بررسی تاریخچه کامپیوتر | تاریخچه پیدایش رایانه

رایانه‌ها ماشین‌های محاسبه گری هستند که کارهای روزمره ما را سرعت می‌بخشند. اگر نگاهی به تاریخچه کامپیوتر بیندازیم متوجه تغییرات اساسی آن از ابتدا تا کنون می‌شویم. رایانه یکی از اختراعاتی است که توانسته زندگی ما را به صورت همه جانبه تحت الشعاع قرار دهد.
اولین کامپیوترهای ساخته شده، در واقع همان ماشین حساب‌ها بودند که با پیشرفت علم و تکامل نسل‌های رایانه، مدارهای به کار رفته به مرور کوچکتر و پیشرفته‌تر شدند. این تغییرات علاوه بر ابعاد، در تکنولوژی‌های به کار رفته در کامپیوترها نیز به خوبی قابل لمس است و همچنین باعث افزایش تعداد علاقه مندان به شرکت در کنکور کارشناسی ارشد علوم کامپیوتر و مهندسی کامپیوتر شده است. در ادامه با ما همراه باشید تا این دستگاه پر راز و رمز را از ابتدا تا امروز مورد بررسی قرار دهیم.

نگاهی گذرا بر اولین دستگاه‌های محاسباتی

پیش از اختراع کامپیوترها به صورتی که در حال حاضر شاهد آن هستیم، در ابتدا مردم از سنگ، چوب و استخوان جهت شمارش و محاسبات ساده استفاده می‌کردند. با پیشرفته شدن علم و تکنولوژی و تکامل بشر دستگاه‌های محاسباتی نیز توسعه یافتند. در ادامه به صورت خلاصه دستگاه‌های محاسباتی اولیه در تاریخچه کامپیوتر را معرفی می‌کنیم:

چرتکه

چینی‌ها در 4000 سال قبل وسیله‌ای را اختراع کردند که از یک قفسه چوبی و میله‌هایی فلزی به همراه مهره‌هایی که به آن‌ها متصل بودند، تشکیل شده بود. این مهره‌ها طبق قواعد خاصی تکان داده می‌شوند تا محاسبات انجام شوند.

استخوان نپر

در تاریخچه کامپیوتر این دستگاه محاسباتی که توسط جان نپر یا ناپیر اختراع شد، اولین ماشین دارای نقطه اعشار بود. این ماشین دارای 10 نوار یا استخوان عاج بود که هر یک عدد مشخصی داشتند و برای ضرب و تقسیم مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

پاسکالین

این دستگاه که ماشین حساب نیز نامیده می‌شود نخستین ماشین حساب مکانیکی و خودکار محسوب می‌شد که توسز بیلز پاسکال در 1642 اختراع گردید. دستگاه پاسکالین جعبه‌ای چوبی دارای چندین چرخ و چرخ دنده بود که محاسبات جمع و تفریق را انجام می‌داد.

رکونر پلکانی

گوتفرید ویلهلم لایبنیتس در سال 1673 یک ماشین حساب مکانیکی دیجیتال اختراع کرد که به جای چرخ دنده، دارای درام‌های فلوت دار بود.

موتور تفاوت

در مسیر تاریخچه کامپیوتر، اختراع موتور تفاوت به عنوان یک کامپیوتر مکانیکی، در دهه 1820 انجام شد. این دستگاه با نیروی بخار کار می‌کرد و می‌توانست محاسبات اولیه و ساده را با موقعیت چرخ‌های دندانه‌دار انجام دهد. این دستگاه برای حل جدول‌های لگاریتمی کاربردی بود.

ماشین تحلیلی

این دستگاه نیز یک کامپیوتر مکانیکی بود که به کمک کارت‌های پانچی کار می‌کرد و علاوه بر حل هر مسئله ریاضی، اطلاعات را به صورت دائمی نیز ذخیره می‌کرد.

دستگاه جدول بندی

برای ثبت آمارها و مرتب سازی آن‌ها در جدول از این دستگاه استفاده می‌شد که یک جدول ساز مکانیکی مبتنی بر کارت‌های پانچی بود.

آنالایزر دیفرانسیل

اولین کامپیوتر الکتریکی در 1930 اختراع شد که توانایی انجام 25 محاسبه را در چند دقیقه داشت. این دستگاه از لوله‌های خلا جهت تعویض سیگنال‌های الکتریکی برای انجام محاسبات استفاده می‌کرد.

مارک

اولین رایانه الکترومکانیکی در تاریخچه کامپیوتر، عظمت زیادی داشت و در آن از کلیدها، رله‌ها، شفت‌ها و کلاچ‌ها و صدها کیلومتر سیم استفاده شده بود. حجم این کامپیوتر به 23 متر مکعب و وزن آن نیز به 4.3 تن می‌رسید.

 

سیر تکامل و تاریخچه کامپیوتر در نسل‌های مختلف

اولین کامپیوترهای جهان همان ماشین حساب‌ها بودند اما با پیشرفت و تکامل یافتن نسل‌های کامپیوتر، در سال 1940 شاهد کوچک و پیشرفته‌تر شدن مدارها بودیم. این موضوع سبب شد تا سرعت، میزان فضای ذخیره سازی اطلاعات و همینطور قدرت رایانه‌ها بهبود یابد. به طور کلی می‌توان گفت در تاریخچه کامپیوتر، تفاوت نسل‌های مختلف آن، تفاوت در تکنولوژی‌های بسیار عمده و اساسی است. این تغییرات از مدارهای لوله خلا آغاز شده و امروزه با هوش مصنوعی در حال گسترش و تکامل است.

نسل های کامپیوتر	جدول زمانی نسل ها	سخت افزار در حال تکامل
نسل اول	1950-1940	مبتنی بر لوله خلاء
نسل دوم	1960-1950	مبتنی بر ترانزیستور
نسل سوم	1970-1960	مبتنی بر مدار مجتمع آی سی
نسل چهارم	1970 تاکنون	مبتنی بر ریزپردازنده
نسل پنجم	حال و آینده	مبتنی بر هوش مصنوعی

کامپیوترهای نسل اول

اولین رایانه نسل اول در تاریخچه کامپیوتر در سال 1937 به تولید رسید و به افتخار مخترع آن، نام کامپیوتر ایکن را بر آن نهادند. در این رایانه‌ها، لامپ‌ها یا لوله‌های خلا به عنوان اجزای اصلی به کار رفته بودند و حافظه آن‌ها را درام‌ها و نوارهای مغناطیسی تشکیل می‌دادند. لامپ خلا (لامپ دیودی) در واقع دستگاه الکترونیکی است که با کنترل جریان الکترون‌ها در خلا، به عنوان سوئیچ، تقویت کننده و صفحه نمایش در رایانه‌های قدیمی استفاده می‌شد.
وزن کامپیوتر ایکن بسیار زیاد بود و فضای زیادی (در حد یک اتاق) را اشغال می‌کرد؛ به همین دلیل جابه‌جایی آن بسیار دشوار بود. ایکن و سایر کامپیوترهای این نسل برق زیادی مصرف می‌کردند و در مقابل، گرمای تولیدی‌شان زیاد بود. ورودی و خروجی این کامپیوترها نیز به کارت‌های پانچ و نوار مغناطیسی متکی بود.

کامپیوترهای نسل دوم

حافظه کم و حجم بسیار زیاد کامپیوترهای نسل اول سبب شد تا در نسل بعدی، به جای لامپ‌های خلا یا دیودی، از ترانزیستورها در ساختار کامپیوترها استفاده شود. این جایگزینی مزایایی از جمله کاهش حجم رایانه، مصرف کمتر انرژی و در نتیجه کاهش تولید گرما را به دنبال داشت.
جالب است بدانید که در سال 1948 که اولین کامپیوترهای نسل دوم ساخته شدند، تقریبا 10 سال از اختراع ترانزیستورها می‌گذشت؛ با این حال در تاریخچه کامپیوتر، فکر استفاده از ترانزیستورها در نسل قبلی رایانه‌ها به ذهن کسی خطور نکرده بود. داشتن حافظه بیشتر و سرعت بالاتر، کاربری ساده‌تر، نیاز به فضای کمتر و همینطور قیمت پایین‌تر این کامپیوترها، سبب شد تا محبوبیت بیشتری میان افراد پیدا کنند.
علاوه بر این برخلاف کامپیوترهای نسل اول، نیازی به داشتن دانش ماشینی جهت برنامه نویسی در این کامپیوترها نبود و کار را برای کاربر ساده‌تر می‌ساخت. همانند نسل قبل، ورودی و خروجی‌های این کامپیوترها نیز به کارت‌های پانچ شده و سیستم عامل‌های چند دسته‌ای وابسته بودند.

کامپیوترهای نسل سوم

در تاریخچه کامپیوتر نسل‌های جدیدتر پیشرفت‌های چشمگیری از همه نظر داشته‌اند. نسل سوم کامپیوترها در سال 1964 تولید شد و کارایی بسیار بهتری در مقایسه با مدل‌های قدیمی‌تر خود داشت. با وجود اینکه ترانزیستورها کارایی بهتری در مقایسه با لامپ‌های دیودی داشتند اما خاصیت مغناطیسی عملکرد بهتری از هر دوی آن‌ها ایفا می‌کرد.
در کامپیوترهای این نسل، به جای ترانزیستور از مدار مجتمع یا IC استفاده شد. این مدار الکترونیکی کوچک که شامل تعداد زیادی ترانزیستور است، روی یک تراشه سیلیکونی چاپ می‌شود و به کمک حافظه هسته‌ای، سبب می‌شود تا اولین مینی کامپیوتر، قدرت بیشتری در مقایسه با نسل قبل داشته باشد.
کامپیوترهای نسل سوم علاوه بر کوچک‌تر بودن، هزینه‌های کمتری را نیز به دنبال داشتند. همچنین این کامپیوترها به جای کارت‌های پانچ شده، دارای صفحه کلید، مانیتور و رابط‌های سیستم عامل بودند و کاربران از این طریق با آن‌ها ارتباط برقرار می‌کردند.

کامپیوترهای نسل چهارم

اختراع ریزپردازنده‌ها در تاریخچه کامپیوتر نقش مهمی داشت و سبب شد تا کامپیوترهای این نسل، قدرتمندتر، فشرده‌تر، سریع‌تر و اقتصادی‌تر شوند. علاوه بر این رایانه‌های نسل چهارم دارای صفحه کلید، دستگاه‌های اشاره‌گر، اسکن نوری، مانیتور و چاپگر نیز بودند و طول عمرشان نیز افزایش یافته بود.

کامپیوترهای نسل پنجم

رایانه‌های نسل پنجم (حال و آینده) بر هوش مصنوعی تکیه زده و از فناوری ULSI (تکنولوژی ایجاد یک IC با ترکیبی از میلیون‌ها ترانزیستور بر روی یک تراشه) و روش پردازش موازی در آن‌ها استفاده شده است. این رایانه‌ها در ابعاد کوچکی ساخته می‌شوند و علاوه بر داشتن فضای ذخیره سازی بسیار زیاد (حافظه‌های نوری کم حجم با ظرفیت بالا) قابلیت برقراری ارتباط صوتی و تصویری نیز دارند.
با کاهش قیمت رایانه‌های نسل پنجم خرید آن‌ها برای مردم آسان‌تر شد و برنامه نویسی نیز رواج یافت. دستگاه‌های ورودی و خروجی این نوع کامپیوترها نیز شامل صفحه کلید، مانیتور، ماوس، پد لمسی، صفحه نمایش لمسی، قلم نوری، اسکنر و چاپگر و همینطور ورودی گفتار (تشخیص صدا و انجام فرمان‌های صوتی) است.

تاریخچه کامپیوتر در ایران

اگر به تاریخچه کامپیوتر نگاهی بیندازیم، متوجه می‌شویم که اولین کامپیوتر در سال 1341 وارد این کشور شد. در این تاریخ تقریبا 10 سال از ورود این اختراع به کشورهای صنعتی گذشته بود. در سال‌های 1350 تا 1360 اوج خرید سخت افزار و نرم افزارهای کامپیوتری در ایران بود که تقریبا حالتی رقابتی داشت. رشد کامپیوتر در ایران نیز از سال 1362 آغاز شد و در هر دو زمینه سخت افزاری و نرم افزاری پیشرفت‌های چشمگیری داشت که از جمله آن ها می‌توان به پردازش زبان و خط فارسی توسط کامپیوترها اشاره کرد.

کلام پایانی

در این مقاله تلاش کردیم تا با ارائه اطلاعات کاملی درباره پیدایش و تاریخچه کامپیوتر و نسل‌های آن، دید گسترده‌تری در این باره به شما بدهیم. همانطور که می‌دانید رایانه‌ها نقش بسیار تاثیرگذاری را در بخش های مختلف زندگی روزمره ما ایفا می‌کنند. پیشرفت چشمگیر کامپیوترها از آغاز تاکنون، تمام جهات سخت افزاری و نرم افزاری را در بر گرفته است. امروزه این دستگاه‌ها با تکنولوژی‌های بسیار پیشرفته‌ای عرضه می‌شوند اما با این حال قطار پیشرفت همواره در حال حرکت است؛ از این رو در آینده شاهد سبکی متفاوت از کامپیوترها خواهیم بود.