحت توصف بأنها "سلعة استهلاكية ميسورة التكلفة". تم بيع العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية المبكرة كمجموعات إلكترونية ، تم تصميمها بواسطة الهواة والفنيين. في النهاية ، ستوفر أجهزة الكمبيوتر الشخصية للأشخاص في جميع أنحاء العالم إمكانية الوصول إلى الإنترنت.

في عام 1989 ، ابتكر عالم كمبيوتر بريطاني يدعى تيم بيرنرز لي مفهوم شبكة الويب العالمية. الويب هو مكان / مساحة معلومات حيث يتم التعرف على موارد الويب باستخدام عناوين URL ، ويتم ربطها ببعضها البعض عن طريق روابط النص التشعبي ، ويمكن الوصول إليها عبر الإنترنت. كما سمح نظامه بنقل الصوت والفيديو والصور. كان هدفه هو مشاركة المعلومات على الإنترنت باستخدام نظام النص التشعبي. بحلول خريف عام 1990 ، كتب Tim Berners-Lee ، الذي يعمل في CERN ، ثلاثة أوامر أساسية لتكنولوجيا المعلومات تشكل أساس الويب اليوم:

  • لغة البرمجة: لغة ترميز النصوص التشعبية. لغة تنسيق الويب.
  • URL: محدد موقع المعلومات. "عنوان" فريد يستخدم لتحديد كل مورد على الويب. ويسمى أيضًا URI (معرف الموارد المنتظم).
  • HTTP: بروتوكول نقل النص التشعبي. تُستخدم لاسترداد الموارد المرتبطة من جميع أنحاء الويب.

في عام 1993 ، أعلنت CERN أن شبكة الويب العالمية ستكون مجانية للجميع لتطويرها واستخدامها. كان الجزء المجاني عاملاً رئيسيًا في تأثير الويب على الناس في العالم. (إن الشركات التي توفر "اتصال الإنترنت" هي التي تفرض علينا رسومًا).

إنترنت الأشياء (IoT)

تم تسمية مفهوم إنترنت الأشياء باسمه الرسمي في عام 1999. وبحلول عام 2013 ، تطور إنترنت الأشياء ليشمل تقنيات متعددة ، باستخدام الإنترنت ، والاتصالات اللاسلكية ، والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) ، والأنظمة المدمجة. كل هذه تنقل بيانات حول الشخص الذي يستخدمها. تدعم الأتمتة (بما في ذلك المباني والمنازل) ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وغيرها إنترنت الأشياء.

لسوء الحظ ، يمكن أن يجعل إنترنت الأشياء أنظمة الكمبيوتر عرضة للقرصنة. في أكتوبر من عام 2016 ، عطل المتسللون أجزاء كبيرة من الإنترنت باستخدام إنترنت الأشياء. كانت الاستجابة المبكرة هي تطوير التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي الذي يركز على قضايا الأمان.

قوة الحوسبة ونمو الإنترنت

كان هناك قدر لا يُصدق من نمو الإنترنت في التسعينيات ، وأصبحت أجهزة الكمبيوتر الشخصية أكثر قوة ومرونة بشكل مطرد. استند نمو الإنترنت إلى جهود Tim Berners-Lee & # 8217s ، والوصول المجاني لـ Cern & # 8217s ، والوصول إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية الفردية.

في عام 2005 ، تم تصنيف البيانات الضخمة ، التي تم استخدامها بدون اسم ، من قبل روجر موغالاس. كان يشير إلى مجموعة كبيرة من البيانات التي كان من المستحيل تقريبًا إدارتها ومعالجتها في ذلك الوقت باستخدام أدوات ذكاء الأعمال التقليدية المتاحة. بالإضافة إلى ذلك ، تم إنشاء Hadoop ، الذي يمكنه التعامل مع البيانات الكبيرة ، في عام 2005. وكان Hadoop يعتمد على إطار عمل برمجي مفتوح المصدر يسمى Nutch ، وتم دمجه مع MapReduce من Google. Hadoop هو إطار عمل برمجي مفتوح المصدر ، ويمكنه معالجة البيانات المهيكلة وغير المهيكلة ، من جميع المصادر الرقمية تقريبًا. بسبب هذه المرونة ، يمكن لـ Hadoop (وأطر العمل الشقيقة) معالجة البيانات الكبيرة.

تخزين البيانات الضخمة

يعد التخزين المغناطيسي حاليًا أحد أقل الطرق تكلفة لتخزين البيانات. تم تكييف مفهوم Fritz Pfleumer & # 8217s 1927 للخطوط المغناطيسية المخططة لمجموعة متنوعة من التنسيقات ، بدءًا من الشريط المغناطيسي والبراميل المغناطيسية والأقراص المرنة ومحركات الأقراص الثابتة. يصف التخزين المغناطيسي أي تخزين للبيانات على أساس وسيط ممغنط. يستخدم القطبين المغناطيسيين ، الشمال والجنوب ، لتمثيل صفر أو واحد ، أو تشغيل / إيقاف.

أصبح تخزين البيانات السحابية شائعًا جدًا في السنوات الأخيرة. ظهرت أول سحابة حقيقية في عام 1983 ، عندما قدمت CompuServe لعملائها مساحة 128 ألفًا من البيانات للتخزين الشخصي والخاص. في عام 1999 ، عرضت Salesforce البرمجيات كخدمة (SaaS) من موقعها على الإنترنت. جعلت التحسينات التقنية داخل الإنترنت ، إلى جانب انخفاض تكاليف تخزين البيانات ، من الاقتصادي للشركات والأفراد استخدام السحابة لأغراض تخزين البيانات. هذا يوفر على المؤسسات تكلفة شراء نظام الكمبيوتر وصيانته واستبداله في النهاية. توفر السحابة قدرًا لا حصر له من قابلية التوسع ، ويمكن الوصول إليها في أي مكان وفي أي وقت وتقدم مجموعة متنوعة من الخدمات.

استخدامات البيانات الضخمة

تُحدث البيانات الضخمة ثورة في الصناعات بأكملها وتغير الثقافة والسلوك البشري. إنه نتيجة لعصر المعلومات ويغير الطريقة التي يمارس بها الناس ويخلقون الموسيقى ويعملون. فيما يلي بعض الأمثلة على استخدام البيانات الضخمة.

  • تُستخدم البيانات الضخمة في الرعاية الصحية لرسم خريطة لتفشي الأمراض واختبار العلاجات البديلة. يستخدم البيانات الضخمة لاستكشاف الكون.
  • تستبدل صناعة الموسيقى الحدس بدراسات البيانات الضخمة. استخدام البيانات الضخمة لدراسة سلوك العملاء وتجنب انقطاع التيار الكهربائي. يستخدم أجهزة المراقبة الصحية القابلة للارتداء لتتبع العملاء وتقديم ملاحظات حول صحتهم.
  • يستخدم الأمن السيبراني البيانات الضخمة لوقف الجرائم الإلكترونية.

تحليلات البيانات الضخمة

التحليلات ، إلى حد ما ، كانت موجودة منذ عام 1663 ، عندما تعامل جون غراونت مع "كميات هائلة من المعلومات ،" باستخدام الإحصائيات لدراسة الطاعون الدبلي. في عام 2017 ، تم استطلاع آراء 2800 من المحترفين ذوي الخبرة الذين عملوا مع Business Intelligence ، وتوقعوا أن يصبح اكتشاف البيانات وتصور البيانات اتجاهًا مهمًا. تصور البيانات هو شكل من أشكال الاتصال المرئي (فكر في الرسوم البيانية). يصف المعلومات التي تمت ترجمتها إلى تنسيق تخطيطي ، وتشمل التغييرات والمتغيرات والتقلبات. يمكن للدماغ البشري معالجة الأنماط المرئية بكفاءة عالية.

أصبحت نماذج التصور أكثر شيوعًا بشكل مطرد كطريقة مهمة لاكتساب رؤى من البيانات الضخمة. (الرسومات شائعة ، وستصبح الرسوم المتحركة شائعة. في الوقت الحالي ، نماذج تصور البيانات خرقاء بعض الشيء ، ويمكن أن تستخدم بعض التحسينات.) المدرجة أدناه هي بعض الشركات التي تقدم نماذج تصور البيانات الضخمة:

من المؤكد أن التاريخ الموجز للبيانات الضخمة ليس موجزًا ​​كما يبدو. على الرغم من أن القرن السابع عشر لم يشهد أي مكان بالقرب من أحجام البيانات على مستوى الإكسابايت التي تواجهها المؤسسات اليوم ، إلا أنه بالنسبة لرواد البيانات الأوائل ، بدت أحجام البيانات مرعبة بالتأكيد في ذلك الوقت. ستستمر البيانات الضخمة في النمو ومعها سيتم تطوير تقنيات جديدة لجمع البيانات وتخزينها وتحليلها بشكل أفضل حيث يتقدم عالم التحول القائم على البيانات بسرعات أعلى من أي وقت مضى.


تاريخ موجز للإنترنت

بدأ الإنترنت في الستينيات كوسيلة للباحثين الحكوميين لتبادل المعلومات. كانت أجهزة الكمبيوتر في الستينيات كبيرة وغير متحركة ، ومن أجل الاستفادة من المعلومات المخزنة في أي جهاز كمبيوتر واحد ، كان على المرء إما السفر إلى موقع الكمبيوتر أو إرسال أشرطة كمبيوتر مغناطيسية عبر النظام البريدي التقليدي.

كان العامل المحفز الآخر في تشكيل الإنترنت هو اشتعال الحرب الباردة. دفع إطلاق الاتحاد السوفيتي للقمر الصناعي سبوتنيك وزارة الدفاع الأمريكية إلى النظر في السبل التي يمكن بها نشر المعلومات حتى بعد هجوم نووي. أدى هذا في النهاية إلى تشكيل ARPANET (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة) ، الشبكة التي تطورت في النهاية إلى ما نعرفه الآن باسم الإنترنت. حققت ARPANET نجاحًا كبيرًا ولكن العضوية اقتصرت على بعض المؤسسات الأكاديمية والبحثية التي لديها عقود مع وزارة الدفاع. استجابة لذلك ، تم إنشاء شبكات أخرى لتوفير تبادل المعلومات.

يعتبر 1 يناير 1983 عيد الميلاد الرسمي للإنترنت. قبل ذلك ، لم يكن لدى شبكات الكمبيوتر المختلفة طريقة قياسية للتواصل مع بعضها البعض. تم إنشاء بروتوكول اتصالات جديد يسمى بروتوكول التحكم في النقل / بروتوكول العمل عبر الإنترنت (TCP / IP). سمح هذا لأنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر الموجودة على شبكات مختلفة بـ & quottalk & quot مع بعضها البعض. تم تغيير ARPANET وشبكة بيانات الدفاع رسميًا إلى معيار TCP / IP في 1 يناير 1983 ، ومن هنا ولادة الإنترنت. يمكن الآن ربط جميع الشبكات بلغة عالمية.


محرك الحوسبة الأوتوماتيكي Turing's

كان تورينج ونيومان يفكران على نفس المنوال. في عام 1945 ، انضم تورينج إلى المختبر الفيزيائي الوطني (NPL) في لندن ، وكان موجزًا ​​له لتصميم وتطوير حاسوب رقمي لبرنامج مخزن إلكتروني للعمل العلمي. (لم يكن الذكاء الاصطناعي بعيدًا عن أفكار تورينج: فقد وصف نفسه بأنه "بناء دماغ" وأشار في رسالة إلى أنه كان مهتمًا بإمكانية إنتاج نماذج لعمل الدماغ أكثر من التطبيقات العملية للحوسبة). ، المتفوق المباشر لـ Turing في NPL ، تم تعميد آلة Turing المقترحة وهي محرك الحوسبة الأوتوماتيكية ، أو ACE ، تكريماً لمحرك باباج للاختلاف والمحرك التحليلي.

قدم تقرير تورينج لعام 1945 & lsquoProposed Electronic Calculator & rsquo أول مواصفات كاملة نسبيًا لجهاز كمبيوتر رقمي للأغراض العامة للبرنامج المخزن الإلكتروني. أعيد طبع التقرير بالكامل في كوبلاند 2005.

أول جهاز كمبيوتر رقمي مخزن إلكتروني تم اقتراحه في الولايات المتحدة كان EDVAC (انظر أدناه). احتوت المسودة الأولى لتقرير حول EDVAC & rsquo (مايو 1945) ، من تأليف فون نيومان ، على تفاصيل هندسية قليلة ، لا سيما فيما يتعلق بالأجهزة الإلكترونية (بسبب القيود في الولايات المتحدة). من ناحية أخرى ، قدمت Turing's & lsquoProposed Electronic Calculator & rsquo تصميمات الدوائر التفصيلية ومواصفات وحدات الأجهزة ، وبرامج العينات في كود الماكينة ، وحتى تقديرًا لتكلفة بناء الماكينة (11،200 جنيهًا إسترلينيًا). اختلف كل من ACE و EDVAC اختلافًا جوهريًا عن بعضهما البعض ، على سبيل المثال ، استخدمت ACE المعالجة الموزعة ، بينما كان لـ EDVAC بنية مركزية.

رأى تورينج أن السرعة والذاكرة هما مفتاح الحوسبة. لاحظ زميل تورينج في NPL ، Jim Wilkinson ، أن Turing & lsquowas مهووس بفكرة السرعة على الماكينة. [Copeland 2005، p. 2]. كان لتصميم تورينج الكثير من القواسم المشتركة مع معماريات RISC الحالية ودعا إلى ذاكرة عالية السرعة تقريبًا بنفس السعة مثل كمبيوتر Macintosh المبكر (هائلة وفقًا لمعايير عصره). لو تم بناء Turing's ACE كما هو مخطط له ، لكان في اتحاد مختلف عن أجهزة الكمبيوتر القديمة الأخرى. ومع ذلك ، كان التقدم في محرك الحوسبة الأوتوماتيكي Turing يسير ببطء ، بسبب الصعوبات التنظيمية في NPL ، وفي عام 1948 ، غادر a & lsquovery سئم Turing (وصف Robin Gandy ، في مقابلة مع Copeland ، 1995) غادر NPL إلى Newman's Computing Machine Laboratory في جامعة مانشستر. لم يكن حتى مايو 1950 أن نموذجًا تجريبيًا صغيرًا لمحرك الحوسبة الأوتوماتيكي ، الذي بناه ويلكينسون ، وإدوارد نيومان ، ومايك وودجر ، وآخرين ، نفذ برنامجًا لأول مرة. مع سرعة تشغيل 1 ميجا هرتز ، كان طراز Pilot ACE لبعض الوقت أسرع كمبيوتر في العالم.

كانت مبيعات DEUCE ، نسخة الإنتاج من Pilot Model ACE ، مزدهرة و [مدش] يربك الاقتراح الذي قدمه في عام 1946 مدير NPL ، السير تشارلز داروين ، بأن & lsquoit من الممكن جدًا أن تكفي آلة واحدة لحل جميع المشاكل المطلوبة من الدولة كلها & [كوبلاند 2005 ، ص. 4]. تم استخدام أساسيات تصميم Turing's ACE بواسطة Harry Huskey (في جامعة واين ستيت ، ديترويت) في كمبيوتر Bendix G15 (Huskey في مقابلة مع Copeland ، 1998). يمكن القول إن G15 كان أول جهاز كمبيوتر شخصي تم بيعه على مستوى العالم بأكثر من 400 جهاز. ظلت DEUCE و G15 قيد الاستخدام حتى حوالي عام 1970. ولعب جهاز كمبيوتر آخر مشتق من تصميم Turing's ACE ، وهو MOSAIC ، دورًا في الدفاعات الجوية البريطانية خلال فترة الحرب الباردة ، وتشمل المشتقات الأخرى Packard-Bell PB250 (1961). (يوجد مزيد من المعلومات حول هذه الحواسيب القديمة في [Copeland 2005].)


كيف أدى التعداد إلى الحوسبة الحديثة - التاريخ

لقد انتقلنا من الأنبوب المفرغ إلى الترانزستور ، إلى الشريحة الدقيقة. ثم بدأت الشريحة في التحدث إلى المودم. نتبادل الآن النصوص والصوت والصور والأفلام في بيئة رقمية.

معالم الحوسبة وتطور الآلة:

  • الرابع عشر جيم - العداد - أداة لإجراء العمليات الحسابية عن طريق تحريك العدادات على طول القضبان أو في الأخاديد (الرسم: قاموس Merriam Webster Collegiate http://www.m-w.com/mw/art/abacus.htm)
  • 17 ج. - قاعدة الشريحة - جهاز يدوي يستخدم للحساب يتكون في شكله البسيط من مسطرة وقطعة وسطية متحركة متدرجة بمقاييس لوغاريتمية مماثلة (صورة من متحف حاسبات HP)
  • 1642 - باسكالين - آلة حاسبة ميكانيكية بناها بليز باسكال ، عالم رياضيات من القرن السابع عشر ، سميت له لغة برمجة الكمبيوتر باسكال.
  • 1804 - نول جاكار - نول مبرمج ببطاقات مثقبة اخترعها جوزيف ماري جاكارد
  • حوالي 1850 - محرك الفرق ، المحرك التحليلي - تشارلز باباج وأدا بايرون (انظر صورتها). وصف باباج ، في عام 1837 ، للمحرك التحليلي ، وهو كمبيوتر رقمي ميكانيكي يدوي ، توقع تقريبًا كل جانب من جوانب أجهزة الكمبيوتر الحالية. لم يتم تصميم كمبيوتر آخر متعدد الأغراض إلا بعد مرور أكثر من 100 عام. رسم تخطيطي للمحرك وملاحظات بقلم أدا بايرون كينج ، كونتيسة لوفليس.
  • 1939-1942 - كمبيوتر أتاناسوف بيري - تم بناؤه في ولاية آيوا من قبل البروفيسور جون ف. أتاناسوف وطالب الدراسات العليا كليفورد بيري.مثلت العديد من "الأوائل" في الحوسبة ، بما في ذلك نظام ثنائي من الحساب والمعالجة المتوازية والذاكرة المتجددة وفصل الذاكرة ووظائف الحوسبة والمزيد. يزن 750 رطلا. ولديها ذاكرة تخزين تبلغ 3000 بت (0.4 كيلو بايت). يتم تسجيل الأرقام عن طريق وضع العلامات الحارقة في البطاقات أثناء حل مشكلة ما. انظر الرسم التخطيطي.
  • الأربعينيات - العملاق - آلة حوسبة أنبوبية مفرغة حطمت رموز هتلر خلال الحرب العالمية الثانية. لقد كان مفيدًا في مساعدة تورينج على كسر الرموز الألمانية خلال الحرب العالمية الثانية لتغيير مجرى الحرب. في صيف عام 1939 ، أصبحت مجموعة صغيرة من العلماء كاسري الشفرات ، يعملون في Bletchley Part في إنجلترا. ساعدت هذه المجموعة من رواد فك الشفرات في تقصير الحرب وتغيير مجرى التاريخ. انظر موقع ويب Bletchley Park وتاريخه. اطلع على مزيد من المعلومات حول الرموز والأشفار في الحرب العالمية الثانية على موقع توني سيلز.
  • 1946 - ENIAC - أول كمبيوتر إلكتروني واسع النطاق للأغراض العامة في العالم ، تم بناؤه بواسطة Mauchly و Eckert ، وتم تنشيطه في جامعة بنسلفانيا في عام 1946. أعيد إنشاء ENIAC على شريحة كمبيوتر حديثة. شاهد شرح ENIAC على رقاقة من كلية مور للهندسة الكهربائية ، جامعة بنسلفانيا. ENIAC عبارة عن آلة 30 طنًا قياس 50 × 30 قدمًا. احتوت على 19000 أنبوب مفرغ و 6000 مفتاح ويمكن أن تضيف 5000 رقم في الثانية ، وهو إنجاز رائع في ذلك الوقت. آلة قابلة لإعادة البرمجة ، أجرت ENIAC حسابات أولية للقنبلة الهيدروجينية. كما تم استخدامه لإعداد جداول مسار قذائف المدفعية وإجراء حسابات عسكرية وعلمية أخرى. نظرًا لعدم وجود برنامج لإعادة برمجة الكمبيوتر ، كان على الناس إعادة أسلاكه لجعله يؤدي وظائف مختلفة. كان على المبرمجين البشريين قراءة مخططات الأسلاك ومعرفة ما يفعله كل مفتاح. استفاد كل من J. Presper Eckert، Jr. و John W. Mauchly من عمل Alansoff لإنشاء ENIAC ، المكامل الرقمي الإلكتروني والكمبيوتر.
  • 1951-1959 - التكنولوجيا القائمة على الأنبوب المفرغ. الأنابيب المفرغة عبارة عن أجهزة إلكترونية تتكون من مظروف فراغ من الزجاج أو الفولاذ واثنين أو أكثر من الأقطاب الكهربائية التي يمكن للإلكترونات أن تتحرك بينهما بحرية. أول أجهزة كمبيوتر تجارية تستخدم الأنابيب المفرغة: Univac ، IBM 701.
  • من الخمسينيات إلى الستينيات من القرن الماضي - UNIVAC - "تقنية البطاقات المثقوبة" أول كمبيوتر ناجح تجاريًا ، تم تقديمه في عام 1951 بواسطة Remington Rand. تم بيع أكثر من 40 نظامًا. صُنعت ذاكرتها من خطوط تأخير صوتية مليئة بالزئبق تحتوي على 1000 رقم مكون من 12 رقمًا. استخدمت الأشرطة المغناطيسية التي تخزن 1 ميغا بايت من البيانات بكثافة 128 نقطة في البوصة. أصبح UNIVAC مرادفًا للكمبيوتر (لفترة). انظر صورة UNIVAC. انظر مخطط تدفق UNIVAC
  • 1960 IBM 1620 - شاهد الصور في متحف تاريخ الكمبيوتر.
  • 1960-1968 - التكنولوجيا القائمة على الترانزستور. اخترع الترانزستور عام 1948 من قبل الدكتور جون باردين والدكتور والتر براتين والدكتور ويليام شوكلي. لقد استبدلت الأنبوب المفرغ بالكامل تقريبًا بسبب انخفاض تكلفته ووزنه واستهلاكه للطاقة وموثوقيته العالية. شاهد الشرح والرسم البياني للترانزستور وشكل الترانزستور الأول. صُنع الترانزستور لتغيير حالته من حالة بدء التوصيل (تشغيل "تشغيل" ، تدفق تيار كامل) إلى حالة نهائية للعزل (إيقاف التشغيل "، عدم وجود تدفق تيار).
  • 1969 - بدأت الإنترنت ، التي كانت في الأصل شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة (ARPAnet) ، كشبكة كمبيوتر عسكرية.
  • 1969-1977 - تكنولوجيا تعتمد على الدوائر المتكاملة (IC). تم عرض أول دائرة متكاملة من قبل مخترع شركة Texas Instruments ، جاك كيلبي ، في عام 1958. كانت بعرض 7/16 بوصة وتحتوي على ترانزستورين. أمثلة على تقنية الدوائر المتكاملة المبكرة: Intel 4004 ، Dec pdp 8 ، CRAY 1 (1976) - a 75 ميجاهرتز ، آلة 64 بت مع سرعة قصوى تبلغ 160 ميغا فلوب (مليون عملية فاصلة عائمة في الثانية) أسرع معالج في العالم في ذلك الوقت.قد تحتوي الدوائر الآن على مئات الآلاف من الترانزستورات على قطعة صغيرة من المواد ، مما أحدث ثورة في الحوسبة هنا رسم تخطيطي لدائرة متكاملة حديثة تعرف بالشريحة.
  • 1976 - CRAY 1 - أول كمبيوتر رقمي إلكتروني في العالم ، تم تطويره في عام 1946. جهاز 75 ميجا هرتز ، 64 بت بسرعة قصوى تبلغ 160 ميجا فلوب ، (مليون عملية فاصلة عائمة في الثانية) أسرع معالج في العالم في ذلك الوقت.
  • 1976 - Apple / MACs - تم تصميم Apple بواسطة Steve Wozniak و Steve Jobs. كانت شركة Apple أول من امتلك واجهة رسومية من نوع "windows" وفأرة الكمبيوتر. مثل أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، كان لدى شركة Apple القديمة لوحة مفاتيح وماوس طرفية ، وكان بها محرك أقراص مرن يحتوي على أقراص 3.5 بوصة. وقد حل Macintosh محل Apple. شاهد صورة Apple III (1980 - 1985).
  • من 1978 إلى 1986 - التكامل على نطاق واسع (LSI) Alto - محطة عمل مبكرة مع الماوس Apple ، صممه Steve Wozniak و Steve Jobs. كانت شركة Apple أول من امتلك واجهة رسومية من نوع "windows" وفأرة الكمبيوتر. شاهد تطور Apple / MACs بمرور الوقت. يبدأ سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية والاستنساخ في التوسع. بدأ هذا أول سوق جماعي لأجهزة الكمبيوتر المكتبية.
  • 1986 حتى اليوم - عصر الحوسبة الشبكية ، والإنترنت ، و WWW.
  • 1990 - اخترع تيم بيرنرز لي نظام النص التشعبي الشبكي المسمى شبكة الويب العالمية.
  • 1992 - أطلقت شركة Microsoft Corp. الخاصة ببيل جيتس نظام التشغيل Windows 3.1 ، وهو نظام تشغيل جعل أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع IBM و IBM أكثر سهولة في الاستخدام من خلال دمج واجهة مستخدم رسومية في البرنامج. ومع ذلك ، عند استبدال نظام سطر أوامر Windows القديم ، أنشأت Microsoft برنامجًا مشابهًا لنظام التشغيل Macintosh. رفعت شركة آبل دعوى قضائية لانتهاك حقوق النشر ، لكن مايكروسوفت سادت. انتقل Windows 3.1 إلى Win 95 ، ثم Win 98 ، والآن Windows XP. (هناك أنظمة تشغيل أخرى ، بالطبع ، ولكن Windows هو نظام التشغيل السائد اليوم. وما زالت أنظمة MAC ، من قبل Apple ، لديها أتباع مخلصون. لينكس لديه أتباع مخلصون.
  • 1995 - بدأ كبار مزودي خدمة الإنترنت التجارية (ISPs) ، مثل MCI و Sprint و AOL و UUNET ، في تقديم الخدمة لعدد كبير من العملاء.
  • 1996 - أصبحت المساعدين الرقميين الشخصيين (مثل Palm Pilot متاحين للمستهلكين. يمكنهم إجراء حسابات رقمية وتشغيل الألعاب والموسيقى وتنزيل المعلومات من الإنترنت. راجع How Stuff Works للحصول على تاريخ وتفاصيل.
    عد إلى الأعلى

تشارلز باباج (1792-1871) - محرك الفروق ، المحرك التحليلي. عملت معه أدا بايرون ، ابنة الشاعر اللورد بايرون. وصفه ، في عام 1837 ، للمحرك التحليلي ، وهو كمبيوتر رقمي ميكانيكي توقع تقريبًا كل جانب من جوانب أجهزة الكمبيوتر الحالية. رسم تخطيطي للمحرك وملاحظات بقلم أدا بايرون كينج ، كونتيسة لوفليس.

آلان تورينج - 1912-1954. البريطاني Codebreaker. عملت على Colossus (آلة كسر الشفرة ، مقدمة للكمبيوتر) و ACE (محرك الحوسبة الأوتوماتيكية). نظرًا للعديد من الأفكار الرائعة ، ربما يكون من الأفضل تذكر تورينج لمفاهيم اختبار تورينج للذكاء الاصطناعي وآلة تورينج ، وهو نموذج مجرد لنمذجة عمليات الكمبيوتر. اختبار تورينج هو "الاختبار الحمضي" للذكاء الاصطناعي الحقيقي ، كما حدده العالم الإنجليزي آلان تورينج. في الأربعينيات من القرن الماضي ، قال: "تتمتع الآلة بذكاء اصطناعي عندما لا يكون هناك فرق واضح بين المحادثة التي تولدها الآلة ومحادثة شخص ذكي". لعب تورينج دورًا أساسيًا في كسر رمز الألغاز الألماني خلال الحرب العالمية الثانية باستخدام آلة الحوسبة Bombe الخاصة به. إن Enigma هي آلة يستخدمها الألمان لإنشاء رسائل مشفرة. انظر أطروحة تورينج حول اللغز.

مزيد من المعلومات حول آلة Enigma.

جي فون نيومان - (1903-1957). طفل معجزة في الرياضيات ، قام بتأليف ورقة تاريخية تشرح كيف يمكن تخزين البرامج كبيانات. (على عكس ENIAC ، التي كان لا بد من إعادة توصيلها بالأسلاك لإعادة برمجتها.). جميع أجهزة الكمبيوتر اليوم تقريبًا ، من الألعاب إلى أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تكلف ملايين الدولارات ، هي اختلافات في بنية الكمبيوتر التي أنشأها جون فون نيومان على أساس عمل آلان تورينج في الأربعينيات. تضمنت ثلاثة مكونات تستخدمها معظم أجهزة الكمبيوتر اليوم: وحدة المعالجة المركزية ومنطقة تخزين بطيئة الوصول ، مثل محرك الأقراص الثابتة وذاكرة الوصول السريع الثانوية (RAM). قام الجهاز بتخزين التعليمات كقيم ثنائية (إنشاء مفهوم البرنامج المخزن) وتنفيذ التعليمات بالتتابع - جلب المعالج التعليمات واحدة تلو الأخرى ومعالجتها. يتم تحليل التعليمات ، ومعالجة البيانات ، وتحليل التعليمات التالية ، وما إلى ذلك. تشير "هندسة فون نيومان" اليوم غالبًا إلى الطبيعة المتسلسلة لأجهزة الكمبيوتر القائمة على هذا النموذج. انظر مصدر آخر فون نيومان.

جون في. أتاناسوف - (1904 - 1995) - أحد المتنافسين ، إلى جانب كونراد تسوز وإدوارد روبرتس وآخرين ، كمخترع أول كمبيوتر. كان لجهاز الأنبوب المفرغ ذو الوظائف المحدودة قدرات محدودة ولم يكن لديه مركزية. لم يكن قابلاً للبرمجة ، ولكن كان بإمكانه حل المعادلات التفاضلية باستخدام الحساب الثنائي. كمبيوتر أتاناسوف.

أكمل J. Presper Eckert، Jr. و John W. Mauchly أول حاسوب رقمي إلكتروني مبرمج للأغراض العامة في عام 1946. وقد استفادوا من عمل Alansoff لإنشاء ENIAC ، المكامل الرقمي الإلكتروني والكمبيوتر. في عام 1973 ، أدت دعوى براءة اختراع إلى إعلان جون ف. أتاناسوف قانونيًا كمخترع. على الرغم من حصول أتاناسوف على الوضع القانوني لإنجازاته ، إلا أن العديد من المؤرخين ما زالوا ينسبون الفضل إلى ج. شكل إيكرت وماوكلي أول شركة كمبيوتر في عام 1946. وحصل إيكرت على 87 براءة اختراع. لقد قدموا أول كمبيوتر ثنائي حديث مع الكمبيوتر الآلي الثنائي (BINAC) ، والذي قام بتخزين المعلومات على شريط مغناطيسي بدلاً من البطاقات المثقوبة. تم بناء UNIVAC I الخاص بهم لمكتب الإحصاء الأمريكي. تم الاستحواذ على شركتهم من قبل Remington Rand ، والتي اندمجت في Sperry Rand Corp. ثم ​​في Unisys Corp. تقاعد Eckert من Unisys في عام 1989.

Konrad Zuse-- (1910-1995) ألماني صمم خلال الحرب العالمية الثانية أجهزة كمبيوتر ميكانيكية وكهروميكانيكية. احتوى Z1 الخاص بـ Zuse ، منافسه على أول كمبيوتر قابل للبرمجة بحرية ، على جميع المكونات الأساسية للكمبيوتر الحديث (وحدة التحكم ، والذاكرة ، والتسلسلات الدقيقة ، وما إلى ذلك). استخدم Zuse ، بسبب ندرة المواد خلال الحرب العالمية الثانية ، فيلم الفيديو المهمل كبطاقات مثقبة. مثل الكمبيوتر الحديث ، كان قابلاً للتكيف لأغراض مختلفة ويستخدم مرحلات تبديل التشغيل / الإيقاف ، وهو نظام ثنائي مكون من 1 ثانية و 0 ثانية (تشغيل = 1 ، إيقاف = 0). تم الانتهاء منه في عام 1938 ، ودُمر في قصف برلين في الحرب العالمية الثانية ، إلى جانب خطط البناء. في عام 1986 ، أعاد Zuse بناء Z1.

H. إدوارد روبرتس - طور MITS Altair 8800 في عام 1975. يعتبر Altair من قبل البعض أول كمبيوتر صغير (كمبيوتر شخصي). ، اعتمد MITS Altair 8800 على شريحة Intel 8080 بسرعة 2 ميجاهرتز ، مع 256 بايت ، قياسي الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب. تم تطويره قبل عام من ظهور أول شركة Apple ، بواسطة Steve Wozniak و Steve Jobs. كتب بول ألين وبيل جيتس (ثم طالبًا في جامعة هارفارد) نسخة مصغرة من لغة البرمجة الأساسية ليتم تشغيلها على Altair ، والتي كانت بداية Microsoft.

اطلع على تفاصيل حول MITS Altair 8800 في متحف الكمبيوتر في أمريكا (http://www.computer-museum.org/collections/mits8800.html)

لا يمكننا الحديث عن أجهزة الكمبيوتر دون أن نذكر:

ولادة الإنترنت

بدأت الإنترنت ، التي كانت في الأصل ARPAnet (شبكة وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة) ، كشبكة كمبيوتر عسكرية في عام 1969. كانت هذه الشبكة مشروعًا تجريبيًا لوكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية (DARPA). الشبكات القائمة على نموذج ARPAnet. تم توفير الحافز للإنترنت اليوم من قبل مؤسسة العلوم الوطنية (NSF). بدلاً من وجود اتصال اتصالات فعلي من كل مؤسسة إلى مركز حوسبة عملاقة ، بدأ NSF "سلسلة" من الاتصالات التي سيتم من خلالها ربط المؤسسات بمراكز الحوسبة "المجاورة" ، والتي ترتبط جميعها بمراكز الحوسبة الفائقة المركزية. امتدت هذه البداية إلى شبكة عالمية من شبكات الكمبيوتر ، والتي تسمح لأجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم بالتواصل مع بعضها البعض ومشاركة المعلومات المخزنة على "خوادم" كمبيوتر مختلفة ، إما على جهاز كمبيوتر محلي أو جهاز كمبيوتر موجود في أي مكان في العالم. في عام 1986 ، جاءت ولادة شبكة مؤسسة العلوم الوطنية (NSFNET) ، والتي كان العلماء في جميع أنحاء البلاد بها خمسة مراكز للحواسيب الفائقة. كانت الجامعات من أوائل مستخدمي الإنترنت. في عام 1992 ، كان الباحثون والأكاديميون لا يزالون يستخدمون الإنترنت بشكل أساسي. في عام 1995 ، بدأ كبار مزودي خدمة الإنترنت التجارية (ISPs) ، مثل MCI و Sprint و AOL و UUNET ، في تقديم الخدمة لعدد كبير من العملاء.

يربط الإنترنت الآن آلاف شبكات الكمبيوتر ، ويصل إلى الناس في جميع أنحاء العالم. راجع أطلس الفضاء الإلكتروني هذا للحصول على صور رسومية للشبكات في الفضاء السيبراني.

نظرًا لأن حركة المرور على الإنترنت أصبحت كثيفة للغاية ، فقد طورت بعض المؤسسات العلمية والأكاديمية التي شكلت الإنترنت الأصلي شبكة عالمية جديدة تسمى Internet 2. المعروفة باسم مشروع أبيلين ، وتعمل على كابل الألياف الضوئية السريع ، تم افتتاحها رسميًا لـ عمل في فبراير 1999 في حفل أقيم في واشنطن العاصمة

تعد جامعة جورج ميسون واحدة من 150 جامعة في الولايات المتحدة تعمل على مشروع الإنترنت 2 مع الصناعة من خلال مؤسسة الجامعة لتطوير الإنترنت المتقدم (UCAID) لتحسين وظائف وقدرات الإنترنت. بدأت سرعة الشبكة البالغة 2.4 جيجابت في الثانية بسرعة إرسال تبلغ 45000 جيجابت أسرع من مودم 56 ك.

1990 - اخترع تيم بيرنرز لي ، المدير الحالي لاتحاد شبكة الويب العالمية ، الهيئة المنسقة لتطوير الويب ، شبكة الويب العالمية. يشغل منصب رئيس مؤسسي 3Com في مختبر MIT لعلوم الكمبيوتر. تم تصميم وتطوير WWW في الأصل من أجل التعاون في مجال الفيزياء عالية الطاقة ، والتي تتطلب مشاركة فورية للمعلومات بين الفيزيائيين العاملين في مختلف الجامعات والمعاهد في جميع أنحاء العالم. الآن يتم استخدام WWW من قبل الناس في جميع أنحاء العالم ، الأطفال والبالغين ، للاستخدامات الشخصية والتجارية والأكاديمية. كتب Berners-Lee و Robert Cailliau أول برنامج خادم وخادم WWW ، وحدد عناوين الويب (URLs) ، وبروتوكول نقل النص التشعبي (http) ولغة ترميز النص التشعبي (html). إليكم اقتراح Tim Berners-Lee الأصلي لمحاولة إقناع إدارة CERN ببدء نظام نص تشعبي عالمي ، والذي أطلق عليه بيرنرز-لي اسم "Mesh" قبل أن يقرر اسم "World Wide Web" عند كتابة الكود في عام 1990. في ديسمبر 1993 و بيرنرز-لي و كايليو ، جنبًا إلى جنب مع مارك أندريسين وإي بينا من NCSA ، تقاسموا جائزة نظام برمجيات رابطة الحوسبة (ACM) لتطوير شبكة الويب العالمية. تطور متصفح الويب الرسومي Mosaic إلى Netscape.

يعتمد WWW على بروتوكول النص التشعبي.

انظر نظرة عامة على CERN حول WWW (ما هو وما تقدمه).

جعلت سهولة استخدام شبكة الويب العالمية من السهل على الأشخاص التواصل مع بعضهم البعض ، متغلبين على عقبات الزمان والمكان. أنتجت هذه الشبكات العديد من المجتمعات الافتراضية والثقافات الإلكترونية. اطلع على قائمة الموارد الخاصة بالثقافات الإلكترونية. أصبحت WWW أيضًا طريقة ملائمة لشراء وبيع الخدمات والسلع.

لا يأتي الإنترنت و WWW بدون تداعيات أخلاقية وقانونية ، مثل انتهاك حقوق النشر ، والتجسس والقرصنة على الكمبيوتر ، وفيروسات الكمبيوتر ، والاحتيال ، وقضايا الخصوصية. شاهد روابط لأخلاقيات الكمبيوتر والقوانين وقضايا الخصوصية. انظر أيضًا موارد حقوق النشر على الإنترنت.

ماذا بعد؟؟ - شيء مثير للاهتمام للتفكير فيه: تقنية النانو - K. Eric Drexler هو الأب المؤسس لتقنية النانو ، وهي فكرة استخدام الذرات والجزيئات الفردية لبناء "أشياء" حية وميكانيكية في المصانع المصغرة. تتمثل رؤيته في أنه إذا تمكن العلماء من هندسة الحمض النووي على جزيء ، فلماذا لا يمكننا بناء آلات من الذرات وبرمجتها لبناء المزيد من الآلات؟ تخلق متطلبات التكلفة المنخفضة اهتمامًا بـ "أنظمة التصنيع ذات التكرار الذاتي" ، التي درسها فون نيومان في الأربعينيات. يمكن لهذه "الروبوتات النانوية" ، المبرمجة بواسطة أجهزة كمبيوتر مصغرة أصغر من الخلية البشرية ، أن تمر عبر مجرى الدم لعلاج المرض ، وإجراء الجراحة ، وما إلى ذلك. إذا جاءت هذه التكنولوجيا حول الحواجز بين الأنظمة المهندسة والحيوية ، فقد يتم كسرها. يعمل باحثون في مؤسسات ومنظمات مختلفة ، مثل NASA و Xerox ، على هذه التقنية.


بعض الرائدات في مجال الحوسبة:

أدا بايرون كينغ - بورتريه كونت لوفليس وابنة الشاعر البريطاني اللورد بايرون (1815-1852). - كان أدا عالمًا في الرياضيات وكتب ملاحظات مستفيضة عن آلة الحساب الخاصة بتشارلز باباج واقترح كيف يمكن للمحرك حساب أرقام برنولي. تعتبر هذه الخطة الآن أول "برنامج كمبيوتر". رسم تخطيطي للمحرك وملاحظات من قبل Ada Byron King ، كونتيسة لوفليس. سميت لغة برمجية طورتها وزارة الدفاع الأمريكية باسم "Ada" تكريما لها في عام 1979.

إديث كلارك (1883-1959) - في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، في يونيو 1919 ، حصلت كلارك على أول درجة في الهندسة الكهربائية منحت لامرأة. طورت ونشرت أساليب رياضية تبسط الحسابات وتقلل من الوقت الذي يقضيه في حل المشكلات في تصميم وتشغيل أنظمة الطاقة الكهربائية.

غريس موراي هوبر (1906-1992) - حصل هوبر على ماجستير في عام 1930 ودكتوراه. عام 1934 في الرياضيات من جامعة ييل. تقاعدت من البحرية عام 1967 برتبة أميرال بحري. أنشأ هوبر نظامًا مترجمًا يترجم الشفرة الرياضية إلى لغة الآلة. في الإصدارات اللاحقة ، تحت إشرافها ، أصبح المترجم رائدًا للغات البرمجة الحديثة. كانت رائدة في دمج اللغة الإنجليزية في البرامج باستخدام FLOW-MATIC. حصلت هوبر على جائزة "رجل العام" في علوم الكمبيوتر في عام 1969. وكانت أول امرأة يتم إدخالها إلى الزميلة البريطانية المتميزة في جمعية الكمبيوتر البريطانية في عام 1973. مصطلح "خطأ" ، وهو خطأ أو عيب في البرامج يتسبب في برنامج نشأ عطل ، وفقًا لفولكلور الكمبيوتر ، عندما عثرت غريس وفريقها على فراشة ميتة "صدمها" التتابع وتسببت في فشل الجهاز.

إرنا هوفر - اخترعت نظام تحويل محوسب لحركة الهاتف. لهذا الإنجاز ، حصلت على أول براءة اختراع برمجية تم إصدارها على الإطلاق (براءة الاختراع رقم 3،623،007) في 23 نوفمبر 1971). كانت أول امرأة مشرفة على قسم تقني (في معامل بيل).

كاي ماكنولتي موشلي أنتونيلي وأليس بيركس - أجروا حسابات لجداول مسارات إطلاق النار والقصف ، كجزء من المجهود الحربي. دفع هذا العمل إلى تطوير ENIAC في عام 1946 ، وهو أول كمبيوتر رقمي إلكتروني في العالم.

Adele Goldstine - ساعدت في إنشاء ENIAC وكتبت الدليل لاستخدامها.

جوان مارغريت وينترز - مبرمجة علمية في خدمات الحوسبة SLAC في مركز ستانفورد الخطي المعجل ، من بين إنجازات أخرى.

ألكسندرا إيلمر فورسيث (1918-1980) - خلال الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، شاركت في تأليف سلسلة من الكتب المدرسية عن علوم الكمبيوتر. كتبت أول كتاب مدرسي في علوم الكمبيوتر.

إيفلين بويد جرانفيل - كانت واحدة من أوائل النساء الأمريكيات من أصل أفريقي اللائي حصلن على درجة الدكتوراه.في الرياضيات. خلال مسيرتها المهنية ، طورت برامج كمبيوتر تم استخدامها لتحليل المسار في مشروع ميركوري (أول مهمة مأهولة بالولايات المتحدة في الفضاء) وفي مشروع أبولو (الذي أرسل رواد فضاء أمريكيين إلى القمر).

الجداول الزمنية:
الخط الزمني لتاريخ الكمبيوتر
التسلسل الزمني للأحداث في تاريخ الكمبيوتر
متاحف الكمبيوتر / مواقع التاريخ:
أجيال عبر تاريخ الحوسبة - قم بجولة في الشركات وأجهزة الكمبيوتر التي قادتنا إلى ما نحن عليه اليوم.
Triumph of the Nerds Online - رفيق سلسلة PBS
الآلة التي غيرت العالم - موقع الويب المصاحب لسلسلة الفيديو (الكتاب الذي صاحب سلسلة "الآلة التي غيرت العالم: آلة الحلم: استكشاف عصر الكمبيوتر. جون بالفرمان ودورون سواد. كتب بي بي سي ، لندن ، 1991)
مشروع Ada
متحف UVA للكمبيوتر
تاريخ VA Tech لأجهزة الكمبيوتر


تسليم أول Univac 1 إلى مكتب الإحصاء الأمريكي

يعد Univac 1 أول كمبيوتر تجاري يجذب انتباه الجمهور على نطاق واسع. على الرغم من تصنيعها بواسطة Remington Rand ، غالبًا ما يُشار إلى الجهاز خطأً باسم "IBM Univac. & quot ، تم استخدام أجهزة كمبيوتر Univac في العديد من التطبيقات المختلفة ، لكن المرافق وشركات التأمين والجيش الأمريكي كانت من العملاء الرئيسيين. حتى أن أحد علماء الكتاب المقدس استخدم Univac 1 لتجميع توافق مع نسخة الملك جيمس من الكتاب المقدس. صمم بواسطة Presper Eckert و John Mauchly - مصممي كمبيوتر ENIAC الأقدم - استخدم Univac 1 5200 أنبوب مفرغ ووزنه 29000 رطل. باعت شركة Remington Rand في النهاية 46 وحدة Univac 1s بأكثر من مليون دولار لكل منها.


ترتبط الحوسبة الرقمية ارتباطًا وثيقًا بتمثيل الأرقام. [1] ولكن قبل وقت طويل مثل التجريد الرقم نشأت مفاهيم رياضية لخدمة أغراض الحضارة. هذه المفاهيم ضمنية في الممارسات الملموسة مثل:

  • مراسلة شخص لشخص، [2] قاعدة للعدكم العدد العناصر ، على سبيل المثال على عصا الإحصاء ، التي تم تجريدها في النهاية أعداد.
  • مقارنة بالمعيار، [3] طريقة للافتراض قابلية اعادة الأنتاج في قياس ، على سبيل المثال ، عدد العملات.
  • ال 3-4-5 كان المثلث الأيمن أداة لضمان a زاوية مستقيمة، على سبيل المثال ، باستخدام الحبال ذات 12 عقدة متباعدة بشكل متساوٍ. [4]

في النهاية ، أصبح مفهوم الأرقام ملموسًا ومألوفًا بدرجة كافية لظهور العد ، في بعض الأحيان باستخدام فن الإستذكار الغنائي لتعليم التسلسلات للآخرين. تحتوي جميع اللغات البشرية المعروفة ، باستثناء لغة Piraha ، على كلمات تشير إلى "واحد" و "اثنان" على الأقل ، وحتى بعض الحيوانات مثل الشحرور يمكنها تمييز عدد مذهل من العناصر. [5]

أدى التقدم في النظام العددي والتدوين الرياضي في النهاية إلى اكتشاف العمليات الرياضية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة والتربيع والجذر التربيعي وما إلى ذلك. في النهاية تم إضفاء الطابع الرسمي على العمليات ، وأصبحت المفاهيم المتعلقة بالعمليات مفهومة جيدًا بما يكفي ليتم ذكرها رسميًا ، وحتى إثباتها. انظر ، على سبيل المثال ، خوارزمية إقليدس لإيجاد القاسم المشترك الأكبر لرقمين.

بحلول العصور الوسطى العليا ، وصل نظام الترقيم الهندوسي العربي إلى أوروبا ، مما سمح بحساب الأرقام بشكل منهجي. خلال هذه الفترة ، سمح تمثيل الحساب على الورق في الواقع بحساب التعبيرات الرياضية ، وجدولة الوظائف الرياضية مثل الجذر التربيعي واللوغاريتم المشترك (للاستخدام في الضرب والقسمة) والدوال المثلثية. بحلول وقت بحث إسحاق نيوتن ، كان الورق أو الرق مصدرًا حاسوبيًا مهمًا ، وحتى في وقتنا الحالي ، كان باحثون مثل إنريكو فيرمي يقومون بتغطية قصاصات عشوائية من الورق مع الحساب ، لإرضاء فضولهم حول المعادلة. [6] حتى في فترة الآلات الحاسبة القابلة للبرمجة ، كان ريتشارد فاينمان يحسب دون تردد أي خطوات تفيض بذاكرة الآلات الحاسبة ، يدويًا ، فقط لمعرفة الإجابة بحلول عام 1976 ، اشترى فاينمان آلة حاسبة HP-25 مع 49 خطوة برنامج القدرة إذا كانت المعادلة التفاضلية تتطلب أكثر من 49 خطوة لحلها ، فيمكنه فقط متابعة حسابه يدويًا. [7]

لا يلزم أن تكون العبارات الرياضية مجردة فقط عندما يمكن توضيح العبارة بأرقام فعلية ، ويمكن توصيل الأرقام ويمكن أن ينشأ المجتمع. هذا يسمح للبيانات القابلة للتكرار والتحقق منها والتي هي السمة المميزة للرياضيات والعلوم. هذه الأنواع من البيانات موجودة منذ آلاف السنين ، وعبر حضارات متعددة ، كما هو موضح أدناه:

أول أداة معروفة للاستخدام في الحساب هي المعداد السومري ، وكان يُعتقد أنه تم اختراعه في بابل ج. 2700 - 2300 ق. كان أسلوب استخدامه الأصلي من خلال خطوط مرسومة بالرمل بالحصى. لا تزال Abaci ، ذات التصميم الأكثر حداثة ، تستخدم كأدوات حساب حتى اليوم. كانت هذه أول آلة حاسبة معروفة وأكثر أنظمة الحساب تقدمًا المعروفة حتى الآن - سبقت أرخميدس بألفي عام.

في ج. 1050 - 771 قبل الميلاد ، تم اختراع العربة التي تشير إلى الجنوب في الصين القديمة. كانت أول آلية موجهة معروفة تستخدم ترسًا تفاضليًا ، والذي تم استخدامه لاحقًا في أجهزة الكمبيوتر التناظرية. اخترع الصينيون أيضًا العداد الأكثر تطورًا من القرن الثاني قبل الميلاد تقريبًا والمعروف باسم العداد الصيني. [8]

في القرن الخامس قبل الميلاد في الهند القديمة ، صاغ النحوي باشيني قواعد اللغة السنسكريتية في 3959 قاعدة معروفة باسم Ashtadhyayi والتي كانت شديدة التنظيم والتقنية. استخدم بانيني metarules والتحويلات والعودية. [9]

في القرن الثالث قبل الميلاد ، استخدم أرخميدس المبدأ الميكانيكي للتوازن (انظر: Archimedes Palimpsest # Mathematical content) لحساب المسائل الرياضية ، مثل عدد حبيبات الرمل في الكون (حاسب الرمل) ، والذي يتطلب أيضًا تدوينًا تعاوديًا للأرقام (على سبيل المثال ، العدد الذي لا يحصى).

يُعتقد أن آلية Antikythera هي أقدم كمبيوتر تمثيلي ميكانيكي معروف. [10] تم تصميمه لحساب المواقع الفلكية. تم اكتشافه في عام 1901 في حطام Antikythera قبالة جزيرة Antikythera اليونانية ، بين Kythera و Crete ، وقد تم تأريخه إلى حوالي 100 ق.

ظهرت أجهزة الكمبيوتر الميكانيكية التناظرية مرة أخرى بعد ألف عام في العالم الإسلامي في العصور الوسطى ، وقد طورها علماء الفلك المسلمون ، مثل الإسطرلاب الميكانيكي الموجه لأبي ريحان البيروني ، [11] و torquetum لجابر بن أفلح. [12] وفقًا لسيمون سينغ ، حقق علماء الرياضيات المسلمون أيضًا تطورات مهمة في علم التشفير ، مثل تطوير تحليل الشفرات وتحليل التردد بواسطة Alkindus. [13] [14] كما اخترع المهندسون المسلمون الآلات القابلة للبرمجة ، مثل عازف الفلوت الأوتوماتيكي من قبل الإخوة بني موسى ، [15] وروبوتات الجزري التي تشبه البشر. بحاجة لمصدر ] و ساعة القلعة، والذي يعتبر أول كمبيوتر تمثيلي قابل للبرمجة. [16]

خلال العصور الوسطى ، قام العديد من الفلاسفة الأوروبيين بمحاولات لإنتاج أجهزة كمبيوتر تمثيلية. متأثرًا بالعرب والمدرسة ، كرس الفيلسوف ماجوركان رامون لول (1232-1315) جزءًا كبيرًا من حياته لتحديد وتصميم العديد من آلات منطقية أنه من خلال الجمع بين الحقائق الفلسفية البسيطة والتي لا يمكن إنكارها ، يمكن أن ينتج كل المعرفة الممكنة. لم يتم بناء هذه الآلات في الواقع ، لأنها كانت أكثر من مجرد تجربة فكرية لإنتاج معرفة جديدة بطرق منهجية على الرغم من أنها يمكن أن تقوم بعمليات منطقية بسيطة ، إلا أنها لا تزال بحاجة إلى إنسان لتفسير النتائج. علاوة على ذلك ، فقد افتقروا إلى بنية متعددة الاستخدامات ، فكل آلة تخدم فقط أغراضًا ملموسة للغاية. على الرغم من ذلك ، كان لعمل يوي تأثير قوي على جوتفريد لايبنيز (أوائل القرن الثامن عشر) ، الذي طور أفكاره بشكل أكبر ، وقام ببناء العديد من أدوات الحساب باستخدامها.

في الواقع ، عندما اكتشف جون نابير اللوغاريتمات لأغراض حسابية في أوائل القرن السابع عشر ، أعقب ذلك فترة من التقدم الكبير من قبل المخترعين والعلماء في صنع أدوات الحساب. يمكن رؤية ذروة هذه الحقبة المبكرة من الحوسبة الرسمية في محرك الاختلاف وخليفته المحرك التحليلي (الذي لم يتم إنشاؤه بالكامل مطلقًا ولكن تم تصميمه بالتفصيل) ، كلاهما بواسطة تشارلز باباج. جمع المحرك التحليلي المفاهيم من عمله وعمل الآخرين لإنشاء جهاز إذا تم تصميمه ليكون له العديد من خصائص الكمبيوتر الإلكتروني الحديث. تتضمن هذه الخصائص ميزات مثل "ذاكرة التخزين المؤقت" الداخلية المعادلة لذاكرة الوصول العشوائي ، وأشكال متعددة من الإخراج بما في ذلك الجرس ، ورسام الرسم البياني ، وطابعة بسيطة ، وذاكرة إدخال وإخراج قابلة للبرمجة لبطاقات التثقيب يمكن تعديلها وكذلك القراءة. كان التقدم الرئيسي الذي امتلكته أجهزة باباج بخلاف تلك التي تم إنشاؤها قبله هو أن كل مكون من مكونات الجهاز كان مستقلاً عن بقية الجهاز ، تمامًا مثل مكونات الكمبيوتر الإلكتروني الحديث. كان هذا تحولًا جوهريًا في التفكير بأن الأجهزة الحسابية السابقة كانت تخدم غرضًا واحدًا فقط ، ولكن كان لابد من تفكيكها وإعادة تشكيلها في أفضل الأحوال لحل مشكلة جديدة. يمكن إعادة برمجة أجهزة باباج لحل المشاكل الجديدة عن طريق إدخال بيانات جديدة ، والعمل على الحسابات السابقة ضمن نفس سلسلة التعليمات. اتخذت Ada Lovelace هذا المفهوم خطوة أخرى إلى الأمام ، من خلال إنشاء برنامج للمحرك التحليلي لحساب أرقام برنولي ، وهي عملية حسابية معقدة تتطلب خوارزمية تكرارية. يعتبر هذا المثال الأول لبرنامج كمبيوتر حقيقي ، سلسلة من التعليمات التي تعمل على بيانات غير معروفة بالكامل حتى يتم تشغيل البرنامج. بعد باباج ، على الرغم من عدم معرفته بعمله السابق ، نشر بيرسي لودجيت في عام 1909 الثاني من التصميمين الوحيدين للمحركات التحليلية الميكانيكية في التاريخ. [17]

نجت العديد من الأمثلة على الحسابات التناظرية حتى الآونة الأخيرة. جهاز قياس المسافات هو جهاز يقوم بالتكاملات باستخدام المسافة باعتبارها الكمية التناظرية. حتى الثمانينيات ، كانت أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء تستخدم الهواء ككمية تناظرية وعنصر تحكم. على عكس أجهزة الكمبيوتر الرقمية الحديثة ، فإن أجهزة الكمبيوتر التناظرية ليست مرنة للغاية ، وتحتاج إلى إعادة تكوينها (أي إعادة البرمجة) يدويًا لتحويلها من العمل على مشكلة إلى أخرى. تتمتع أجهزة الكمبيوتر التناظرية بميزة على أجهزة الكمبيوتر الرقمية المبكرة حيث يمكن استخدامها لحل المشكلات المعقدة باستخدام نظائرها السلوكية بينما كانت المحاولات الأولى لأجهزة الكمبيوتر الرقمية محدودة للغاية.

نظرًا لندرة أجهزة الكمبيوتر في هذا العصر ، كانت الحلول غالبًا الثابت إلى أشكال ورقية مثل الرسوم البيانية ، [18] والتي يمكن أن تنتج بعد ذلك حلولًا تمثيلية لهذه المشكلات ، مثل توزيع الضغوط ودرجات الحرارة في نظام التدفئة.

قد ينخفض ​​"الدماغ" [الكمبيوتر] في يوم من الأيام إلى مستوانا [عامة الناس] ويساعدنا في حساب ضريبة الدخل وحسابات مسك الدفاتر. لكن هذه تكهنات وليس هناك ما يشير إلى ذلك حتى الآن.

لم يكن أي من الأجهزة الحسابية المبكرة عبارة عن أجهزة كمبيوتر بالمعنى الحديث ، وقد تطلب الأمر تقدمًا كبيرًا في الرياضيات والنظرية قبل أن يتم تصميم أجهزة الكمبيوتر الحديثة الأولى.

في رسالة عام 1886 ، وصف تشارلز ساندرز بيرس كيف يمكن تنفيذ العمليات المنطقية بواسطة دوائر التبديل الكهربائية. [20] خلال 1880-1881 أظهر أنه يمكن استخدام بوابات NOR وحدها (أو بدلاً من بوابات NAND وحدها) لإعادة إنتاج وظائف جميع البوابات المنطقية الأخرى ، ولكن هذا العمل عليها لم يُنشر حتى عام 1933. [21] نُشر أول مرة تم إثبات ذلك من قبل هنري إم شيفر في عام 1913 ، لذلك تسمى العملية المنطقية لـ NAND أحيانًا بضربات شيفر ، ويسمى أحيانًا NOR المنطقي سهم بيرس. [22] وبالتالي ، تسمى هذه البوابات أحيانًا بوابات منطقية عالمية. [23]

في النهاية ، حلت الأنابيب المفرغة محل المرحلات للعمليات المنطقية. يمكن استخدام تعديل Lee De Forest في عام 1907 لصمام Fleming كبوابة منطقية. قدم Ludwig Wittgenstein نسخة من جدول الحقيقة المكون من 16 صفًا كمقترح 5.101 من Tractatus Logico-Philosophicus (1921). حصل والثر بوث ، مخترع دائرة المصادفة ، على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1954 ، لأول بوابة إلكترونية حديثة في عام 1924. صمم كونراد تسوس وبنى بوابات منطقية كهروميكانيكية لجهاز الكمبيوتر الخاص به Z1 (من 1935 إلى 1938).

كانت أول فكرة مسجلة لاستخدام الإلكترونيات الرقمية في الحوسبة هي ورقة عام 1931 بعنوان "استخدام الثيراترونات للعد التلقائي عالي السرعة للظواهر الفيزيائية" بقلم سي إي وين ويليامز. [24] من عام 1934 إلى عام 1936 ، نشر مهندس شركة NEC أكيرا ناكاشيما سلسلة من الأوراق التي تقدم نظرية دوائر التبديل ، باستخدام الإلكترونيات الرقمية لعمليات الجبر المنطقية ، [25] [26] [27] مما أثر على ورقة كلود شانون الرئيسية عام 1938 بعنوان "تحليل رمزي لـ دارات الترحيل والتبديل ". [28]

في عام 1935 ، كتب آلان تورينج ورقته البحثية الأساسية حول الأرقام المحسوبة ، مع تطبيق على Entscheidungsproblem [29] حيث قام بنمذجة الحساب من حيث شريط تخزين أحادي البعد ، مما أدى إلى فكرة آلة تورينج الشاملة وأنظمة تورينج الكاملة .

تم تطوير أول كمبيوتر إلكتروني رقمي في الفترة من أبريل 1936 إلى يونيو 1939 ، في قسم براءات الاختراع في شركة IBM ، إنديكوت ، نيويورك بواسطة آرثر هالسي ديكنسون. [30] [31] [32] في هذا الكمبيوتر ، قدمت شركة IBM لأول مرة ، جهاز حساب مزودًا بلوحة مفاتيح ومعالج ومخرج إلكتروني (شاشة عرض). كان المنافس لشركة IBM هو الكمبيوتر الإلكتروني الرقمي NCR3566 ، الذي تم تطويره في NCR ، دايتون ، أوهايو بواسطة جوزيف ديش وروبرت موما في الفترة من أبريل 1939 إلى أغسطس 1939. [33] [34] كانت آلات IBM و NCR ذات نظام عشري ، تنفذ عمليات الجمع والطرح في رمز الموقف الثنائي.

في ديسمبر 1939 ، أكمل جون أتاناسوف وكليفورد بيري نموذجهم التجريبي لإثبات مفهوم كمبيوتر أتاناسوف-بيري. [35] هذا النموذج التجريبي عبارة عن عملية جمع وطرح ثنائية ، تم تنفيذها في رمز ثنائي ثماني وهو أول جهاز حوسبة إلكترونية رقمية ثنائية. كان الهدف من كمبيوتر Atanasoff-Berry هو حل أنظمة المعادلات الخطية ، على الرغم من أنه لم يكن قابلاً للبرمجة ولم يكتمل أبدًا. [36] كان الكمبيوتر Z3 ، الذي صنعه المخترع الألماني كونراد تسوز عام 1941 ، أول آلة حوسبة أوتوماتيكية بالكامل قابلة للبرمجة ، لكنها لم تكن إلكترونية.

خلال الحرب العالمية الثانية ، كانت حوسبة المقذوفات من صنع النساء ، اللواتي تم توظيفهن كـ "أجهزة كمبيوتر". ظل مصطلح الكمبيوتر يشير إلى النساء في الغالب (يُنظر إليه الآن باسم "المشغل") حتى عام 1945 ، وبعد ذلك اتخذ التعريف الحديث للآلات التي يحملها حاليًا. [37]

كان ENIAC (التكامل الرقمي الرقمي والحاسوب) أول كمبيوتر إلكتروني متعدد الأغراض ، تم الإعلان عنه للجمهور في عام 1946. وكان Turing-Complete ، [ بحاجة لمصدر ] رقمية وقادرة على إعادة برمجتها لحل مجموعة كاملة من مشاكل الحوسبة. نفذت النساء البرمجة لآلات مثل ENIAC ، وصنع الرجال الأجهزة. [37]

كان Manchester Baby أول كمبيوتر إلكتروني مُخزن. تم بناؤه في جامعة فيكتوريا في مانشستر بواسطة فريدريك سي ويليامز وتوم كيلبورن وجيف توتيل ، وتم تشغيل أول برنامج له في 21 يونيو 1948. [38]

اخترع ويليام شوكلي وجون باردين ووالتر براتين في مختبرات بيل أول ترانزستور عامل ، وهو ترانزستور نقطة الاتصال ، في عام 1947 ، تلاه ترانزستور الوصل ثنائي القطب في عام 1948. [39] [40] في جامعة مانشستر في عام 1953 ، قام فريق تحت قيادة توم كيلبورن بتصميم وبناء أول كمبيوتر ترانزيستور ، يسمى Transistor Computer ، وهي آلة تستخدم الترانزستورات المطورة حديثًا بدلاً من الصمامات. [41] كان أول كمبيوتر ترانزستور مخزّن في البرنامج هو ETL Mark III ، تم تطويره بواسطة المختبر الكهروتقني الياباني [42] [43] [44] من 1954 [45] إلى 1956. [43] ومع ذلك ، كانت ترانزستورات الوصلات المبكرة أجهزة ضخمة نسبيًا التي كان من الصعب تصنيعها على أساس الإنتاج الضخم ، مما جعلها تقتصر على عدد من التطبيقات المتخصصة. [46]

في عام 1954 ، تم استخدام 95٪ من أجهزة الكمبيوتر في الخدمة للأغراض الهندسية والعلمية. [47]

تحرير أجهزة الكمبيوتر الشخصية

تم اختراع ترانزستور التأثير الميداني لأكسيد السيليكون (MOSFET) ، والمعروف أيضًا باسم ترانزستور MOS ، بواسطة محمد عطا الله وداون كاهنج في مختبرات بيل في عام 1959. [48] [49] كان أول ترانزستور مدمج حقًا يمكنه يتم تصغيرها وإنتاجها بكميات كبيرة لمجموعة واسعة من الاستخدامات. [46] جعلت MOSFET من الممكن بناء شرائح دارة متكاملة عالية الكثافة. [50] [51] أدت MOSFET لاحقًا إلى ثورة الحواسيب الصغيرة ، [52] وأصبحت القوة الدافعة وراء ثورة الكمبيوتر. [53] [54] الترانزستور MOSFET هو الترانزستور الأكثر استخدامًا في أجهزة الكمبيوتر ، [55] [56] وهو لبنة البناء الأساسية للإلكترونيات الرقمية. [57]

أدت الدائرة المتكاملة MOS ، التي اقترحها محمد عطا الله لأول مرة في عام 1960 ، [46] إلى اختراع المعالج الدقيق. [58] [59] تم تطوير دائرة MOS المتكاملة لبوابة السيليكون بواسطة Federico Faggin في Fairchild Semiconductor في عام 1968. [60] أدى ذلك إلى تطوير أول معالج دقيق أحادي الشريحة ، Intel 4004. [58] بدأ بـ "مشروع Busicom" [61] كتصميم وحدة المعالجة المركزية ثلاثية الشرائح لماساتوشي شيما في عام 1968 ، [62] [61] قبل أن يتصور تاداشي ساساكي من Sharp تصميم وحدة المعالجة المركزية أحادية الشريحة ، والذي ناقشه مع Busicom و Intel في عام 1968. [63] ] تم بعد ذلك تطوير Intel 4004 كمعالج دقيق أحادي الرقاقة من عام 1969 إلى عام 1970 ، بقيادة فيديريكو فاجين ، ومارسيان هوف ، وستانلي مازور من شركة إنتل ، وماساتوشي شيما من شركة Busicom. [61] تم تصميم الشريحة وتنفيذها بشكل أساسي بواسطة Faggin ، باستخدام تقنية MOS لبوابة السيليكون الخاصة به. [58] أدى المعالج الدقيق إلى ثورة الحواسيب الصغيرة ، مع تطور الحواسيب الصغيرة ، والتي سميت فيما بعد بالحاسوب الشخصي (PC).

كانت معظم المعالجات الدقيقة المبكرة ، مثل Intel 8008 و Intel 8080 ، 8 بت. أصدرت شركة Texas Instruments أول معالج دقيق 16 بت بالكامل ، معالج TMS9900 ، في يونيو 1976. [64] استخدموا المعالج الدقيق في أجهزة الكمبيوتر TI-99/4 و TI-99 / 4A.

حققت الثمانينيات تطورات كبيرة في المعالجات الدقيقة التي أثرت بشكل كبير في مجالات الهندسة والعلوم الأخرى. كان للمعالج الدقيق Motorola 68000 سرعة معالجة تفوق بكثير المعالجات الدقيقة الأخرى المستخدمة في ذلك الوقت. وبسبب هذا ، فإن امتلاك معالج دقيق أحدث وأسرع سمح لأجهزة الكمبيوتر الدقيقة الأحدث التي ظهرت بعد ذلك بأن تكون أكثر كفاءة في كمية الحوسبة التي كانت قادرة على القيام بها. كان هذا واضحًا في إصدار عام 1983 لـ Apple Lisa. كان Lisa أول كمبيوتر شخصي بواجهة مستخدم رسومية (GUI) تم بيعه تجاريًا. تم تشغيله على وحدة المعالجة المركزية Motorola 68000 واستخدام محركات الأقراص المرنة المزدوجة ومحرك الأقراص الثابتة 5 ميجا بايت للتخزين. يحتوي الجهاز أيضًا على 1 ميغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي المستخدمة لتشغيل البرامج من القرص دون إعادة قراءة القرص باستمرار. [65] بعد فشل Lisa من حيث المبيعات ، أصدرت شركة Apple أول كمبيوتر Macintosh ، لا يزال يعمل على معالج Motorola 68000 الصغير ، ولكن مع 128 كيلو بايت فقط من ذاكرة الوصول العشوائي ، ومحرك أقراص مرنة واحد ، ولا يوجد محرك أقراص ثابتة من أجل خفض السعر .

في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، نرى المزيد من التطورات في أجهزة الكمبيوتر التي أصبحت أكثر فائدة للأغراض الحسابية الفعلية. [ التوضيح المطلوب ] في عام 1989 ، أصدرت شركة Apple جهاز Macintosh Portable ، حيث كان يزن 7.3 كجم (16 رطلاً) وكان باهظ الثمن ، حيث كلف 7300 دولار أمريكي. عند إطلاقه ، كان أحد أقوى أجهزة الكمبيوتر المحمولة المتوفرة ، ولكن نظرًا للسعر والوزن ، لم يلق نجاحًا كبيرًا ، وتم إيقافه بعد عامين فقط. في نفس العام ، قدمت إنتل الكمبيوتر الفائق Touchstone Delta ، والذي كان يحتوي على 512 معالجًا دقيقًا. كان هذا التقدم التكنولوجي مهمًا للغاية ، حيث تم استخدامه كنموذج لبعض أسرع الأنظمة متعددة المعالجات في العالم. حتى أنه تم استخدامه كنموذج أولي لباحثي معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، الذين استخدموا النموذج لمشاريع مثل المعالجة في الوقت الحقيقي لصور الأقمار الصناعية ومحاكاة النماذج الجزيئية لمختلف مجالات البحث.

تحرير الحواسيب العملاقة

من حيث الحوسبة الفائقة ، كان أول كمبيوتر عملاق معترف به على نطاق واسع هو Control Data Corporation (CDC) 6600 [66] الذي بناه سيمور كراي في عام 1964. كانت سرعته القصوى 40 ميجا هرتز أو 3 ملايين عملية فاصلة عائمة في الثانية (FLOPS). تم استبدال CDC 6600 بـ CDC 7600 في عام 1969 [67] على الرغم من أن سرعة الساعة العادية لم تكن أسرع من 6600 ، إلا أن 7600 كانت لا تزال أسرع بسبب ذروة سرعة الساعة ، والتي كانت أسرع بحوالي 30 مرة من سرعة 6600. على الرغم من أن CDC كانت رائدة في أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، إلا أن علاقتها مع Seymour Cray (التي كانت تتدهور بالفعل) انهارت تمامًا. في عام 1972 ، غادر كراي CDC وأنشأ شركته الخاصة ، Cray Research Inc. [68] بدعم من المستثمرين في وول ستريت ، وهي صناعة غذتها الحرب الباردة ، وبدون القيود التي كانت موجودة داخل CDC ، أنشأ Cray-1 كمبيوتر عملاق. مع سرعة ساعة 80 ميجاهرتز أو 136 ميغا فلوبس ، طور Cray اسمًا لنفسه في عالم الحوسبة. بحلول عام 1982 ، أنتجت Cray Research جهاز Cray X-MP المجهز بمعالجة متعددة وفي عام 1985 أصدرت Cray-2 ، والتي استمرت في اتجاه المعالجة المتعددة وسجلت 1.9 جيجا فلوبس. طورت Cray Research جهاز Cray Y-MP في عام 1988 ، ولكن بعد ذلك كافح لمواصلة إنتاج أجهزة الكمبيوتر العملاقة. كان هذا يرجع إلى حد كبير إلى حقيقة أن الحرب الباردة قد انتهت ، وانخفض الطلب على الحوسبة المتطورة من قبل الكليات والحكومة بشكل كبير وزاد الطلب على وحدات المعالجة الدقيقة.

اليوم ، لا تزال حكومات العالم والمؤسسات التعليمية تستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة لإجراء عمليات حسابية مثل محاكاة الكوارث الطبيعية ، والبحث عن المتغيرات الجينية داخل مجموعة سكانية تتعلق بالأمراض ، وأكثر من ذلك. اعتبارًا من [تحديث] نوفمبر 2020 ، أسرع كمبيوتر فائق هو Fugaku.

بدءًا من الحالات الخاصة المعروفة ، يمكن إجراء حساب اللوغاريتمات والدوال المثلثية من خلال البحث عن الأرقام في جدول رياضي ، والاستيفاء بين الحالات المعروفة. بالنسبة للاختلافات الصغيرة ، كانت هذه العملية الخطية دقيقة بما يكفي لاستخدامها في الملاحة وعلم الفلك في عصر الاستكشاف. ازدهرت استخدامات الاستيفاء في السنوات الخمسمائة الماضية: بحلول القرن العشرين ، نظم كل من ليزلي كومري و WJ Eckert استخدام الاستيفاء في جداول الأرقام لحساب البطاقات المثقوبة.

كان الحل العددي للمعادلات التفاضلية ، ولا سيما معادلات نافييه-ستوكس ، حافزًا مهمًا للحوسبة ، مع نهج لويس فراي ريتشاردسون العددي لحل المعادلات التفاضلية. تم إجراء أول تنبؤ بالطقس بواسطة الكمبيوتر في عام 1950 من قبل فريق مكون من علماء الأرصاد الجوية الأمريكيين جول تشارني وفيليب طومسون ولاري جيتس وعالم الأرصاد الجوية النرويجي راجنار فيورتوفت وعالم الرياضيات التطبيقي جون فون نيومان ومبرمج ENIAC كلارا دان فون نيومان. [69] [70] [71] حتى يومنا هذا ، تُستخدم بعض أقوى أنظمة الكمبيوتر على الأرض للتنبؤات الجوية. [ بحاجة لمصدر ]

بحلول أواخر الستينيات ، يمكن لأنظمة الكمبيوتر إجراء معالجات جبرية رمزية بشكل جيد بما يكفي لاجتياز دورات حساب التفاضل والتكامل على مستوى الكلية. [ بحاجة لمصدر ]

غالبًا ما تكون النساء ممثلات تمثيلاً ناقصًا في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات عند مقارنتها بنظرائهن من الرجال. [72] في العصر الحديث قبل الستينيات ، كان يُنظر إلى الحوسبة على نطاق واسع على أنها "عمل نسائي" ، حيث ارتبطت بتشغيل آلات الجدولة وغيرها من الأعمال المكتبية الميكانيكية. [73] [74] اختلفت دقة هذا الارتباط من مكان إلى آخر. في أمريكا ، تذكرت مارجريت هاميلتون بيئة يهيمن عليها الرجال ، [75] بينما استعادت إلسي شوت استغرابها لرؤية حتى أن نصف مشغلي الكمبيوتر في ريثيون كانوا من الرجال. [76] كان معظم مشغلي الآلات في بريطانيا من النساء في أوائل السبعينيات. [77] مع تغير هذه التصورات وأصبحت الحوسبة مهنة رفيعة المستوى ، أصبح هذا المجال يهيمن عليه الرجال بشكل أكبر. [78] [79] [80] الأستاذة جانيت أبات في كتابها إعادة ترميز الجنسيكتب:

ومع ذلك ، كان للنساء حضور كبير في العقود الأولى من الحوسبة. لقد شكلوا غالبية مبرمجي الكمبيوتر الأوائل خلال الحرب العالمية الثانية ، وشغلوا مناصب المسؤولية والتأثير في صناعة الكمبيوتر المبكرة وكانوا يعملون بأعداد ، في حين أن أقلية صغيرة من المجموع ، مقارنة بتمثيل النساء في العديد من الآخرين. مجالات العلوم والهندسة. كانت بعض المبرمجات في الخمسينيات والستينيات قد سخرن من فكرة أن البرمجة ستُعتبر مهنة ذكورية ، ومع ذلك تم نسيان تجارب هؤلاء النساء وإسهاماتهن بسرعة كبيرة. [81]


الوظائف الصعبة والخطيرة والمملة تراجعت

التكنولوجيا تحل محل قوة العضلات. توضيح: حسابات المؤلف الخاصة ، باستخدام بيانات التعداد

في بعض القطاعات ، من الواضح تمامًا أن التكنولوجيا تكلف الوظائف ، لكن ستيوارت وزملاؤه يتساءلون عما إذا كانت هذه الوظائف حقًا نرغب في الاحتفاظ بها. تحل التكنولوجيا مباشرة محل قوة العضلات البشرية ، وبذلك تزيد الإنتاجية وتقلص العمالة.

تقول الدراسة: "في المملكة المتحدة ، كان القطاع الأول الذي شعر بهذا التأثير على أي نطاق هو الزراعة".

في عام 1871 ، تم تصنيف 6.6٪ من القوى العاملة في إنجلترا وويلز كعمال زراعيين. اليوم انخفض ذلك إلى 0.2٪ ، بانخفاض 95٪ في الأرقام.

وضع حد لكد غسل اليدين. الصورة: سجلات التعداد السكاني في إنجلترا وويلز والمؤلفين وحسابات # x27

توفر بيانات التعداد أيضًا نظرة ثاقبة حول التأثير على الوظائف في قطاع كان كبيرًا في يوم من الأيام ، ولكنه الآن شبه منسي. في عام 1901 ، كان عدد سكان إنجلترا وويلز 32.5 مليون شخص ، وكان يعمل 200000 شخص في غسل الملابس. بحلول عام 2011 ، بلغ عدد سكانها 56.1 مليون نسمة فقط 35000 شخص يعملون في هذا القطاع.

يقول التقرير: "لقد أدى تصادم التقنيات ، والسباكة الداخلية ، والكهرباء ، والغسالة الأوتوماتيكية ذات الأسعار المعقولة ، إلى دفع أموال للمغاسل الكبيرة ومجهود غسل اليدين".


محتويات

تحرير العصور القديمة والوسطى

تم استخدام الأجهزة للمساعدة في الحساب لآلاف السنين ، في الغالب باستخدام المراسلات الفردية بالأصابع. ربما كان أقرب جهاز للعد شكلاً من أشكال أداة العد. قد تكون عظام ليبومبو المأخوذة من الجبال الواقعة بين سوازيلاند وجنوب إفريقيا هي أقدم قطعة أثرية رياضية معروفة. [2] يعود تاريخه إلى 35000 قبل الميلاد ويتكون من 29 شقًا مميزًا تم قطعها عمداً في شظية البابون. [3] [4] فيما بعد تضمنت مساعدات حفظ السجلات في جميع أنحاء الهلال الخصيب حصيات (كريات طينية ، مخاريط ، إلخ.) والتي تمثل عددًا من العناصر ، ربما ماشية أو حبوب ، مختومة في حاويات طينية مجوفة غير مكشوفة. [ب] [6] [ج] استخدام قضبان العد هو أحد الأمثلة. تم استخدام العداد في وقت مبكر للمهام الحسابية. ما نسميه الآن العداد الروماني تم استخدامه في بابل في وقت مبكر من ج. 2700 - 2300 ق. منذ ذلك الحين ، تم اختراع العديد من الأشكال الأخرى من لوحات أو طاولات الحساب. في دار العد الأوروبية في العصور الوسطى ، كان يتم وضع قطعة قماش مربعة على طاولة ، ويتم تحريك علامات حولها وفقًا لقواعد معينة ، كمساعدة في حساب المبالغ المالية.

تم إنشاء العديد من أجهزة الكمبيوتر التناظرية في العصور القديمة والعصور الوسطى لإجراء الحسابات الفلكية. وشملت هذه الآلية الإسطرلاب وأنتيكيثيرا من العالم الهلنستي (حوالي 150-100 قبل الميلاد). [8] في مصر الرومانية ، صنع بطل الإسكندرية (حوالي 10-70 م) الأجهزة الميكانيكية بما في ذلك الأوتوماتا وعربة قابلة للبرمجة. [9] الأجهزة الميكانيكية الأخرى المستخدمة في وقت مبكر لإجراء نوع أو آخر من الحسابات تشمل الكرة الأرضية وغيرها من أجهزة الحوسبة الميكانيكية التي اخترعها أبو ريحان البيروني (حوالي 1000 م) الإسطرلاب العالمي المستقل عن خطوط العرض لأبي إسحاق إبراهيم آل. - الزرقالي (حوالي 1015 م) أجهزة الكمبيوتر التناظرية الفلكية لعلماء الفلك والمهندسين المسلمين الآخرين في العصور الوسطى وبرج الساعة الفلكي سو سونغ (1094) خلال عهد أسرة سونغ. كانت ساعة القلعة ، وهي ساعة فلكية ميكانيكية تعمل بالطاقة المائية اخترعها إسماعيل الجزري في عام 1206 ، أول كمبيوتر تمثيلي قابل للبرمجة. [10] [11] [12] اخترع رامون لول دائرة لوليان: آلة نظرية لحساب إجابات الأسئلة الفلسفية (في هذه الحالة تتعلق بالمسيحية) عبر التوافقية المنطقية. تم تبني هذه الفكرة من قبل لايبنيز بعد قرون ، وهي بالتالي أحد العناصر التأسيسية في علم الحوسبة والمعلومات.

أدوات حساب عصر النهضة تحرير

اكتشف عالم الرياضيات والفيزياء الاسكتلندي جون نابير أن عملية ضرب وقسمة الأعداد يمكن إجراؤها عن طريق الجمع والطرح ، على التوالي ، لوغاريتمات تلك الأرقام. أثناء إنتاج الجداول اللوغاريتمية الأولى ، احتاج نابير إلى إجراء العديد من عمليات الضرب المملة. في هذه المرحلة ، قام بتصميم "عظام نابير" ، وهو جهاز يشبه العداد يبسط العمليات الحسابية التي تتضمن الضرب والقسمة إلى حد كبير. [د]

نظرًا لأنه يمكن تمثيل الأرقام الحقيقية كمسافات أو فواصل زمنية على خط ، فقد تم اختراع قاعدة الانزلاق في عشرينيات القرن السادس عشر ، بعد وقت قصير من عمل نابير ، للسماح بتنفيذ عمليات الضرب والقسمة بشكل أسرع مما كان ممكنًا في السابق. [13] قام إدموند غونتر ببناء جهاز حساب بمقياس لوغاريتمي واحد في جامعة أكسفورد. أبسط جهازه العمليات الحسابية بشكل كبير ، بما في ذلك الضرب والقسمة. قام William Oughtred بتحسين هذا بشكل كبير في عام 1630 من خلال قاعدة الشريحة الدائرية. تبع ذلك مع قاعدة الشريحة الحديثة في عام 1632 ، وهي عبارة عن مزيج من قاعدتين من قواعد Gunter ، تم ربطهما معًا باليدين. تم استخدام قواعد الشرائح من قبل أجيال من المهندسين وغيرهم من العمال المحترفين الذين شاركوا في الرياضيات ، حتى اختراع آلة حاسبة الجيب. [14]

حاسبات ميكانيكية تحرير

صمم Wilhelm Schickard ، عالم متعدد اللغات ألماني ، آلة حساب في عام 1623 والتي جمعت بين شكل ميكانيكي من قضبان نابير مع أول آلة إضافة ميكانيكية في العالم مدمجة في القاعدة. نظرًا لأنه استخدم ترسًا أحادي السن ، فقد كانت هناك ظروف تتعطل فيها آلية حملها. [15] دمر حريق واحدًا على الأقل من الآلات في عام 1624 ويعتقد أن شيكارد كان محبطًا جدًا من بناء آلة أخرى.

في عام 1642 ، عندما كان لا يزال مراهقًا ، بدأ بليز باسكال بعض الأعمال الرائدة في الآلات الحسابية وبعد ثلاث سنوات من الجهد و 50 نموذجًا أوليًا [16] اخترع آلة حاسبة ميكانيكية. [17] [18] قام ببناء عشرين من هذه الآلات (تسمى آلة حاسبة باسكال أو باسكالين) في السنوات العشر التالية. [19] وقد نجا تسعة باسكالين ، معظمها معروض في المتاحف الأوروبية. [20] هناك جدل مستمر حول ما إذا كان يجب اعتبار شيكارد أو باسكال "مخترع الآلة الحاسبة الميكانيكية" وتناقش مجموعة القضايا التي يجب أخذها في الاعتبار في مكان آخر. [21]

اخترع Gottfried Wilhelm von Leibniz آلة الحساب المتدرجة وآلية الأسطوانة المتدرجة الشهيرة حوالي عام 1672. وحاول إنشاء آلة يمكن استخدامها ليس فقط في الجمع والطرح ولكنها ستستخدم حاملًا متحركًا لتمكين عمليات الضرب والقسمة الطويلة. قال لايبنيز ذات مرة: "لا يستحق الرجال الممتازون أن يضيعوا ساعات مثل العبيد في عمل الحساب الذي يمكن أن ينزل بأمان إلى أي شخص آخر إذا تم استخدام الآلات". [22] ومع ذلك ، لم يدمج Leibniz آلية حمل ناجحة تمامًا. وصف لايبنيز أيضًا نظام الترقيم الثنائي ، [23] وهو مكون مركزي لجميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ومع ذلك ، حتى الأربعينيات من القرن الماضي ، كانت العديد من التصميمات اللاحقة (بما في ذلك آلات تشارلز باباج لعام 1822 وحتى ENIAC لعام 1945) تستند إلى النظام العشري. [هـ]

في حوالي عام 1820 ، ابتكر تشارلز كزافييه توماس دي كولمار ما كان سيصبح على مدى بقية القرن أول آلة حاسبة ميكانيكية ناجحة منتجة بكميات كبيرة ، مقياس توماس أريثمومتر. يمكن استخدامه للجمع والطرح ، وباستخدام حامل متحرك ، يمكن للمشغل أيضًا الضرب والقسمة من خلال عملية الضرب المطول والقسمة المطولة. [24] وهي تستخدم طبلًا متدرجًا مشابهًا للحمل لتلك التي اخترعها لايبنيز. ظلت الآلات الحاسبة الميكانيكية قيد الاستخدام حتى السبعينيات.

تحرير معالجة بيانات البطاقة المثقوبة

في عام 1804 ، طور النساج الفرنسي جوزيف ماري جاكار نولًا يتم فيه التحكم في النمط المنسوج بواسطة شريط ورقي مصنوع من بطاقات مثقوبة. يمكن تغيير الشريط الورقي دون تغيير التصميم الميكانيكي للنول. كان هذا إنجازًا بارزًا في قابلية البرمجة. كانت الآلة الخاصة به عبارة عن تحسينات مقارنة بأنوال النسيج المماثلة. كانت البطاقات المثقوبة مسبوقة بشرائط مثقبة ، كما هو الحال في الجهاز الذي اقترحه باسيلي بوشون. ستلهم هذه النطاقات تسجيل المعلومات للبيانو الآلي وأدوات آلات التحكم الرقمية الحديثة.

في أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر ، اخترع الأمريكي هيرمان هوليريث تخزين البيانات على بطاقات مثقوبة يمكن بعد ذلك قراءتها بواسطة آلة. [25] لمعالجة هذه البطاقات المثقبة ، اخترع آلة الجدولة وآلة ثقب المفاتيح. استخدمت أجهزته المرحلات والعدادات الكهروميكانيكية. [26] تم استخدام طريقة هوليريث في تعداد الولايات المتحدة لعام 1890. تمت معالجة هذا التعداد بشكل أسرع بسنتين من التعداد السابق. [27] أصبحت شركة هوليريث في النهاية جوهر شركة آي بي إم.

بحلول عام 1920 ، يمكن لآلات الجدولة الكهروميكانيكية إضافة وطرح وطباعة المجاميع المتراكمة. [28] تم توجيه وظائف الماكينة عن طريق إدخال العشرات من وصلات العبور السلكية في لوحات التحكم القابلة للإزالة. عندما أنشأت الولايات المتحدة الضمان الاجتماعي في عام 1935 ، تم استخدام أنظمة البطاقات المثقوبة من شركة IBM لمعالجة سجلات 26 مليون عامل. [29] أصبحت البطاقات المثقوبة منتشرة في كل مكان في الصناعة والحكومة للمحاسبة والإدارة.

مقالات ليزلي كومري عن أساليب البطاقات المثقوبة ونشر دبليو جيه إيكرت لـ طرق البطاقات المثقوبة في الحساب العلمي في عام 1940 ، وصف تقنيات البطاقات المثقوبة المتقدمة بدرجة كافية لحل بعض المعادلات التفاضلية [30] أو إجراء الضرب والقسمة باستخدام تمثيلات الفاصلة العائمة ، وكل ذلك على بطاقات مثقبة وآلات تسجيل الوحدات. تم استخدام هذه الآلات خلال الحرب العالمية الثانية للمعالجة الإحصائية للتشفير ، فضلاً عن عدد كبير من الاستخدامات الإدارية. أجرى مكتب الحوسبة الفلكية بجامعة كولومبيا حسابات فلكية تمثل أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا في مجال الحوسبة. [31] [32]

تحرير الآلات الحاسبة

بحلول القرن العشرين ، أعيد تصميم الآلات الحاسبة الميكانيكية السابقة ، وسجلات النقد ، وآلات المحاسبة ، وما إلى ذلك لاستخدام المحركات الكهربائية ، مع وضع الترس كتمثيل لحالة المتغير. كانت كلمة "كمبيوتر" عنوانًا وظيفيًا مخصصًا بشكل أساسي للنساء اللواتي يستخدمن هذه الآلات الحاسبة لإجراء حسابات رياضية. [33] بحلول عشرينيات القرن الماضي ، دفعه اهتمام العالم البريطاني لويس فراي ريتشاردسون بالتنبؤ بالطقس إلى اقتراح أجهزة كمبيوتر بشرية وتحليل رقمي لنمذجة الطقس حتى يومنا هذا ، وهناك حاجة إلى أقوى أجهزة الكمبيوتر على الأرض لنمذجة الطقس بشكل مناسب باستخدام Navier- معادلات ستوكس. [34]

قامت شركات مثل Friden و Marchant Calculator و Monroe بصنع آلات حاسبة ميكانيكية لسطح المكتب من ثلاثينيات القرن الماضي يمكنها الجمع والطرح والضرب والقسمة. [35] في عام 1948 ، قدم المخترع النمساوي كيرت هيرزستارك جهاز كورتا. لقد كانت آلة حاسبة ميكانيكية صغيرة تعمل يدويًا ، وعلى هذا النحو ، سليل حساب غوتفريد لايبنيز المتدرج ومقياس أريثمومتر توماس.

الأول في العالم سطح المكتب الإلكتروني بالكامل كانت الآلة الحاسبة البريطانية Bell Punch ANITA ، التي تم إصدارها في عام 1961. [36] [37] استخدمت الأنابيب المفرغة وأنابيب الكاثود البارد و Dekatrons في دوائرها ، مع 12 أنبوبًا من أنابيب الكاثود البارد "Nixie" لعرضها. تم بيع ANITA جيدًا نظرًا لأنها كانت الآلة الحاسبة الإلكترونية الوحيدة المتوفرة على سطح المكتب ، وكانت صامتة وسريعة. تم استبدال تقنية الأنبوب في يونيو 1963 من قبل شركة Friden EC-130 الأمريكية المصنعة ، والتي كان لها تصميم ترانزستور بالكامل ، ومجموعة مكونة من أربعة أرقام مكونة من 13 رقمًا معروضة على شاشة CRT مقاس 5 بوصات (13 سم) ، وقدمت تدوينًا بولنديًا عكسيًا (RPN).

تشارلز باباج ، مهندس ميكانيكي إنجليزي وعالم متعدد اللغات ، ابتكر مفهوم الكمبيوتر القابل للبرمجة. يعتبر "أبو الكمبيوتر" ، [38] وضع تصورًا واخترع أول كمبيوتر ميكانيكي في أوائل القرن التاسع عشر. بعد العمل على محرك الاختلاف الثوري ، المصمم للمساعدة في الحسابات الملاحية ، أدرك في عام 1833 أن التصميم العام ، المحرك التحليلي ، كان ممكنًا. كان من المقرر توفير مدخلات البرامج والبيانات إلى الجهاز عبر بطاقات مثقبة ، وهي طريقة تستخدم في ذلك الوقت لتوجيه النول الميكانيكي مثل نول Jacquard. بالنسبة للإخراج ، سيكون للجهاز طابعة ورسام منحنى وجرس. ستكون الآلة أيضًا قادرة على تثقيب الأرقام على البطاقات لتتم قراءتها لاحقًا. استخدمت حساب النقطة الثابتة العشرة العادي.

أدرج المحرك وحدة منطقية حسابية ، وتدفق تحكم في شكل تفرعات وحلقات شرطية ، وذاكرة متكاملة ، مما يجعله أول تصميم لجهاز كمبيوتر متعدد الأغراض يمكن وصفه بالمصطلحات الحديثة باسم Turing-Complete. [39] [40]

كان يجب أن يكون هناك مخزن أو ذاكرة قادرة على استيعاب 1000 رقم من 40 رقمًا عشريًا لكل منها (حوالي 16.7 كيلو بايت). يمكن للوحدة الحسابية ، المسماة "المطحنة" ، إجراء جميع العمليات الحسابية الأربع ، بالإضافة إلى المقارنات واختيار الجذور التربيعية. في البداية تم تصميمه على أنه محرك مختلف منحني للخلف على نفسه ، في تخطيط دائري بشكل عام ، [41] مع خروج المتجر الطويل إلى جانب واحد. (تصور الرسومات اللاحقة تخطيطًا منتظمًا للشبكة.) [42] مثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الكمبيوتر الحديث ، ستعتمد المطحنة على إجراءاتها الداخلية الخاصة ، والتي تعادل تقريبًا الرمز الصغير في وحدات المعالجة المركزية الحديثة ، ليتم تخزينها في النموذج من الأوتاد التي يتم إدخالها في براميل دوارة تسمى "براميل" ، لتنفيذ بعض التعليمات الأكثر تعقيدًا التي قد يحددها برنامج المستخدم. [43]

كانت لغة البرمجة التي يستخدمها المستخدمون مشابهة للغات التجميع الحديثة. كانت الحلقات والتفريع الشرطي ممكنًا ، وبالتالي فإن اللغة كما تم تصورها ستكون تورينج كاملة كما حددها لاحقًا آلان تورينج. تم استخدام ثلاثة أنواع مختلفة من البطاقات المثقبة: واحد للعمليات الحسابية ، وواحد للثوابت العددية ، والآخر لعمليات التحميل والتخزين ، ونقل الأرقام من المخزن إلى الوحدة الحسابية أو الخلف.كان هناك ثلاثة قارئين منفصلين للأنواع الثلاثة من البطاقات.

كانت الآلة تسبق وقتها بحوالي قرن. ومع ذلك ، فقد تباطأ المشروع بسبب مشاكل مختلفة بما في ذلك الخلافات مع أجزاء البناء الميكانيكي الرئيسي له. كان لابد من صنع جميع أجزاء الآلة يدويًا - كانت هذه مشكلة كبيرة لآلة تحتوي على آلاف الأجزاء. في النهاية ، تم حل المشروع بقرار من الحكومة البريطانية بوقف التمويل. يمكن أن يُعزى فشل باباج في إكمال المحرك التحليلي بشكل رئيسي إلى صعوبات ليس فقط في السياسة والتمويل ، ولكن أيضًا إلى رغبته في تطوير جهاز كمبيوتر متطور بشكل متزايد والمضي قدمًا بشكل أسرع مما يمكن لأي شخص آخر أن يتبعه. قامت Ada Lovelace بترجمة وإضافة ملاحظات إلى "رسم تخطيطي للمحرك التحليلي"بواسطة Luigi Federico Menabrea. يبدو أن هذا هو أول وصف منشور للبرمجة ، لذلك يُنظر إلى Ada Lovelace على نطاق واسع على أنها أول مبرمج كمبيوتر.

يتبع باباج ، على الرغم من عدم معرفته بعمله السابق ، كان بيرسي لودجيت ، كاتب تاجر ذرة في دبلن ، أيرلندا. قام بتصميم كمبيوتر ميكانيكي قابل للبرمجة بشكل مستقل ، والذي وصفه في عمل نُشر عام 1909. [45] [46]

في النصف الأول من القرن العشرين ، اعتبر الكثيرون أن أجهزة الكمبيوتر التناظرية هي مستقبل الحوسبة. استخدمت هذه الأجهزة الجوانب المتغيرة باستمرار للظواهر الفيزيائية مثل الكميات الكهربائية أو الميكانيكية أو الهيدروليكية لنمذجة المشكلة التي يتم حلها ، على عكس أجهزة الكمبيوتر الرقمية التي تمثل كميات متفاوتة بشكل رمزي ، حيث تتغير قيمها العددية. نظرًا لأن الكمبيوتر التناظري لا يستخدم قيمًا منفصلة ، بل قيمًا مستمرة ، فلا يمكن تكرار العمليات بشكل موثوق مع التكافؤ الدقيق ، كما هو الحال مع آلات تورينج. [47]

كان أول كمبيوتر تناظري حديث عبارة عن آلة للتنبؤ بالمد والجزر ، اخترعها السير ويليام طومسون ، لاحقًا اللورد كلفن ، في عام 1872. واستخدمت نظامًا من البكرات والأسلاك لحساب مستويات المد والجزر المتوقعة تلقائيًا لفترة محددة في موقع معين وكانت من فائدة كبيرة للملاحة في المياه الضحلة. كان جهازه هو الأساس لمزيد من التطورات في الحوسبة التناظرية. [48]

تم تصميم المحلل التفاضلي ، وهو كمبيوتر تمثيلي ميكانيكي مصمم لحل المعادلات التفاضلية عن طريق التكامل باستخدام آليات العجلة والقرص ، في عام 1876 من قبل جيمس طومسون ، شقيق اللورد كلفن الأكثر شهرة. استكشف إمكانية إنشاء مثل هذه الآلات الحاسبة ، ولكن تم إعاقته بسبب عزم الدوران الناتج المحدود لمدمجي الكرة والقرص. [49] في محلل التفاضل ، قاد ناتج مكامل واحد مدخلات المكامل التالي ، أو إخراج الرسم البياني.

كان التقدم المهم في الحوسبة التناظرية هو تطوير أنظمة التحكم في الحرائق الأولى لقذف السفن بالمدافع بعيدة المدى. عندما زادت نطاقات المدفعية بشكل كبير في أواخر القرن التاسع عشر ، لم يعد الأمر مجرد مسألة حساب نقطة الهدف الصحيحة ، بالنظر إلى أوقات طيران القذائف. يقوم العديد من المراقبون على متن السفينة بنقل مقاييس المسافة والملاحظات إلى محطة التخطيط المركزية. هناك تغذي فرق توجيه النار موقع السفينة وسرعتها واتجاهها وهدفها ، بالإضافة إلى التعديلات المختلفة لتأثير كوريوليس ، وتأثيرات الطقس على الهواء ، والتعديلات الأخرى التي سيخرج الكمبيوتر بعدها حل إطلاق ، والذي سيكون تتغذى على الأبراج لوضعها. في عام 1912 ، طور المهندس البريطاني آرثر بولين أول كمبيوتر تناظري ميكانيكي يعمل بالكهرباء (كان يسمى في ذلك الوقت Argo Clock). [ بحاجة لمصدر ] تم استخدامه من قبل البحرية الإمبراطورية الروسية في الحرب العالمية الأولى. [ بحاجة لمصدر ] تم تركيب نظام مكافحة الحرائق البديل Dreyer Table للسفن البريطانية الكبرى بحلول منتصف عام 1916.

كما تم استخدام الأجهزة الميكانيكية للمساعدة في دقة القصف الجوي. كانت Drift Sight أول مساعدة من هذا القبيل ، طورها Harry Wimperis في عام 1916 للخدمة الجوية البحرية الملكية ، حيث قامت بقياس سرعة الرياح من الهواء ، واستخدمت هذا القياس لحساب تأثيرات الرياح على مسار القنابل. تم تحسين النظام لاحقًا باستخدام Course Setting Bomb Sight ، ووصل إلى ذروته بمشاهد قنابل الحرب العالمية الثانية ، ومشهد القنابل Mark XIV (RAF Bomber Command) و Norden [50] (القوات الجوية للجيش الأمريكي).

وصل فن الحوسبة التناظرية الميكانيكية إلى ذروته مع المحلل التفاضلي ، [51] الذي بناه H. تم بناء عشرات من هذه الأجهزة قبل أن يصبح تقادمها واضحًا ، وتم إنشاء أقوىها في كلية مور للهندسة الكهربائية بجامعة بنسلفانيا ، حيث تم بناء ENIAC.

تم بناء جهاز كمبيوتر تمثيلي إلكتروني بالكامل بواسطة Helmut Hölzer في عام 1942 في مركز Peenemünde لأبحاث الجيش. [52] [53] [54]

بحلول الخمسينيات من القرن الماضي ، كان نجاح أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الرقمية قد وضع نهاية لمعظم آلات الحوسبة التناظرية ، لكن أجهزة الكمبيوتر التناظرية الهجينة ، التي يتم التحكم فيها بواسطة الإلكترونيات الرقمية ، ظلت مستخدمة بشكل كبير في الخمسينيات والستينيات ، وبعد ذلك في بعض التطبيقات المتخصصة.

تم وصف مبدأ الكمبيوتر الحديث لأول مرة من قبل عالم الكمبيوتر آلان تورينج ، الذي وضع الفكرة في بحثه الأساسي عام 1936 ، [55] على الأرقام المحسوبة. تم إعادة صياغة نتائج تورينج كيرت جودل في عام 1931 حول حدود الإثبات والحساب ، واستبدال لغة غودل الرسمية القائمة على الحساب بأجهزة افتراضية رسمية وبسيطة أصبحت تُعرف باسم آلات تورينج. لقد أثبت أن بعض هذه الآلات ستكون قادرة على أداء أي حساب رياضي يمكن تصوره إذا كان يمكن تمثيله كخوارزمية. وتابع ليثبت أنه لا يوجد حل لـ Entscheidungsproblem من خلال إظهار أن مشكلة التوقف لآلات تورينج غير قابلة للحسم: بشكل عام ، لا يمكن أن تقرر خوارزميًا ما إذا كانت آلة تورينج معينة ستتوقف أم لا.

كما قدم فكرة "الآلة العالمية" (المعروفة الآن باسم آلة تورينج العالمية) ، مع فكرة أن مثل هذه الآلة يمكن أن تؤدي مهام أي آلة أخرى ، أو بعبارة أخرى ، يمكن إثبات أنها قادرة على حساب أي شيء قابل للحساب عن طريق تنفيذ برنامج مخزّن على شريط ، مما يسمح للجهاز بأن يكون قابلاً للبرمجة. اعترف فون نيومان بأن المفهوم المركزي للكمبيوتر الحديث كان بسبب هذه الورقة. [56] تعتبر آلات تورينج حتى يومنا هذا موضوعًا مركزيًا للدراسة في نظرية الحساب. باستثناء القيود التي تفرضها مخازن ذاكرتها المحدودة ، يقال إن أجهزة الكمبيوتر الحديثة كاملة Turing ، أي أن لديها قدرة تنفيذ خوارزمية مكافئة لآلة Turing العالمية.

أجهزة الكمبيوتر الكهروميكانيكية تحرير

بدأ عصر الحوسبة الحديثة بموجة من التطور قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية. كانت معظم أجهزة الكمبيوتر الرقمية التي تم إنشاؤها في هذه الفترة كهروميكانيكية - كانت المفاتيح الكهربائية تدفع المرحلات الميكانيكية لإجراء الحساب. كانت هذه الأجهزة ذات سرعة تشغيل منخفضة وتم استبدالها في النهاية بأجهزة كمبيوتر كهربائية أسرع بكثير ، تستخدم في الأصل أنابيب مفرغة.

كان Z2 واحدًا من أقدم الأمثلة على كمبيوتر الترحيل الكهروميكانيكي ، وقد تم إنشاؤه بواسطة المهندس الألماني كونراد زوز في عام 1940. وقد كان تحسينًا على هاتفه السابق Z1 على الرغم من أنه استخدم نفس الذاكرة الميكانيكية ، إلا أنه استبدل منطق الحساب والتحكم بالكهرباء دوائر الترحيل. [57]

في نفس العام ، صنع علماء التشفير البريطانيون أجهزة كهروميكانيكية تسمى القنابل للمساعدة في فك رموز الرسائل السرية الألمانية المشفرة آليًا باستخدام آلة إنجما خلال الحرب العالمية الثانية. تم إنشاء التصميم الأولي للقنبلة في عام 1939 في كود حكومة المملكة المتحدة ومدرسة سايفر (GC & ampCS) في بلتشلي بارك بواسطة ألان تورينج ، [58] مع صقل هام ابتكره جوردون ويلشمان في عام 1940. [59] كان التصميم الهندسي والبناء من عمل هارولد كين من شركة آلات الجدولة البريطانية. لقد كان تطورًا جوهريًا من جهاز تم تصميمه في عام 1938 من قبل عالم التشفير في مكتب التشفير البولندي ماريان ريجوسكي ، والمعروف باسم "القنبلة المشفرة" (البولندية: "بومبا كريبتولوجيكزنا").

في عام 1941 ، تبع Zuse أجهزته السابقة مع Z3 ، [57] أول كمبيوتر رقمي يعمل آليًا بالكامل وقابل للبرمجة الكهروميكانيكية في العالم. [60] تم بناء Z3 مع 2000 مرحل ، مطبقًا طول كلمة 22 بت الذي يعمل بتردد ساعة يبلغ حوالي 5-10 هرتز. [61] كود البرنامج والبيانات مخزنة على فيلم مثقوب. لقد كان مشابهًا تمامًا للآلات الحديثة في بعض النواحي ، حيث كان رائدًا في العديد من التطورات مثل أرقام الفاصلة العائمة. إن استبدال النظام العشري الذي يصعب تنفيذه (المستخدم في التصميم السابق لتشارلز باباج) بنظام ثنائي أبسط يعني أن آلات Zuse كانت أسهل في البناء وربما أكثر موثوقية ، بالنظر إلى التقنيات المتاحة في ذلك الوقت. [62] تم إثبات أن Z3 كانت آلة تورينغ كاملة في عام 1998 بواسطة راؤول روخاس. [63] في طلبي براءات الاختراع لعام 1936 ، توقع Zuse أيضًا أنه يمكن تخزين تعليمات الآلة في نفس التخزين المستخدم للبيانات - الفكرة الرئيسية لما أصبح يُعرف باسم بنية فون نيومان ، والذي تم تنفيذه لأول مرة في عام 1948 في أمريكا في IBM SSEC الكهروميكانيكي وفي بريطانيا في موقع Manchester Baby الإلكتروني بالكامل. [64]

عانى Zuse من نكسات خلال الحرب العالمية الثانية عندما تم تدمير بعض أجهزته أثناء حملات قصف الحلفاء. يبدو أن عمله ظل غير معروف إلى حد كبير للمهندسين في المملكة المتحدة والولايات المتحدة حتى وقت لاحق ، على الرغم من أن شركة IBM على الأقل كانت على علم بذلك لأنها مولت شركته الناشئة بعد الحرب في عام 1946 مقابل خيار على براءات اختراع Zuse.

في عام 1944 ، تم إنشاء Harvard Mark I في مختبرات Endicott التابعة لشركة IBM. [65] كان حاسوبًا كهروميكانيكيًا مشابهًا للأغراض العامة لـ Z3 ، لكنه لم يكن كاملاً تمامًا لـ Turing.

تحرير الحساب الرقمي

تم اقتراح المصطلح رقمي لأول مرة من قبل جورج روبرت ستيبيتز ويشير إلى المكان الذي لا يتم فيه استخدام إشارة ، مثل الجهد ، لتمثيل قيمة بشكل مباشر (كما هو الحال في جهاز كمبيوتر تمثيلي) ، ولكن لتشفيرها. في تشرين الثاني (نوفمبر) 1937 ، أكمل جورج ستيبتز ، الذي كان يعمل في مختبرات بيل (1930-1941) ، [66] آلة حاسبة قائمة على الترحيل أطلق عليها لاحقًا اسم "الموديل K" (لـ "كجدول itchen "، الذي قام بتجميعه عليه) ، والذي أصبح أول جامع ثنائي. ، خاصة في الذاكرة عالية الكثافة. تستخدم أجهزة الكمبيوتر الحديثة بشكل عام المنطق الثنائي ، ولكن العديد من الأجهزة القديمة كانت عبارة عن أجهزة كمبيوتر عشرية. في هذه الأجهزة ، كانت الوحدة الأساسية للبيانات هي الرقم العشري ، المشفر في أحد المخططات العديدة ، بما في ذلك النظام العشري الثنائي أو BCD ، ثنائي الخماسي ، فائض 3 ، ورمزان من خمسة.

الأساس الرياضي للحوسبة الرقمية هو الجبر البولي ، الذي طوره عالم الرياضيات البريطاني جورج بول في عمله قوانين الفكر، نُشر عام 1854. تم تنقيح الجبر المنطقي الخاص به في ستينيات القرن التاسع عشر بواسطة William Jevons و Charles Sanders Peirce ، وتم تقديمه لأول مرة بشكل منهجي من قبل Ernst Schröder و A.N Whitehead. [68] في عام 1879 طور جوتلوب فريج النهج الرسمي للمنطق واقترح أول لغة منطقية للمعادلات المنطقية. [69]

في الثلاثينيات من القرن الماضي ، وعمل بشكل مستقل ، أظهر كل من المهندس الإلكتروني الأمريكي كلود شانون والمنطق السوفيتي فيكتور شيستاكوف مراسلات فردية بين مفاهيم المنطق المنطقي ودوائر كهربائية معينة ، تسمى الآن بوابات المنطق ، والتي أصبحت الآن موجودة في كل مكان في أجهزة الكمبيوتر الرقمية. [70] أظهروا [71] أن المرحلات والمفاتيح الإلكترونية يمكنها إدراك تعبيرات الجبر المنطقي. أسست هذه الأطروحة أساسًا تصميم الدوائر الرقمية العملية. بالإضافة إلى ذلك ، تقدم ورقة شانون مخططًا دائريًا صحيحًا لعلبة ثنائية رقمية 4 بت. [70]: ص 494 - 495

تحرير معالجة البيانات الإلكترونية

سرعان ما حلت عناصر الدائرة الإلكترونية البحتة محل نظيراتها الميكانيكية والكهروميكانيكية ، في نفس الوقت الذي حل فيه الحساب الرقمي محل التناظرية. تم بناء آلات مثل Z3 و Atanasoff-Berry Computer و Colossus Computer و ENIAC يدويًا ، باستخدام دوائر تحتوي على مرحلات أو صمامات (أنابيب مفرغة) ، وغالبًا ما تستخدم بطاقات مثقوبة أو شريطًا ورقيًا مثقوبًا للإدخال وكأداة رئيسية وسط تخزين (غير متطاير). [72]

انضم المهندس تومي فلاورز إلى فرع الاتصالات بمكتب البريد العام في عام 1926. وأثناء عمله في محطة الأبحاث في دولليس هيل في الثلاثينيات ، بدأ في استكشاف إمكانية استخدام الإلكترونيات في التبادل الهاتفي. دخلت المعدات التجريبية التي بناها في عام 1934 حيز التشغيل بعد 5 سنوات ، حيث حولت جزءًا من شبكة التبادل الهاتفي إلى نظام معالجة بيانات إلكتروني ، باستخدام آلاف الأنابيب المفرغة. [48]

في الولايات المتحدة ، اخترع آرثر ديكنسون (IBM) في عام 1940 أول كمبيوتر إلكتروني رقمي. [73] كان جهاز الحساب هذا إلكترونيًا بالكامل - التحكم والحسابات والإخراج (العرض الإلكتروني الأول). [74] قام جون فنسنت أتاناسوف وكليفورد إي بيري من جامعة ولاية أيوا بتطوير كمبيوتر أتاناسوف بيري (ABC) في عام 1942 ، [75] أول جهاز حساب رقمي إلكتروني ثنائي. [76] كان هذا التصميم شبه إلكتروني (تحكم كهروميكانيكي وحسابات إلكترونية) ، واستخدم حوالي 300 أنبوب مفرغ ، مع مكثفات مثبتة في أسطوانة دوارة ميكانيكيًا للذاكرة. ومع ذلك ، كان كاتب / قارئ البطاقة الورقية غير موثوق به وكان نظام اتصال الأسطوانة المتجدد ميكانيكيًا. إن طبيعة الآلة ذات الأغراض الخاصة وعدم وجود برنامج متغير ومخزن تميزه عن أجهزة الكمبيوتر الحديثة. [77]

تُعرف الآن أجهزة الكمبيوتر التي تم بناء منطقها بشكل أساسي باستخدام الأنابيب المفرغة بأجهزة كمبيوتر من الجيل الأول.

تحرير الكمبيوتر الإلكتروني القابل للبرمجة

خلال الحرب العالمية الثانية ، حقق قاطعو الشفرات البريطانيون في بلتشلي بارك ، على بعد 40 ميلاً (64 كم) شمال لندن ، عددًا من النجاحات في كسر الاتصالات العسكرية المشفرة للعدو. تعرضت آلة التشفير الألمانية ، Enigma ، للهجوم لأول مرة بمساعدة القنابل الكهروميكانيكية. [78] غالبًا ما كانت النساء يشغلن آلات التفجير هذه. [79] [80] استبعدوا إعدادات Enigma المحتملة عن طريق إجراء سلاسل من الاستنتاجات المنطقية المنفذة كهربائيًا. أدت معظم الاحتمالات إلى تناقض ، ويمكن اختبار القليل المتبقي يدويًا.

طور الألمان أيضًا سلسلة من أنظمة تشفير الطابعة عن بُعد ، تختلف تمامًا عن Enigma. تم استخدام آلة Lorenz SZ 40/42 للاتصالات العسكرية رفيعة المستوى ، والتي أطلق عليها البريطانيون اسم "Tunny". بدأت عمليات اعتراض رسائل لورنز الأولى في عام 1941. وكجزء من هجوم على توني ، طور ماكس نيومان وزملاؤه آلة هيث روبنسون ، وهي آلة ثابتة الوظيفة للمساعدة في كسر الشفرة. [81] تومي فلاورز ، كبير المهندسين في محطة أبحاث مكتب البريد [82] أوصى به آلان تورينج ماكس نيومان وأمضى أحد عشر شهرًا من أوائل فبراير 1943 في تصميم وبناء كمبيوتر Colossus الأكثر مرونة (والذي حل محل Heath روبنسون). [84] [85] بعد اختبار وظيفي في ديسمبر 1943 ، تم شحن Colossus إلى Bletchley Park ، حيث تم تسليمها في 18 يناير 1944 [86] وهاجمت رسالتها الأولى في 5 فبراير. [87]

كان Colossus أول كمبيوتر رقمي إلكتروني قابل للبرمجة في العالم. [48] ​​استخدم عددًا كبيرًا من الصمامات (الأنابيب المفرغة). كان يحتوي على إدخال على شريط ورقي وكان قادرًا على تكوينه لأداء مجموعة متنوعة من العمليات المنطقية المنطقية على بياناته ، [88] لكنها لم تكن تورينج كاملة. تم إدخال البيانات إلى Colossus عن طريق القراءة الكهروضوئية لنسخ شريط ورقي للرسالة المعترضة المشفرة. تم ترتيب ذلك في حلقة مستمرة بحيث يمكن قراءتها وإعادة قراءتها عدة مرات - لا يوجد مخزن داخلي للبيانات. ركضت آلية القراءة بسرعة 5000 حرف في الثانية مع تحرك الشريط الورقي بسرعة 40 قدمًا / ثانية (12.2 م / ث 27.3 ميل في الساعة). احتوى Colossus Mark 1 على 1500 صمام حراري (أنبوب) ، لكن Mark 2 مع 2400 صمام وخمس معالجات على التوازي ، كان أسرع 5 مرات وأبسط في التشغيل من Mark 1 ، مما أدى إلى تسريع عملية فك التشفير بشكل كبير. تم تصميم Mark 2 أثناء إنشاء Mark 1. تولى Allen Coombs قيادة مشروع Colossus Mark 2 عندما انتقل تومي فلاورز إلى مشاريع أخرى. [89] تم تشغيل أول مارك 2 عملاق في 1 يونيو 1944 ، في الوقت المناسب تمامًا لغزو الحلفاء لنورماندي في يوم النصر.

كان معظم استخدام Colossus في تحديد مواضع بدء دوارات Tunny لرسالة ، والتي كانت تسمى "إعداد العجلة". تضمن Colossus أول استخدام على الإطلاق لسجلات التحول والمصفوفات الانقباضية ، مما أتاح خمسة اختبارات متزامنة ، يتضمن كل منها ما يصل إلى 100 عملية حسابية منطقية. مكّن ذلك من فحص خمسة أوضاع بدء مختلفة محتملة من أجل عبور واحد للشريط الورقي. [90] بالإضافة إلى ضبط العجلة ، تضمنت بعض كولوسي لاحقًا آليات تهدف إلى المساعدة في تحديد أنماط الدبوس المعروفة باسم "كسر العجلة". كان كلا الطرازين قابلين للبرمجة باستخدام مفاتيح ولوحات توصيل بطريقة لم تكن أسلافهما. تم تشغيل عشرة Mk 2 Colossi بحلول نهاية الحرب.

بدون استخدام هذه الآلات ، كان الحلفاء سيُحرمون من المعلومات الاستخباراتية القيمة للغاية التي تم الحصول عليها من قراءة الكمية الهائلة من الرسائل التلغراف عالية المستوى المشفرة بين القيادة العليا الألمانية (OKW) وأوامر جيشهم في جميع أنحاء أوروبا المحتلة. تم الحفاظ على سرية تفاصيل وجودها وتصميمها واستخدامها في السبعينيات. أصدر ونستون تشرشل أمرًا شخصيًا بتدميرها إلى قطع لا يزيد حجمها عن يد الرجل ، وذلك للحفاظ على سرية أن البريطانيين كانوا قادرين على تكسير شفرات Lorenz SZ (من آلات شفرات الدوارات الألمانية) خلال الحرب الباردة القادمة. تم نقل اثنين من الآلات إلى GCHQ التي تم تشكيلها حديثًا وتم تدمير الآخرين. نتيجة لذلك ، لم يتم تضمين الآلات في العديد من تواريخ الحوسبة. [و] نسخة عمل أعيد بناؤها لإحدى آلات Colossus معروضة الآن في بلتشلي بارك.

كان ENIAC (المكامل الرقمي الإلكتروني والكمبيوتر) الذي تم بناؤه في الولايات المتحدة هو أول كمبيوتر إلكتروني قابل للبرمجة تم إنشاؤه في الولايات المتحدة. على الرغم من أن ENIAC كانت مشابهة لـ Colossus إلا أنها كانت أسرع وأكثر مرونة. لقد كان جهازًا كاملاً بشكل لا لبس فيه ، ويمكنه حساب أي مشكلة تتناسب مع ذاكرته. مثل Colossus ، تم تعريف "البرنامج" على ENIAC من خلال حالات كابلات ومفاتيح التصحيح الخاصة به ، وهو بعيد كل البعد عن الأجهزة الإلكترونية للبرامج المخزنة التي جاءت لاحقًا. بمجرد كتابة البرنامج ، كان لا بد من ضبطه ميكانيكيًا في الجهاز مع إعادة الضبط اليدوي للمقابس والمفاتيح. كان المبرمجون في ENIAC من النساء اللائي تم تدريبهن كعالمات رياضيات. [92]

لقد جمعت بين السرعة العالية للإلكترونيات والقدرة على البرمجة للعديد من المشكلات المعقدة. يمكن أن تضيف أو تطرح 5000 مرة في الثانية ، أسرع ألف مرة من أي آلة أخرى. كما أن لديها وحدات للضرب والقسمة والجذر التربيعي. اقتصرت الذاكرة عالية السرعة على 20 كلمة (أي ما يعادل حوالي 80 بايت).تم بناء ENIAC تحت إشراف جون موشلي وج. تحتوي على أكثر من 18000 أنبوب مفرغ و 1500 مرحلات ومئات الآلاف من المقاومات والمكثفات والمحاثات. [93] كان أحد الإنجازات الهندسية الكبرى هو تقليل آثار نضوب الأنبوب ، والتي كانت مشكلة شائعة في موثوقية الماكينة في ذلك الوقت. كانت الآلة قيد الاستخدام المستمر تقريبًا خلال السنوات العشر القادمة.

كانت آلات الحوسبة المبكرة قابلة للبرمجة بمعنى أنها يمكن أن تتبع تسلسل الخطوات التي تم إعدادها لتنفيذها ، ولكن تم إعداد "البرنامج" ، أو الخطوات التي كان من المفترض أن تنفذها الآلة ، عادةً عن طريق تغيير كيفية توصيل الأسلاك في لوحة التصحيح أو لوحة التوصيل. كانت "إعادة البرمجة" ، عندما كان ذلك ممكنًا على الإطلاق ، عملية شاقة ، بدءًا من المهندسين الذين يعملون على مخططات انسيابية ، وتصميم الإعداد الجديد ، ثم العملية التي غالبًا ما تتطلب إعادة توصيل الأسلاك فعليًا. [94] على النقيض من ذلك ، تم تصميم أجهزة الكمبيوتر ذات البرامج المخزنة لتخزين مجموعة من التعليمات (برنامج) ، في الذاكرة - عادةً نفس الذاكرة مثل البيانات المخزنة.

تحرير النظرية

تم اقتراح الأساس النظري لجهاز الكمبيوتر المخزن من قبل آلان تورينج في بحثه عام 1936. في عام 1945 ، التحق تورينج بالمختبر الفيزيائي الوطني وبدأ عمله في تطوير حاسوب رقمي إلكتروني مُخزن. كان تقريره الصادر عام 1945 بعنوان "الآلة الحاسبة الإلكترونية المقترحة" هو أول المواصفات لمثل هذا الجهاز.

في هذه الأثناء ، قام جون فون نيومان من كلية مور للهندسة الكهربائية بجامعة بنسلفانيا بتعميم كتابه المسودة الأولى لتقرير حول EDVAC في عام 1945. على الرغم من أنه يشبه إلى حد كبير تصميم تورينج ويحتوي على تفاصيل هندسية قليلة نسبيًا ، إلا أن بنية الكمبيوتر التي أوجزتها أصبحت تعرف باسم "فن العمارة فون نيومان". قدم تورينج ورقة أكثر تفصيلاً إلى اللجنة التنفيذية للمختبر الفيزيائي الوطني (NPL) في عام 1946 ، حيث أعطى أول تصميم كامل بشكل معقول لجهاز كمبيوتر مخزّن ، وهو جهاز أطلق عليه اسم محرك الحوسبة الأوتوماتيكية (ACE). ومع ذلك ، فإن تصميم EDVAC المشهور لجون فون نيومان ، الذي كان على علم بعمل تورينج النظري ، تلقى مزيدًا من الدعاية ، على الرغم من طبيعته غير المكتملة والافتقار المشكوك فيه إلى إسناد مصادر بعض الأفكار. [48]

اعتقد تورينج أن سرعة وحجم ذاكرة الكمبيوتر هما عنصران حاسمان ، لذلك اقترح ذاكرة عالية السرعة لما سيطلق عليه اليوم 25 كيلوبايت ، يمكن الوصول إليها بسرعة 1 ميجاهرتز. نفذت ACE استدعاءات روتين فرعي ، بينما لم تفعل EDVAC ، واستخدمت ACE أيضًا تعليمات الكمبيوتر المختصرة ، شكل مبكر من لغة البرمجة.

مانشستر بيبي تحرير

كان Manchester Baby أول كمبيوتر إلكتروني مخزن في العالم. تم بناؤه في جامعة فيكتوريا في مانشستر بواسطة فريدريك سي ويليامز وتوم كيلبورن وجيف توتيل ، وتم تشغيل أول برنامج له في 21 يونيو 1948. [95]

لم يكن الغرض من الآلة أن تكون كمبيوترًا عمليًا ولكن تم تصميمها بدلاً من ذلك لتكون بمثابة اختبار لأنبوب ويليامز ، وهو أول جهاز تخزين رقمي ذي وصول عشوائي. [96] اخترعها فريدي ويليامز وتوم كيلبورن [97] [98] في جامعة مانشستر في عامي 1946 و 1947 ، وكان عبارة عن أنبوب شعاع كاثود يستخدم تأثيرًا يسمى الانبعاث الثانوي لتخزين البيانات الثنائية الإلكترونية مؤقتًا ، وتم استخدامه بنجاح في العديد من أجهزة الكمبيوتر القديمة.

على الرغم من أن الكمبيوتر كان صغيرًا وبدائيًا ، إلا أنه كان دليلًا على مفهوم حل مشكلة واحدة ، كان الطفل أول آلة تعمل تحتوي على جميع العناصر الأساسية لجهاز كمبيوتر إلكتروني حديث. [99] بمجرد أن أثبت الطفل جدوى تصميمه ، بدأ مشروع في الجامعة لتطوير التصميم إلى كمبيوتر أكثر قابلية للاستخدام ، مانشستر مارك 1. أصبح مارك 1 بدوره بسرعة نموذجًا أوليًا لسيارة Ferranti Mark 1 ، أول كمبيوتر للأغراض العامة متوفر تجاريًا في العالم. [100]

كان طول كلمة الطفل 32 بت وذاكرة 32 كلمة. نظرًا لأنه تم تصميمه ليكون أبسط كمبيوتر برنامج مخزن ممكن ، فإن العمليات الحسابية الوحيدة التي تم تنفيذها في الأجهزة هي الطرح والنفي تم تنفيذ عمليات حسابية أخرى في البرنامج. وجد أول ثلاثة برامج تمت كتابتها للجهاز أعلى عامل قاسم مناسب وهو 2 18 (262،144) ، وهي عملية حسابية كانت تستغرق وقتًا طويلاً للتشغيل - وبالتالي إثبات موثوقية الكمبيوتر - عن طريق اختبار كل عدد صحيح من 2 18 - 1 إلى أسفل ، حيث تم تنفيذ القسمة بالطرح المتكرر للمقسوم عليه. يتكون البرنامج من 17 تعليمات واستمر لمدة 52 دقيقة قبل الوصول إلى الإجابة الصحيحة وهي 131،072 ، بعد أن أجرى الطفل 3.5 مليون عملية (للحصول على سرعة وحدة معالجة مركزية فعالة تبلغ 1.1 kIPS). تم عرض التقريبات المتتالية للإجابة على أنها المواضع المتتالية لنقطة مضيئة على أنبوب ويليامز.

مانشستر مارك 1 تحرير

أدت الآلة التجريبية إلى تطوير مانشستر مارك 1 في جامعة مانشستر. [101] بدأ العمل في أغسطس 1948 ، وبدأ العمل بالنسخة الأولى بحلول أبريل 1949 ، وهو برنامج تمت كتابته للبحث عن أعداد ميرسين الأولية بدون أخطاء لمدة تسع ساعات في ليلة 16/17 يونيو 1949. تم الإبلاغ عن التشغيل الناجح للآلة على نطاق واسع في الصحافة البريطانية التي استخدمت عبارة "الدماغ الإلكتروني" في وصفها لقرائها.

يعد الكمبيوتر مهمًا بشكل خاص من الناحية التاريخية بسبب إدراجه الرائد لسجلات الفهرس ، وهو ابتكار سهّل على البرنامج القراءة بالتسلسل من خلال مجموعة من الكلمات في الذاكرة. نتجت أربع وثلاثون براءة اختراع عن تطوير الماكينة ، وتم دمج العديد من الأفكار الكامنة وراء تصميمها في منتجات تجارية لاحقة مثل IBM 701 و 702 بالإضافة إلى Ferranti Mark 1. وكبار المصممين ، فريدريك سي ويليامز وتوم كيلبورن ، استنتجوا من تجاربهم مع مارك 1 أن أجهزة الكمبيوتر سوف تستخدم في الأدوار العلمية أكثر من الرياضيات البحتة. في عام 1951 ، بدأوا أعمال التطوير في Meg ، خليفة Mark 1 ، والتي ستشمل وحدة النقطة العائمة.

تحرير EDSAC

كان المنافس الآخر لكونه أول كمبيوتر رقمي حديث معروف البرنامج المخزن هو EDSAC ، [103] الذي صممه وصنعه موريس ويلكس وفريقه في مختبر الرياضيات بجامعة كامبريدج في إنجلترا في جامعة كامبريدج في عام 1949. الآلة مستوحاة من جون فون نيومان المنوي المسودة الأولى لتقرير حول EDVAC وكان واحدًا من أوائل أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الرقمية المخزنة التي تعمل بشكل مفيد. [ز]

نفذ EDSAC برامجه الأولى في 6 مايو 1949 ، عندما قام بحساب جدول المربعات [106] وقائمة بالأرقام الأولية. كما كان EDSAC بمثابة الأساس لأول كمبيوتر مطبق تجاريًا ، وهو LEO I ، الذي تستخدمه شركة تصنيع المواد الغذائية J. Lyons & amp Co. Ltd .. تم إغلاق EDSAC 1 أخيرًا في 11 يوليو 1958 ، بعد أن حل محله EDSAC 2 الذي ظل قيد الاستخدام حتى عام 1965. [107]

قد ينخفض ​​"الدماغ" [الكمبيوتر] في يوم من الأيام إلى مستوانا [عامة الناس] ويساعدنا في حساب ضريبة الدخل وحسابات مسك الدفاتر. لكن هذه تكهنات وليس هناك ما يشير إلى ذلك حتى الآن.

تحرير EDVAC

اقترح مخترع ENIAC John Mauchly و J. Presper Eckert إنشاء EDVAC في أغسطس 1944 ، وبدأت أعمال التصميم لـ EDVAC في كلية مور للهندسة الكهربائية بجامعة بنسلفانيا ، قبل أن تعمل ENIAC بشكل كامل. نفذ التصميم عددًا من التحسينات المعمارية والمنطقية المهمة التي تم تصورها أثناء إنشاء ENIAC ، وذاكرة وصول تسلسلي عالية السرعة. [109] ومع ذلك ، ترك إيكرت وماوكلي المشروع وتعثر بناؤه.

تم تسليمه أخيرًا إلى مختبر أبحاث المقذوفات التابع للجيش الأمريكي في Aberdeen Proving Ground في أغسطس 1949 ، ولكن نظرًا لعدد من المشكلات ، بدأ تشغيل الكمبيوتر فقط في عام 1951 ، وبعد ذلك على أساس محدود فقط.

أجهزة الكمبيوتر التجارية تحرير

كان أول كمبيوتر تجاري هو Ferranti Mark 1 ، الذي صنعته شركة Ferranti وتم تسليمه إلى جامعة مانشستر في فبراير 1951. واستند إلى Manchester Mark 1. كانت التحسينات الرئيسية على Manchester Mark 1 في حجم التخزين الأساسي ( باستخدام أنابيب ويليامز ذات الوصول العشوائي) والتخزين الثانوي (باستخدام أسطوانة مغناطيسية) ومضاعف أسرع وتعليمات إضافية. كان وقت الدورة الأساسي 1.2 مللي ثانية ، ويمكن إكمال الضرب في حوالي 2.16 مللي ثانية. استخدم المضاعف ما يقرب من ربع الأنابيب المفرغة (الصمامات) التي يبلغ عددها 4050 بالماكينة. [110] تم شراء آلة ثانية من قبل جامعة تورنتو ، قبل مراجعة التصميم في مارك 1 ستار. تم تسليم ما لا يقل عن سبع من هذه الآلات اللاحقة بين عامي 1953 و 1957 ، أحدها إلى معامل شل في أمستردام. [111]

في أكتوبر 1947 ، قرر مديرو شركة J. بدأ تشغيل كمبيوتر LEO I في أبريل 1951 [112] وشغل أول وظيفة كمبيوتر مكتبية روتينية منتظمة في العالم. في 17 نوفمبر 1951 ، بدأت شركة J. Lyons التشغيل الأسبوعي لوظيفة تقييم مخبز في LEO (مكتب Lyons الإلكتروني). كان هذا أول تطبيق أعمال يتم نشره مباشرة على كمبيوتر برنامج مخزن. [ح]

في يونيو 1951 ، تم تسليم UNIVAC I (Universal Automatic Computer) إلى مكتب الإحصاء الأمريكي. باعت شركة Remington Rand في النهاية 46 آلة بأكثر من مليون دولار أمريكي لكل منها (9.97 مليون دولار أمريكي اعتبارًا من عام 2021). [113] UNIVAC كان أول كمبيوتر "منتج بكميات كبيرة". استخدمت 5200 أنبوب مفرغ واستهلكت 125 كيلوواط من الطاقة. كان تخزينه الأساسي عبارة عن خطوط تأخير الزئبق ذات الوصول التسلسلي القادرة على تخزين 1000 كلمة من 11 رقمًا عشريًا بالإضافة إلى علامة (72 بتة كلمة).

طرحت شركة IBM جهاز كمبيوتر أصغر حجمًا وبأسعار معقولة في عام 1954 أثبت أنه شائع جدًا. [i] [115] يزن جهاز IBM 650 أكثر من 900 كجم ، ويزن مصدر الطاقة المرفق حوالي 1350 كجم وكلاهما تم وضعه في خزانات منفصلة بمساحة 1.5 متر تقريبًا في 0.9 متر × 1.8 متر. تكلفتها 500000 دولار أمريكي [116] (4.82 مليون دولار أمريكي اعتبارًا من عام 2021) أو يمكن تأجيرها مقابل 3500 دولار أمريكي شهريًا (30 ألف دولار أمريكي اعتبارًا من عام 2021). [113] كانت ذاكرة الطبلة في الأصل 2000 كلمة مكونة من عشرة أرقام ، ثم توسعت فيما بعد لتصل إلى 4000 كلمة. كانت قيود الذاكرة مثل هذا سيطرت على البرمجة لعقود بعد ذلك. تم جلب تعليمات البرنامج من الأسطوانة الدوارة أثناء تشغيل الكود. تم توفير التنفيذ الفعال باستخدام ذاكرة الأسطوانة من خلال مجموعة من بنية الأجهزة: تضمن تنسيق التعليمات عنوان التعليمات والبرامج التالية: برنامج التجميع الأمثل الرمزي ، SOAP ، [117] التعليمات المخصصة للعناوين المثلى (إلى أقصى حد ممكن بواسطة تحليل ثابت للبرنامج المصدر). وبالتالي ، تم وضع العديد من الإرشادات ، عند الحاجة ، في الصف التالي من الأسطوانة المراد قراءتها ولم يكن وقت الانتظار الإضافي لدوران الأسطوانة مطلوبًا.

تحرير البرمجة المصغرة

في عام 1951 ، طور العالم البريطاني موريس ويلكس مفهوم البرمجة الدقيقة من إدراك أن وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر يمكن التحكم فيها بواسطة برنامج كمبيوتر مصغر عالي التخصص في ذاكرة القراءة فقط عالية السرعة. تسمح البرمجة المصغرة بتعريف مجموعة التعليمات الأساسية أو توسيعها بواسطة برامج مدمجة (تسمى الآن البرامج الثابتة أو الرمز الصغير). [118] هذا المفهوم يبسط بشكل كبير تطوير وحدة المعالجة المركزية. وصف ذلك لأول مرة في المؤتمر الافتتاحي للكمبيوتر بجامعة مانشستر في عام 1951 ، ثم نُشر في شكل موسع في IEEE Spectrum في عام 1955. [ بحاجة لمصدر ]

تم استخدامه على نطاق واسع في وحدات المعالجة المركزية ووحدات الفاصلة العائمة للحواسيب المركزية وأجهزة الكمبيوتر الأخرى ، وقد تم تنفيذه لأول مرة في EDSAC 2 ، [119] والذي استخدم أيضًا "شرائح بت" متعددة متطابقة لتبسيط التصميم. تم استخدام مجموعات أنابيب قابلة للتبديل والاستبدال لكل جزء من المعالج. [ي]

تم تطوير ذاكرة الأسطوانة المغناطيسية للبحرية الأمريكية خلال الحرب العالمية الثانية مع استمرار العمل في شركة Engineering Research Associates (ERA) في عامي 1946 و 1947. تضمنت ERA ، ثم جزء من Univac ذاكرة طبل في عام 1103 ، تم الإعلان عنها في فبراير 1953. الكمبيوتر الذي تم إنتاجه بكميات كبيرة ، IBM 650 ، الذي تم الإعلان عنه أيضًا في عام 1953 ، كان يحتوي على حوالي 8.5 كيلو بايت من ذاكرة الطبل.

تم تسجيل براءة اختراع الذاكرة الأساسية المغناطيسية في عام 1949 [121] مع إظهار استخدامها لأول مرة لجهاز كمبيوتر Whirlwind في أغسطس 1953. [122] تبع ذلك التسويق التجاري بسرعة. تم استخدام النواة المغناطيسية في الأجهزة الطرفية لـ IBM 702 التي تم تسليمها في يوليو 1955 ، ولاحقًا في 702 نفسها. استخدم كل من IBM 704 (1955) و Ferranti Mercury (1957) الذاكرة المغناطيسية الأساسية. استمر في السيطرة على المجال في السبعينيات ، عندما تم استبداله بذاكرة أشباه الموصلات. بلغ حجم اللب المغناطيسي ذروته في حوالي عام 1975 وانخفض في الاستخدام وحصة السوق بعد ذلك. [123]

في أواخر عام 1980 ، كانت آلات PDP-11/45 التي تستخدم الذاكرة الرئيسية المغناطيسية الأساسية وطبولًا للتبديل لا تزال قيد الاستخدام في العديد من مواقع UNIX الأصلية.

تحديد خصائص بعض أجهزة الكمبيوتر الرقمية المبكرة في الأربعينيات (في تاريخ أجهزة الحوسبة)
اسم أول تشغيل النظام العددي آلية الحوسبة برمجة تورينج كاملة
آرثر إتش ديكنسون آي بي إم (الولايات المتحدة) يناير 1940 عدد عشري إلكتروني غير قابل للبرمجة لا
جوزيف ديش إن سي آر (الولايات المتحدة) مارس 1940 عدد عشري إلكتروني غير قابل للبرمجة لا
Zuse Z3 (ألمانيا) مايو 1941 النقطة العائمة الثنائية الكهروميكانيكية يتم التحكم في البرنامج بواسطة مخزون فيلم 35 مم مثقوب (ولكن لا يوجد فرع شرطي) من الناحية النظرية (1998)
أتاناسوف-بيري كمبيوتر (الولايات المتحدة) 1942 الثنائية إلكتروني غير قابل للبرمجة - لغرض واحد لا
Colossus Mark 1 (المملكة المتحدة) فبراير 1944 الثنائية إلكتروني يتم التحكم في البرنامج عن طريق توصيل الكابلات والمفاتيح لا
Harvard Mark I - IBM ASCC (الولايات المتحدة) مايو 1944 عدد عشري الكهروميكانيكية يتم التحكم في البرنامج بواسطة شريط ورقي مثقوب 24 قناة (ولكن لا يوجد فرع شرطي) قابل للنقاش
Colossus Mark 2 (المملكة المتحدة) يونيو 1944 الثنائية إلكتروني يتم التحكم في البرنامج عن طريق توصيل الكابلات والمفاتيح نظريًا (2011) [124]
Zuse Z4 (ألمانيا) مارس 1945 النقطة العائمة الثنائية الكهروميكانيكية يتم التحكم في البرنامج بواسطة مخزون فيلم 35 مم مثقوب نعم
ENIAC (الولايات المتحدة) فبراير 1946 عدد عشري إلكتروني يتم التحكم في البرنامج عن طريق توصيل الكابلات والمفاتيح نعم
ARC2 (SEC) (المملكة المتحدة) مايو 1948 الثنائية إلكتروني برنامج مخزّن في ذاكرة الاسطوانة الدوارة نعم
طفل مانشستر (المملكة المتحدة) حزيران 1948 الثنائية إلكتروني برنامج مخزّن في ذاكرة أنبوب أشعة الكاثود ويليامز نعم
تعديل ENIAC (الولايات المتحدة) سبتمبر 1948 عدد عشري إلكتروني آلية البرمجة المخزنة للقراءة فقط باستخدام جداول الوظائف كذاكرة قراءة فقط للبرنامج نعم
مانشستر مارك 1 (المملكة المتحدة) أبريل 1949 الثنائية إلكتروني برنامج مخزّن في ذاكرة أنبوب أشعة كاثود ويليامز وذاكرة أسطوانة مغناطيسية نعم
EDSAC (المملكة المتحدة) مايو 1949 الثنائية إلكتروني برنامج مخزّن في ذاكرة خط تأخير الزئبق نعم
CSIRAC (أستراليا) تشرين الثاني (نوفمبر) 1949 الثنائية إلكتروني برنامج مخزّن في ذاكرة خط تأخير الزئبق نعم

اخترع الترانزستور ثنائي القطب في عام 1947. وابتداءً من عام 1955 ، استبدلت الترانزستورات ما بعد الأنابيب المفرغة في تصميمات الكمبيوتر ، [125] مما أدى إلى ظهور "الجيل الثاني" من أجهزة الكمبيوتر. بالمقارنة مع الأنابيب المفرغة ، تتمتع الترانزستورات بالعديد من المزايا: فهي أصغر حجمًا وتتطلب طاقة أقل من الأنابيب المفرغة ، لذا فهي تنتج حرارة أقل. كانت ترانزستورات الوصلات السيليكونية أكثر موثوقية من الأنابيب المفرغة ولديها عمر خدمة أطول. يمكن أن تحتوي أجهزة الكمبيوتر الترانزستور على عشرات الآلاف من الدوائر المنطقية الثنائية في مساحة مضغوطة نسبيًا. قللت الترانزستورات بشكل كبير من حجم أجهزة الكمبيوتر والتكلفة الأولية وتكلفة التشغيل. عادة ، كانت أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثاني تتكون من عدد كبير من لوحات الدوائر المطبوعة مثل نظام آي بي إم المعياري المعياري ، [126] يحمل كل منها واحدًا إلى أربعة بوابات منطقية أو شبشب.

في جامعة مانشستر ، قام فريق بقيادة توم كيلبورن بتصميم وبناء آلة باستخدام الترانزستورات المطورة حديثًا بدلاً من الصمامات. في البداية ، كانت الأجهزة الوحيدة المتاحة هي ترانزستورات نقطة اتصال الجرمانيوم ، وهي أقل موثوقية من الصمامات التي تم استبدالها ولكنها تستهلك طاقة أقل بكثير. [127] تم تشغيل أول كمبيوتر ترانزيستور ، والأول في العالم ، بحلول عام 1953 ، [128] وتم الانتهاء من النسخة الثانية هناك في أبريل 1955. [129] استخدمت نسخة عام 1955 200 ترانزستور ، و 1300 ثنائيات صلبة ، ويستهلك طاقة 150 واط. ومع ذلك ، فقد استفادت الآلة من الصمامات لتوليد أشكال موجية على مدار الساعة تبلغ 125 كيلوهرتز وفي الدائرة للقراءة والكتابة على ذاكرة الأسطوانة المغناطيسية الخاصة بها ، لذلك لم يكن أول كمبيوتر ترانزستور بالكامل.

يذهب هذا التمييز إلى Harwell CADET لعام 1955 ، [130] التي بناها قسم الإلكترونيات في مؤسسة أبحاث الطاقة الذرية في Harwell. تميز التصميم بمخزن ذاكرة أسطوانة مغناطيسية سعة 64 كيلو بايت برؤوس متحركة متعددة تم تصميمها في المختبر الفيزيائي الوطني بالمملكة المتحدة. بحلول عام 1953 ، كان لدى هذا الفريق دوائر ترانزستور تعمل للقراءة والكتابة على أسطوانة مغناطيسية أصغر من مؤسسة الرادار الملكية. استخدمت الآلة سرعة ساعة منخفضة تبلغ 58 كيلو هرتز فقط لتجنب الاضطرار إلى استخدام أي صمامات لتوليد أشكال موجة الساعة. [131] [130]

استخدمت CADET ترانزستورات ذات 324 نقطة تلامس مقدمة من شركة المملكة المتحدة Standard Telephones and Cables 76 تم استخدام ترانزستورات الوصلات لمكبرات الصوت للمرحلة الأولى للبيانات التي تم قراءتها من الأسطوانة ، نظرًا لأن ترانزستورات نقطة التلامس كانت صاخبة جدًا. من أغسطس 1956 ، كان CADET يقدم خدمة حوسبة منتظمة ، غالبًا ما نفذت خلالها عمليات حوسبة مستمرة لمدة 80 ساعة أو أكثر. [132] [133] كانت المشكلات المتعلقة بموثوقية الدُفعات المبكرة من التلامس النقطي وترانزستورات الوصلات المخلوطة تعني أن متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل كان حوالي 90 دقيقة ، ولكن هذا تحسن بمجرد توفر ترانزستورات الوصلات ثنائية القطب الأكثر موثوقية. [134]

تم اعتماد تصميم الكمبيوتر الترانزستور بجامعة مانشستر من قبل شركة الهندسة المحلية Metropolitan-Vickers في Metrovick 950 ، وهو أول كمبيوتر ترانزستور تجاري في أي مكان. [١٣٥] تم بناء ستة من طرازات ميتروفيك 950 ، وتم الانتهاء من أولها في عام 1956. وتم نشرها بنجاح في مختلف أقسام الشركة واستمرت في الاستخدام لمدة خمس سنوات تقريبًا. [129] حاسب الجيل الثاني ، آي بي إم 1401 ، استحوذ على حوالي ثلث السوق العالمية. قامت شركة IBM بتركيب أكثر من عشرة آلاف 1401s بين عامي 1960 و 1964.

تعديل ملحقات الترانزستور

لم تتحسن الإلكترونيات الترانزستور فقط وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) ، ولكن أيضًا الأجهزة الطرفية. تمكنت وحدات تخزين بيانات القرص من الجيل الثاني من تخزين عشرات الملايين من الأحرف والأرقام. بجانب وحدات تخزين القرص الثابت ، المتصلة بوحدة المعالجة المركزية عبر نقل البيانات عالي السرعة ، كانت وحدات تخزين بيانات القرص قابلة للإزالة. يمكن استبدال حزمة الأقراص القابلة للإزالة بسهولة بحزمة أخرى في غضون ثوانٍ قليلة.حتى إذا كانت سعة الأقراص القابلة للإزالة أصغر من الأقراص الثابتة ، فإن قابليتها للتبادل تضمن كمية غير محدودة تقريبًا من البيانات في متناول اليد. يوفر الشريط المغناطيسي إمكانية أرشيفية لهذه البيانات ، بتكلفة أقل من تكلفة القرص.

قامت العديد من وحدات المعالجة المركزية من الجيل الثاني بتفويض اتصالات الأجهزة الطرفية إلى معالج ثانوي. على سبيل المثال ، بينما يتحكم معالج الاتصال في قراءة البطاقة وتثقيبها ، نفذت وحدة المعالجة المركزية الرئيسية العمليات الحسابية وتعليمات الفرع الثنائي. ستحمل قاعدة بيانات واحدة البيانات بين وحدة المعالجة المركزية الرئيسية والذاكرة الأساسية بمعدل دورة تنفيذ الجلب في وحدة المعالجة المركزية ، وستعمل قواعد البيانات الأخرى عادةً على خدمة الأجهزة الطرفية. في PDP-1 ، كان وقت دورة الذاكرة الأساسية 5 ميكروثانية ، وبالتالي استغرقت معظم التعليمات الحسابية 10 ميكروثانية (100000 عملية في الثانية) لأن معظم العمليات استغرقت دورتين للذاكرة على الأقل واحدة للتعليمات ، واحدة لجلب بيانات المعامل.

خلال الجيل الثاني من الوحدات الطرفية البعيدة (غالبًا في شكل طابعات عن بعد مثل Friden Flexowriter) شهدت استخدامًا متزايدًا بشكل كبير. [ك] قدمت اتصالات الهاتف سرعة كافية للمحطات البعيدة المبكرة وسمحت بفصل مئات الكيلومترات بين المحطات البعيدة ومركز الحوسبة. في نهاية المطاف ، سيتم تعميم شبكات الكمبيوتر المستقلة هذه في شبكة مترابطة شبكة من الشبكات-الإنترنت. [ل]

تحرير أجهزة الكمبيوتر العملاقة الترانزستور

شهدت أوائل الستينيات ظهور الحوسبة الفائقة. كان الأطلس تطورًا مشتركًا بين جامعة مانشستر ، وفيرانتي ، وبليسي ، وتم تثبيته لأول مرة في جامعة مانشستر وتم تكليفه رسميًا في عام 1962 كواحد من أوائل أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم - يُعتبر أقوى كمبيوتر في العالم في ذلك الوقت . [138] قيل أنه كلما أصبح نظام أطلس غير متصل بالإنترنت ، فقد نصف سعة الكمبيوتر في المملكة المتحدة. [139] كانت آلة من الجيل الثاني ، تستخدم ترانزستورات الجرمانيوم المنفصلة. كان أطلس أيضًا رائدًا في نظام أطلس المشرف ، "الذي يعتبره الكثيرون أول نظام تشغيل حديث يمكن التعرف عليه". [140]

في الولايات المتحدة ، تم تصميم سلسلة من أجهزة الكمبيوتر في شركة Control Data Corporation (CDC) بواسطة Seymour Cray لاستخدام التصاميم المبتكرة والتوازي لتحقيق أعلى أداء حسابي. [141] يُعد CDC 6600 ، الذي تم إصداره في عام 1964 ، أول كمبيوتر عملاق بشكل عام. [142] [143] تفوق CDC 6600 على سابقه ، IBM 7030 Stretch ، بنحو 3 أضعاف. مع أداء حوالي 1 ميجا فلوب ، كان CDC 6600 أسرع كمبيوتر في العالم من 1964 إلى 1969 ، عندما تخلى عن هذا الوضع لخليفته ، CDC 7600.

استخدم "الجيل الثالث" من أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الرقمية شرائح الدوائر المتكاملة (IC) كأساس لمنطقهم.

تم وضع فكرة الدائرة المتكاملة من قبل عالم الرادار الذي يعمل في مؤسسة الرادار الملكية التابعة لوزارة الدفاع ، جيفري دبليو إيه دومر.

اخترع جاك كيلبي أول دوائر متكاملة عاملة في شركة Texas Instruments وروبرت نويس في شركة Fairchild Semiconductor. [144] سجل كيلبي أفكاره الأولية المتعلقة بالدائرة المتكاملة في يوليو 1958 ، حيث أظهر بنجاح أول مثال متكامل يعمل في 12 سبتمبر 1958. [145] كان اختراع كيلبي عبارة عن دائرة متكاملة هجينة (دوائر متكاملة مختلطة). [146] كان لها وصلات أسلاك خارجية ، مما جعل من الصعب إنتاجها بكميات كبيرة. [147]

توصل نويس إلى فكرته الخاصة عن دائرة متكاملة بعد نصف عام من كيلبي. [148] كان اختراع نويس عبارة عن شريحة دائرة متكاملة متجانسة (IC). [149] [147] حلت رقاقاته العديد من المشكلات العملية التي لم تحلها شركة كيلبي. أنتجت في Fairchild Semiconductor ، وهي مصنوعة من السيليكون ، في حين أن رقاقة كيلبي مصنوعة من الجرمانيوم. كان الأساس لـ Noyce's monolithic IC هو عملية فيرتشايلد المستوية ، والتي سمحت بوضع الدوائر المتكاملة باستخدام نفس مبادئ الدوائر المطبوعة. تم تطوير العملية المستوية بواسطة زميل نويس جان هورني في أوائل عام 1959 ، بناءً على عمل محمد م. أتالا على تخميل سطح أشباه الموصلات بواسطة ثاني أكسيد السيليكون في مختبرات بيل في أواخر الخمسينيات. [150] [151] [152]

ظهرت أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث (الدوائر المتكاملة) لأول مرة في أوائل الستينيات في أجهزة الكمبيوتر المطورة للأغراض الحكومية ، ثم في أجهزة الكمبيوتر التجارية بدءًا من منتصف الستينيات. كان أول كمبيوتر IC من السيليكون هو Apollo Guidance Computer أو AGC. [١٥٣] على الرغم من أنه ليس أقوى كمبيوتر في ذلك الوقت ، إلا أن القيود الشديدة على الحجم والكتلة والقوة لمركبة أبولو الفضائية تتطلب أن يكون AGC أصغر بكثير وأكثر كثافة من أي كمبيوتر سابق ، حيث يبلغ وزنه 70 رطلاً فقط (32 كجم) ). حملت كل مهمة هبوط على سطح القمر اثنين من AGCs ، واحدة في كل من وحدات القيادة والصعود على سطح القمر.

تم اختراع MOSFET (ترانزستور تأثير المجال لأكسيد المعادن وأشباه الموصلات ، أو ترانزستور MOS) من قبل محمد عطاالله وداون كانغ في مختبرات بيل في عام 1959. [154] بالإضافة إلى معالجة البيانات ، أتاحت MOSFET الاستخدام العملي لـ MOS الترانزستورات كعناصر تخزين لخلايا الذاكرة ، وهي وظيفة كانت تخدمها النوى المغناطيسية سابقًا. كانت ذاكرة أشباه الموصلات ، المعروفة أيضًا باسم ذاكرة MOS ، أرخص وتستهلك طاقة أقل من الذاكرة المغناطيسية الأساسية. [155] تم تطوير ذاكرة الوصول العشوائي MOS (RAM) ، على شكل ذاكرة RAM ثابتة (SRAM) ، بواسطة John Schmidt في Fairchild Semiconductor في عام 1964. [155] [156] في عام 1966 ، روبرت دينارد من IBM Thomas J. قام مركز أبحاث واتسون بتطوير ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) من MOS. [157] في عام 1967 ، طور Dawon Kahng و Simon Sze في Bell Labs بوابة MOSFET العائمة ، وهي أساس ذاكرة MOS غير المتطايرة مثل EPROM و EEPROM وذاكرة فلاش. [158] [159]

استخدم "الجيل الرابع" من أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الرقمية المعالجات الدقيقة كأساس لمنطقهم. تعود أصول المعالج الدقيق إلى شريحة الدائرة المتكاملة MOS (MOS IC). [160] نظرًا للتحجيم السريع للـ MOSFET ، زادت رقائق MOS IC بسرعة في التعقيد بمعدل يتنبأ به قانون مور ، مما أدى إلى تكامل واسع النطاق (LSI) مع مئات الترانزستورات على شريحة MOS واحدة في أواخر الستينيات. كان تطبيق رقائق MOS LSI على الحوسبة أساس المعالجات الدقيقة الأولى ، حيث بدأ المهندسون في إدراك أنه يمكن احتواء معالج كمبيوتر كامل على شريحة MOS LSI واحدة. [160]

إن موضوع الجهاز الذي كان المعالج الدقيق الأول هو موضوع مثير للجدل ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدم الاتفاق على التعريف الدقيق لمصطلح "المعالج الدقيق". كانت أقدم المعالجات الدقيقة متعددة الشرائح هي الأنظمة رباعية الطور AL-1 في عام 1969 و Garrett AiResearch MP944 في عام 1970 ، والتي تم تطويرها باستخدام عدة شرائح MOS LSI. [160] كان أول معالج دقيق أحادي الرقاقة هو Intel 4004 ، [161] تم تطويره على شريحة PMOS LSI واحدة. [160] تم تصميمها وتنفيذها من قبل تيد هوف وفيدريكو فاجين وماساتوشي شيما وستانلي مازور من شركة إنتل ، وتم إصدارها في عام 1971. [م] تاداشي ساساكي وماساتوشي شيما من شركة Busicom ، الشركة المصنعة للآلة الحاسبة ، كان لديها البصيرة الأولية بأن وحدة المعالجة المركزية يمكن أن تكون شريحة MOS LSI واحدة ، مقدمة من Intel. [163] [161]

في حين أن المعالجات الدقيقة الأقدم كانت تحتوي حرفيًا على المعالج فقط ، أي وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر ، أدى تطورها التدريجي بشكل طبيعي إلى رقائق تحتوي على معظم أو كل الأجزاء الإلكترونية الداخلية للكمبيوتر. الدائرة المتكاملة في الصورة على اليمين ، على سبيل المثال ، Intel 8742 ، عبارة عن متحكم 8 بت يتضمن وحدة معالجة مركزية تعمل بسرعة 12 ميجاهرتز و 128 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي و 2048 بايت من EPROM و I / O في نفس الشريحة .

خلال الستينيات كان هناك تداخل كبير بين تقنيات الجيل الثاني والثالث. [n] قامت شركة IBM بتطبيق وحدات IBM Solid Logic Technology في الدوائر الهجينة لنظام IBM System / 360 في عام 1964. وفي أواخر عام 1975 ، واصلت شركة Sperry Univac تصنيع آلات الجيل الثاني مثل UNIVAC 494. أنظمة Burroughs الكبيرة مثل كانت B5000 عبارة عن آلات مكدس ، مما سمح ببرمجة أبسط. تم أيضًا تنفيذ آلية الضغط هذه في أجهزة الكمبيوتر الصغيرة والمعالجات الدقيقة في وقت لاحق ، مما أثر على تصميم لغة البرمجة. عملت الحواسيب الصغيرة كمراكز كمبيوتر منخفضة التكلفة للصناعة والأعمال والجامعات. [164] أصبح من الممكن محاكاة الدوائر التناظرية باستخدام برنامج محاكاة مع التركيز على الدوائر المتكاملة، أو SPICE (1971) على الحواسيب الصغيرة ، أحد برامج أتمتة التصميم الإلكتروني (EDA). أدى المعالج الدقيق إلى تطوير أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ، وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة منخفضة التكلفة التي يمكن أن يمتلكها الأفراد والشركات الصغيرة. أصبحت الحواسيب الصغيرة ، التي ظهر أولها في السبعينيات ، منتشرة في كل مكان في الثمانينيات وما بعدها.

في حين أن أي نظام محدد يعتبر أول كمبيوتر صغير هو أمر مثير للجدل ، حيث كان هناك العديد من أنظمة الهواة الفريدة التي تم تطويرها استنادًا إلى Intel 4004 وخليفتها Intel 8008 ، كانت أول مجموعة أجهزة كمبيوتر صغيرة متاحة تجاريًا هي Altair 8800 التي تستند إلى Intel 8080. ، الذي تم الإعلان عنه في يناير 1975 مقالة غلاف لـ إلكترونيات شعبية. ومع ذلك ، كان هذا نظامًا محدودًا للغاية في مراحله الأولية ، حيث يحتوي على 256 بايت فقط من DRAM في عبوته الأولية ولا يوجد مدخلات ومخرجات باستثناء مفاتيح التبديل وشاشة LED للتسجيل. على الرغم من ذلك ، فقد كان رائجًا في البداية بشكل مفاجئ ، مع عدة مئات من المبيعات في السنة الأولى ، وتجاوز الطلب العرض بسرعة. سرعان ما بدأ العديد من بائعي الطرف الثالث الأوائل مثل Cromemco و Processor Technology في توفير أجهزة ناقل S-100 إضافية لـ Altair 8800.

في أبريل 1975 في معرض هانوفر ، قدم أوليفيتي P6060 ، أول نظام كمبيوتر شخصي كامل ومجمع مسبقًا في العالم. تتكون وحدة المعالجة المركزية من بطاقتين ، رمز يسمى PUCE1 و PUCE2 ، وعلى عكس معظم أجهزة الكمبيوتر الشخصية الأخرى ، تم تصميمها بمكونات TTL بدلاً من معالج دقيق. كان يحتوي على محرك أقراص مرنة واحد أو اثنين مقاس 8 بوصات ، وشاشة بلازما من 32 حرفًا ، وطابعة حرارية رسومية من 80 عمودًا ، و 48 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولغة BASIC. ويزن 40 كجم (88 رطلاً). كنظام كامل ، كان هذا خطوة مهمة من Altair ، على الرغم من أنها لم تحقق نفس النجاح أبدًا ، فقد كانت في منافسة مع منتج مماثل من قبل IBM يحتوي على محرك أقراص مرن خارجي.

من عام 1975 إلى عام 1977 ، تم بيع معظم أجهزة الكمبيوتر الصغيرة ، مثل MOS Technology KIM-1 ، و Altair 8800 ، وبعض إصدارات Apple I ، كمجموعات لمستخدمي هذه الأجهزة. لم تكتسب الأنظمة المُجمَّعة مسبقًا الكثير من النجاح حتى عام 1977 ، مع إدخال Apple II و Tandy TRS-80 وأول حواسيب SWTPC و Commodore PET. تطورت الحوسبة مع معماريات الحواسيب الصغيرة ، مع ميزات مضافة من أشقائهم الأكبر ، والتي أصبحت الآن مسيطرة في معظم قطاعات السوق.

استخدم Tim Berners-Lee و Robert Cailliau في CERN حاسوب NeXT وأدواته ومكتباته التطويرية الموجهة للكائنات لتطوير أول برنامج خادم ويب في العالم ، CERN httpd ، كما تم استخدامه لكتابة أول متصفح ويب ، WorldWideWeb.

تتطلب الأنظمة المعقدة مثل أجهزة الكمبيوتر موثوقية عالية جدًا. ظلت ENIAC تعمل بشكل مستمر من عام 1947 إلى عام 1955 لمدة ثماني سنوات قبل أن يتم إغلاقها. على الرغم من أن الأنبوب المفرغ قد يفشل ، إلا أنه سيتم استبداله دون إسقاط النظام. من خلال الإستراتيجية البسيطة المتمثلة في عدم إغلاق ENIAC مطلقًا ، تم تقليل حالات الفشل بشكل كبير. أصبحت أجهزة الكمبيوتر الدفاعية الجوية SAGE ذات الأنبوب المفرغ موثوقة بشكل ملحوظ - تم تركيبها في أزواج ، أحدها غير متصل بالإنترنت ، والأنابيب التي من المحتمل أن تفشل ، فعلت ذلك عندما تم تشغيل الكمبيوتر عن قصد بطاقة منخفضة للعثور عليها. تستمر الأقراص الصلبة القابلة للتوصيل الساخن ، مثل الأنابيب المفرغة الساخنة القابلة للتوصيل في العام الماضي ، في تقليد الإصلاح أثناء التشغيل المستمر. لا تحتوي ذاكرات أشباه الموصلات بشكل روتيني على أخطاء عند تشغيلها ، على الرغم من أن أنظمة التشغيل مثل Unix قد استخدمت اختبارات الذاكرة عند بدء التشغيل لاكتشاف الأجهزة الفاشلة. اليوم ، أصبحت متطلبات الأداء الموثوق أكثر صرامة عندما تكون مزارع الخوادم هي منصة التسليم. [165] تمكنت Google من إدارة هذا باستخدام برنامج متسامح للتعافي من أعطال الأجهزة ، بل إنها تعمل على مفهوم استبدال مجموعات الخوادم بالكامل أثناء حدوث الخدمة. [166] [167]

في القرن الحادي والعشرين ، أصبحت وحدات المعالجة المركزية متعددة النواة متاحة تجارياً. [168] أصبحت الذاكرة القابلة للعنونة للمحتوى (CAM) [169] غير مكلفة بما يكفي لاستخدامها في الشبكات ، وكثيراً ما تُستخدم في ذاكرة التخزين المؤقت على الشريحة في المعالجات الدقيقة الحديثة ، على الرغم من عدم وجود نظام كمبيوتر قد نفذ حتى الآن أجهزة CAM لاستخدامها في البرمجة اللغات. حاليًا ، تعد CAMs (أو المصفوفات الترابطية) في البرامج خاصة بلغة البرمجة. تعد صفيفات خلايا الذاكرة شبه الموصلة هياكل منتظمة جدًا ، ويثبت المصنعون عملياتهم عليها ، مما يسمح بتخفيضات أسعار منتجات الذاكرة. خلال الثمانينيات ، تطورت البوابات المنطقية CMOS إلى أجهزة يمكن تصنيعها بأسرع أنواع الدوائر الأخرى ، وبالتالي يمكن تقليل استهلاك طاقة الكمبيوتر بشكل كبير. على عكس السحب الحالي المستمر للبوابة استنادًا إلى أنواع المنطق الأخرى ، فإن بوابة CMOS تسحب تيارًا مهمًا فقط أثناء "الانتقال" بين الحالات المنطقية ، باستثناء التسرب.

سمحت دوائر CMOS للحوسبة بأن تصبح سلعة موجودة الآن في كل مكان ، مضمنة في العديد من الأشكال ، من بطاقات المعايدة والهواتف إلى الأقمار الصناعية. أصبحت قوة التصميم الحراري التي تتبدد أثناء التشغيل ضرورية مثل سرعة الحوسبة للعملية. في عام 2006 ، استهلكت الخوادم 1.5٪ من إجمالي ميزانية الطاقة في الولايات المتحدة [170] كان من المتوقع أن يتضاعف استهلاك الطاقة لمراكز بيانات الكمبيوتر إلى 3٪ من الاستهلاك العالمي بحلول عام 2011. وقد ضغط نظام SoC (نظام على شريحة) أكثر من الدوائر المتكاملة في شريحة واحدة تُمكّن SoCs الهواتف وأجهزة الكمبيوتر من التقارب في أجهزة محمولة لاسلكية واحدة. [171]

الحوسبة الكمومية هي تقنية ناشئة في مجال الحوسبة. ذكرت MIT Technology Review في 10 نوفمبر 2017 أن شركة IBM قد أنشأت جهاز كمبيوتر بحجم 50 كيوبت حاليًا ، وتستمر حالته الكمية 50 ميكروثانية. [172] أبلغت شركة Physical Review X عن تقنية "الاستشعار أحادي البوابة كطريقة قراءة قابلة للتطبيق للكيوبت الدوراني" (حالة دوران مفردة وثلاثية في السيليكون) في 26 نوفمبر 2018. [173] نجح فريق Google في تشغيلها رقاقة مُعدِّل نبض الترددات الراديوية عند 3 كلفن ، مما يبسط علم التبريد في جهاز الكمبيوتر الذي يبلغ حجمه 72 كيوبت ، والذي تم إعداده ليعمل عند 0.3 كلفن ، لكن لا يزال يتعين إدخال دائرة القراءة ومحرك آخر في علم التبريد. [174] انظر: السيادة الكمية [175] [176] أظهرت أنظمة السيليكون كيوبت تشابكًا على مسافات غير محلية. [177]

حتى أن الأجهزة الحاسوبية وبرامجها أصبحت مجازًا لتشغيل الكون. [178]

يمكن الاستدلال على إشارة إلى سرعة تطور هذا المجال من تاريخ مقالة عام 1947 التي كتبها بيركس وجولدشتاين وفون نيومان. [179] بحلول الوقت الذي كان فيه أي شخص لديه الوقت لكتابة أي شيء ، كان قد عفا عليه الزمن. بعد عام 1945 ، قرأ آخرون كتاب جون فون نيومان المسودة الأولى لتقرير حول EDVAC، وعلى الفور بدأوا في تنفيذ أنظمتهم الخاصة. حتى يومنا هذا ، استمرت وتيرة التنمية السريعة في جميع أنحاء العالم. [180] [س]


شاهد الفيديو: الحوسبة السحابية - عباس