کامپیوتر در لغت به معنای محاسبهگر و در نگاه کلی، ابزاری الکترونیکی و یکی از اجزای مهم و جداییناپذیر زندگی امروز انسانها است که میتوان دادهها یا اطلاعات را بهواسطه آن ذخیره، دستکاری و پردازش کرد. مسلماً کارکردهای گوناگون کامپیوتر را در زندگی روزمره…
کامپیوتر در لغت به معنای محاسبهگر و در نگاه کلی، ابزاری الکترونیکی و یکی از اجزای مهم و جداییناپذیر زندگی امروز انسانها است که میتوان دادهها یا اطلاعات را بهواسطه آن ذخیره، دستکاری و پردازش کرد. مسلماً کارکردهای گوناگون کامپیوتر را در زندگی روزمره دیدهاید: نوشتن اسناد، ارسال و دریافت ایمیل، اجرای بازیهای کامپیوتری و گشتزدن در فضای وب تنها نمونههای کوچکی از عملکردهای کامپیوتر در عصر حاضر هستند.
همه ما به طرق مختلف با کامپیوتر سروکار داریم و از آن بهره میبریم، بنابراین مهم است همه افراد تا حد نیاز بدانند کامپیوتر چیست تا بهتر بتوانند از آن بهرهگیری کنند.

تاریخچه کامپیوتر
مردم قبل از اختراع کامپیوترها از چوب، سنگ و استخوان به عنوان ابزار شمارش استفاده میکردند که با پیشرفت تکنولوژِی و عقل انسان، دستگاههای محاسباتی بیشتری توسعه یافتند.
چرتکه در حدود 4000 سال پیش توسط چینیها اختراع شد. این وسیله دارای یک قفسه چوبی با میلههای فلزی است که مهرههایی به آنها وصل شده است. اپراتور چرتکه مهرهها را طبق دستورالعملهای خاصی حرکت میدهد تا محاسبات حسابی کامل شود. چرتکه هنوز در برخی از کشورها مانند چین، روسیه و ژاپن استفاده میشود.

یک دستگاه محاسباتی دستی که توسط جان ناپیر یا جان نپر (John Napier) از مرچیستون اختراع شد. او در این ابزار محاسبه از 10 نوار یا استخوان عاج مختلف که با اعداد مشخص شده بودند برای ضرب و تقسیم استفاده کرد. این ابزار به نام "استخوان های ناپیر" شناخته شد و اولین ماشینی بود که از نقطه اعشار استفاده کرد.

پاسکالین به عنوان ماشین حساب (Calculating Machine) یا ماشین اضافه (Adding Machine) نیز شناخته می شود که در سال 1642، توسط یک ریاضیدان و فیلسوف فرانسوی به نام بلیز پاسکال (Blaise Pascal) اختراع شد. اعتقاد بر این است که این اولین ماشین حساب مکانیکی و اتوماتیک بوده است. دستگاه پاسکالین یک جعبه چوبی با یک سری چرخ دنده و چرخ بوده که فقط میتوانست جمع و تفریق را انجام دهد. این ماشین حساب در سال 1645 به طور عمومی ارائه شد. بلیز پاسکال این ماشین را اختراع کرد تا به پدرش کمک کند محاسبات مالیاتی را به نحو احسن انجام دهد. پاسکال تنها 18 سال داشت که ماشین حساب را اختراع کرد.

در سال 1673، یک ریاضیدان و فیلسوف آلمانی به نام گوتفرید ویلهلم لایبنیتس (Gottfried Wilhelm Leibniz) اختراع پاسکال را برای ایجاد این دستگاه بهبود بخشید. او یک ماشین حساب مکانیکی دیجیتال ساخت که به آن حسابگر پلهای هم میگفتند زیرا به جای چرخ دنده از درامهای فلوت دار استفاده میکرد.

در اوایل دهه 1820، چارلز بابیج (Charles Babbage) موتور تفاوت را ایجاد کرد. این یک کامپیوتر مکانیکی بود که میتوانست محاسبات اولیه و ساده را با موقعیت چرخهای دندانهدار که با اعداد اعشاری مشخص شده بودند را انجام دهد. این ماشین محاسباتی که با نیروی بخار بود برای حل جداول عددی مانند جداول لگاریتمی استفاده میشد.

چارلز بابیج (Charles Babbage) ماشین محاسبه دیگری به نام موتور تحلیلی را در سال 1830 ایجاد کرد. این دستگاه یک کامپیوتر مکانیکی بود که از کارتهای پانچ به عنوان ورودی استفاده میکرد که قادر به حل هر مشکل ریاضی بود که دادهها و اطلاعات را به عنوان یک حافظه دائمی ذخیره میکرد.

آماردان آمریکایی به نام هرمان هولریث (Herman Hollerith) دستگاه جدول بندی را در سال 1890 اختراع کرد. این دستگاه یک جدولساز مکانیکی براساس کارتهای پانچ بود که میتوانست آمارها را جدول بندی کند و دادهها یا اطلاعات را ثبت یا مرتب کند. دستگاه هولوریث در سرشماری سال 1890، ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفت. او همچنین شرکت ماشینهای جدولبندی (Hollerith) را راهاندازی کرد که بعداً در سال 1924، به ماشین تجاری بینالمللی (IBM) تبدیل شد.

ونیوار بوش (Vannevar Bush) اولین کامپیوتر الکتریکی را به نام آنالایزر دیفرانسیل در سال 1930، معرفی کرد. این دستگاه دارای لولههای خلاء (Vacuum Tubes)جهت تعویض سیگنالهای الکتریکی برای انجام محاسبات بود که قادر به انجام 25 محاسبه در عرض چند دقیقه بود.

تغییرات عمده بعدی در تاریخ کامپیوتر در سال (1937)، آغاز شد، زمانی که هاوارد آیکن (Howard Hathaway Aiken) قصد داشت ماشینی بسازد که بتواند محاسبات مربوط به اعداد بزرگ را انجام دهد. در سال 1944، کامپیوتر Mark I به عنوان مشارکت بین IBM و هاروارد ساخته شد. کامپیوتر ASCC یا Harvard Mark I اولین کامپیوتر الکترومکانیکی از قطعات مختلفی مانند کلیدها، رلهها، شفتها و کلاچها ساخته شده بود. در این کامپیوتر بیش از 765000 قطعه الکترومکانیکی و صدها کیلومتر سیم استفاده شده که بیش از 50 فوت (15 متر) طول داشت. Harvard Mark I حجمی بیش از 23 متر مکعب و وزنی معادل 4.3 تن داشت.

همانطور که گفته شد اولین کامپیوترها همان ماشین حسابها بودند که کم کم با تکامل نسل های کامپیوتر در دهه 1940، باعث ایجاد مدارهای کوچکتر و پیشرفتهتر از مدارهای نسل قبل شدند که این کوچکسازی به افزایش سرعت، حافظه و قدرت کامپیوترها کمک کرده است. نسل های کامپیوتر براساس تغییرات تکنولوژیکی عمده در کامپیوترها رخ داده است، که این تغییرات با مدارهای لوله خلاء (Vacuum Tubes) آغاز و با سیستمها و هوش مصنوعی به اختصار AI، به امروز و فراتر از آن میرود.
| 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 |
در کامپیوترهای نسل اول (1950-1940)، از لوله های خلاء (Vacuum Tubes) به عنوان اجزای اصلی و برای حافظه، از درامهای مغناطیسی و نوارهای مغناطیسی استفاده میکردند. در این دهه زبان ماشین برای استفاده از رایانه توسعه یافت. این کامپیوترها برق زیادی مصرف میکردند و در عوض گرمای زیادی تولید میکردند. سرعت این ماشینها بسیار آهسته و اندازه آنها بسیار بزرگ بود (اغلب کل اتاق را اشغال میکردند). آنها بیشتر به سیستمعاملهای دستهای و کارتهای پانچ متکی بودند و ورودی و خروجی کامپیوتر آنها، کارتهای پانچ شده و نوار کاغذی بود. کامپیوترهای ENIAC، UNIVAC1، IBM 650، IBM 701 و غیره نمونههایی از این دهه هستند.
کامپیوترهای نسل دوم (1960-1950)، به عنوان عصر کامپیوترهای ترانزیستور (Transistors) معرفی شده بودند. ترانزیستورهای ارزان، فشرده با مصرف انرژی کمتر جایگزین لولههای خلاء شدند. در این نسل از هستههای مغناطیسی به عنوان حافظه اولیه و دیسک مغناطیسی و نوارها به عنوان ذخیره ثانویه استفاده میشد. در رایانه های نسل دوم از زبان اسمبلی و زبانهای برنامه نویسی مانند COBOL و FORTRAN و سیستمعاملهای پردازش دستهای و چند برنامهنویسی استفاده میشده است. بهبود قدرت و سرعت و قابلیت اطمینان بیشتر وهمچنین تولید گرمای کمتر و اندازه کوچکتر از ویژگیهای این دهه است. اما کامپیوتر نسل دوم، هنوز برای ورودی و خروجی خود به کارتهای پانچ و نوار مغناطیسی متکی بودند.
در کامپیوترهای نسل سوم (1970-1960)، به جای ترانزیستور از آی سی (Integrated Circuits) یا به اختصار IC استفاده میکردند. آی سی واحد، از تعداد زیادی ترانزیستور تشکیل شده است که باعث افزایش قدرت کامپیوتر و کاهش هزینهها میشود.
در این نسل کامپیوترها قابل اعتمادتر، کارآمدتر و از نظر اندازه کوچکتر شدند (آنها را مینی رایانهها مینامیدند) همچنین بهجای کارتهای پانچ شده و پرینتهای چاپی، کاربران از طریق صفحه کلید، مانیتور و رابطهای یک سیستمعامل با رایانههای نسل سوم ارتباط برقرار میکردند. زبان های برنامه نویسی این نسل FORTRAN، BASIC، Pascal، COBOL و C بودند. کامپیوترهای IBM 360، IBM 370، PDP(Personal Data Processor)، UNIVAC 1108 و غیره نمونه هایی از این دهه هستند.
اختراع ریزپردازنده ها (Microprocessor) نسل چهارم رایانه ها را در سال (1970)، به همراه آورد. این نسل از فناوری VLSI و ریزپردازنده، استفاده میکردند. این تراشهها رایانههای این نسل را فشردهتر، قدرتمندتر، سریعتر و مقرون به صرفهتر کردند. همچنین باعث ارتقاء دستگاههای ورودی و خروجی، صفحه کلید، دستگاههای اشاره گر، اسکن نوری، مانیتور و چاپگر شدند. PYTON، #C ، JAVA، JAVA SCRIPT، Rust، KOTLIN نمونه ای از زبان های برنامه نویسی این نسل هستند.
کم کم ریزپردازندهها از قلمرو رایانههای رومیزی خارج شدند، چه بسا محصولات روزمره، روز به روز شروع به استفاده از تراشههای ریزپردازنده کردند که این قدرتمندتر شدن رایانههای کوچک، مزیتی شد برای متصل کردن آنها به یکدیگر و ایجاد شبکه های کامپیوتری (Computer Networks) که در نهایت این سیر تکامل منجر به توسعه اینترنت شد. کامپیوترهای IBM PC، STAR 1000، APPLE II، Apple Macintosh و غیره نمونههایی از این دهه هستند.
فناوری کامپیوتری نسل پنجم (حال و آینده)، مبتنی بر هوش مصنوعی هنوز در حال توسعه است. کامپیوترهای نسل پنجم از فناوری ULSI و روش پردازش موازی استفاده میکنند. این کامپیوترها قابل حمل در اندازههای کوچک هستند و ظرفیت ذخیرهسازی زیادی دارند و شامل دستگاههای ورودی و خروجی مانند صفحه کلید، مانیتور، ماوس، پد لمسی، صفحه لمسی، قلم نوری، ورودی گفتار (تشخیص صدا و گفتار)، اسکنر و چاپگر میباشند. کامپیوترهای Desktops، Laptops، Tablets، Ultra Book، Smartphones، Chrome Book و غیره از این دهه هستند.
تاریخچه پیدایش کامپیوترها به شکل یک جدول زمانی است، که چگونگی توسعه کامپیوترها از ابتدای خود تا به امروز را نشان میدهد. مخترعانی که خستگی ناپذیر برای آوردن رایانه به جهان کار کردند، باید متوجه میشدند که آنچه آنها خلق میکنند چیزی بیش از یک خردکن اعداد یا یک ماشین حساب است.
آنها باید تمام مشکلات مربوط به اجرای طرح، و در واقع ساختن این ماشین را برطرف میکردند چه بسا در راه ساخت این وسیله تلاشهای بسیاری انجام شد که بیشتر آنها با شکست مواجه شدهاند. در اصل تاریخچه کامپیوتر، تاریخچه حل شدن این مشکلات است.





















































نخستین کامپیوتر در تیر ماه 1341، برای مصرف شخصی امیرعباس هویدا به ایران وارد شد، یعنی 10 سال پس از تولید و استفاده از کامپیوتر در کشورهای صنعتی اروپا و امریکا. دوره توسعه کامپیوتر در ایران به صورت علمی و آکادمیک از سال 1350 آغاز و تا سال 1360 ادامه داشت. در این دوره رقابت برای خرید تجهیزات سختافزاری و پیادهسازی سیستمهای نرمافزاری و آموزش نیروی انسانی جهت پیشرفت کامپیوتر در کشور زیاد بود. بعد از شروع جنگ تحمیلی در ایران این توسعه تا حدودی متوقف شد. اما بعد از اتمام جنگ تحمیلی در سال 1367 دوباره به حالت اول خود برگشت و با بازگشایی دانشگاه ها رشته کامپیوتر در دو شاخه رشته مهندسی نرم افزار و مهندسی سخت افزار توسعه و پیشرفت فراوانی یافت.

در چند دههی اخیر، پیشرفت در فناوری های کامپیوتری، (سخت افزاری و نرم افزاری) به سطح چشمگیری رسیده است. بهطور کلی این فناوریها یعنی تغییر دستگاه های محاسباتی در هر نسل، که نه تنها زمینه های بسیار رایج زندگی روزمره ما را بهبود میبخشد، بلکه زمینههای آموزشی، بهداشت، صنایع تولیدی و غیره را نیز شامل میشود. میتوان گفت این رشد و تلاش های بیوقفه دنیای کامپیوتر، پایهای برای جامعه آینده خواهد بود.
