تاریخچه ی كامپیوتر :  

     یكی از احتیاجات قدیمی بشر نیاز به شمارش و محاسبه بوده است . بشر اولیه برای شمارش ابتدا از انگشتان خود كمك می گرفت . و به مرور اشیاء جایگزین انگشتان گردیدند . در این مورد به كارگیری سنگ ریزه و چوب خط و در اعصار جدید تر قلم و كاغذ قابل ذكرند .

      مهمترین تحول در این زمینه در دنیای قدیم ساخت چرتكه بود كه آن را به چینی ها نسبت می دهند . تاریخ دقیق اختراع آن روشن نیست ، ولی به نظر می رسد حدود پنج هزار سال قبل از میلاد باشد . مهمترین دلیل كاربرد چرتكه سهولت ساخت و استفاده از آن است .

ماشین حساب های مكانیكی :

     كوشش برای ساختن ماشین محاسبه و شمارش خودكار از قرن هفدهم شروع شد و این زمانی بود كه گسترش فعالیت در زمینه های ستاره شناسی ، دریانوردی ، بازرگانی و پژوهش های فنی و علمی اهمیت بی سابقه ای به اعداد بخشیده بود .

       در سال 1642 بلز پاسكال ریاضی دان فرانسوی دستگاهی را به نام ماشین جمع زن اختراع كرد . این ماشین مجموعه ای از چرخ دنده های كنار هم بود كه چرخ اول نشان دهنده ی یكان ، چرخ دوم نشان دهنده ی دهگان ، چرخ سوم نشان دهنده ی صدگان و … بود . نكته ی مهم در ماشین پاسكال انجام تنها عمل جمع و تفریق بود .

     مدتی بعد لایب نیز ریاضی دان آلمانی موفق شد دستگاهی به نام ماشین محاسبه بسازد كه می توانست علاوه بر جمع و تفریق بر اساس روش پاسكال ، عمل ضرب و تقسیم را نیز انجام دهد . از آن

پس نیز تلاش ها برای ساخت ماشین های محاسبه ادامه داشت و پیشرفت هایی نیز صورت گرفت .

     فكر ساختن ماشینی كه به طور خودكار و یا با برنامه ای كار كند برای اولین بار در سال 1822 توسط چارلز بابیج مطرح شد . داستان از این قرار است كه  بابیج به اتفاق یكی از همكارانش با دست مشغول محاسبات نجومی بود  و خستگی عجیبی بر او متوســــل شده بود . در این لحظــــــه گفت : ((ای خدا ، ای كاش این  محاسبــــات با  ، ماشین محاسبه گر نیروی بخار انجام می شد )) و این فكر آغاز ساختن ماشین تفاضلی او بود . او سال های زیادی از عمرش را صرف ساختن این ماشین كرد كه در اثر محدودیت فنی و مهندسی آن دوره نتوانست آن را تكمیل كند . طرح های تهیه شده توسط بابیج بسیار پیشرفته تر از زمان او بود و بعدها بسیاری از طرح ها و افكار وی در ساختن كامپیوتر های اولیه مورد استفاده قرار گرفت . به همین دلیل وی را پدر كامپیوتر لقب دادند .

     در اواخر قرن 19 دفتر آمار ایالت متحده ی آمریكا برای استخراج نتایج سرشماری سال 1880 با مشكلات بزرگی مواجه شد . چرا كه استخراج و نتیجه گیری از این اطلاعات زمان بسیار می گرفت . بالاخره با سعی و كوشش و صرف وقت زیاد نتایج این سرشماری در سال 1887 به پایان رسید . اما همینكه فهمیده شد برای سرشماری بعدی به ده سال وقت نیاز هست ، ذكر اختراع وسیله ای كه می تواند این كار را در زمان كوتاه تری انجام دهد ، تقویت گردید . در این موقع هرمان هالریث كه با دفتر آمار آمریكا همكاری داشت اصول جدیدی را برای ضبط ، طبقه بندی و جدول بندی اطلاعات به طریق مكانیكی عرضه داشت كه هشت بار سریع تر از روش دستی بود و ماشین جدول بندی نامیده شد . بر اساس این روش برای نمایش هر یك از مطالب و اطلاعات مورد نظر لازم بود در نقطه ی بخصوصی از نوار كاغذی ، یك سوراخ منگنه شود و ماشین دیگری می توانست به كمك مدارهای الكتریكی سوراخ های مذكور را حس كند و ضمن عبور از داخل دستگاه ، جدولی از مطالب ضبط شده را تهیه كند . به زودی نوار جای خود را به كارت های مقوایی داد كه اطلاعات هر خانواده روی آن منگنه می شد .

     در سال 1890 اولین سری ماشین های دسته بندی و تفكیك كارت های منگنه شده توسط هالریث اختراع گردید . به كمك همین ماشین ها نتیجه ی سرشماری سال 1890 در عرض دو و نیم سال یعنی در حدود یك سوم زمان نتیجه گیری سرشماری قبل آماده گردید .

     در سال 1896 هالریث شركت ماشین جدول بندی را تاسیس كرد و بعدها با ده شركت دیگر ادغام شد و كمپانی IBM به وجود آمد .

ماشین های الكترو مكانیكی :

     كلیه ی ماشین های ساخته شده تا این تاریخ مكانیكی بودند و در آنها از چرخ دنده ، اهرم ، محور و سایر وسایل استفاده می شد و در نتیجه این ماشین ها كند ، حجیم و غیر قابل اعتماد بودند و این مساله در ماشین های بزرگ كار را مشكل تر می كرد . به این جهت به تدریج در بعضی قسمت ها وسایل الكتریكی جانشین وسایل مكانیكی گردید .

     اولین ماشین الكترومكانیكی به وسیله ی هاوارد آیكن در دانشگاه هاروارد با كمك مالی و فنی شركت IBM  ساخته شد . ساختمان این ماشین پنج سال طول كشید و در سال 1944 كامل گردید . این ماشین می توانست عملیات جمع ، ضرب ، تقسیم و تفریق و محاسبه ی لگاریتم و توان های مختلف و محاسبه ی توان های مثلثاتی مانند سینوس و كسینوس را انجام دهد . این ماشین به طور مخفف آ اس سی سی ((ASCC  )) یا مارك اول نامیده می شد . ماشین مضبور عمل ضرب را در مدت 3 ثانیه انجام می داد و این سرعت هنوز مطلوب نبود .

كامپیوتر های نسل اول :

     بعد از جنگ جهانی دوم جنبش و تحرك جدیدی برای ساختن ماشین های سریعتر و قوی تر به وجود آمد و این بخاطر درگیری روز افزون بشر به كارهای اداری و تجاری با حجم زیاد و محاسبات پیچیده و وسیع علمی بود .

      اولین ماشین محاسبه به نام كامپیوتر در سال 1944 در دانشگاه هاروارد توسط هاوارد آیكن و در سال 1946 نوع كاملتر آن در دانشگاه پنسیلوانیا بنام ایناك برای حل مسائل مربوط به انفجار جهت اداره ی اردنانس ارتش آمریكا توسط دكتر ماچلی و اكرت ساخته و تكمیل شد . در این ماشین 19000 لامپ خلاء استفاده شده بود و برای انرژی مصرفی لامپ ها و همچنین دستگاه های تهویه و خنك كننده ماشین حدود 130 كیلو وات انرژی الكتریكی مصرف می شد . ماشین دارای حجم زیادی بود و سطحی معادل 9015 متر مربع را اشغال می كرد لیكن سرعت زیادی داشت و 5000 جمع و 350 ضرب را در مدت 1 ثانیه انجام می داد .

     در سال 1952 اولین كامپیوتری كه قادر به ذخیره كردن برنامه بود به نام ادواك توسط دكتر نیومن ساخته شد كه اساس كامپیوتر های امروزی قرار گرفت . در سال 1948 كامپیوتر تازه ای توسط شركت IBM  در آمریكا ساخته شد كه سرعت عمل زیادی داشت . در سال 1954 یك كامپیوتر كوچك به نام IBM650  به بازار آمد كه در ظرف 5 سال 2000 دستگاه آن به فروش رفت و ماشین دیگری به نام UNIVAC4  نیز به مقدار زیادی تولید گردید .

مشخصات كلی كامپیوتر های نسل اول :

1 – سرعت عمل آن ها حدود یك هزارم ثانیه بود .

2 – حافظه ی آنها دارای ظرفیت 2000 تا 4000 كلمه بود .

3 – دارای كاربرد های ویژه ی تك منظوره بودند .

4 – كلیه ی برنامه ها به زبان ماشین نوشته می شد .

5 – لامپ خلاء و رله در آن ها به عنوان حافظه به كار رفت .

كامپیوتر های نسل دوم :

     در اوایل دهه ی 1950 با ورود ترانزیستور به بازار و استفاده از آن در كامپیوتر و به كار بردن حلقه های كوچك مغناطیسی به عنوان حافظه ی ماشین ها تغییرات عمده ای در آن

ها ایجاد گردید . ترانزیستور ، كامپیوتر های جدید را كوچكتر ، سبك تر و قابل اعتماد تر كرد و مصرف برق آن را نیز به مقدار زیاد كاهش داد و كاربرد حلقه های مغناطیسی به عنوان حافظه نیز سرعت فراوانی به آن بخشید . از آن زمان به بعد شركت های سازنده تلاش كردند كامپیوتر هایی به بازار عرضه كنند كه جواب گوی اغلب امور در زمینه های تجاری و علمی یا همه منظوره باشند . اولین سری این كامپیوتر ها كه ترانزیستور در آن ها به كار رفت در سال 1959 عرضه شد . این سری از كامپیوتر ها به كامپیوتر های نسل دوم معروف شدند . از ماشین های معروف این نسل ، می توان از IBM 1401  و IBM 620  و IBM 7000  نام برد .

مشخصات كلی كامپیوتر های نسل دوم :

1 – ترانزیستور در آن ها به كار برده شد .

2 – سرعت آن ها حدود یك میلیونیم ثانیه بود .

3 – ظرفیت حافظه ی آن ها حدود 3000 كلمه بود و حافظه های كمكی نیز به وجود آمدند .

4 – دارای جنبه ی كاربرد های عمومی یا همه منظوره بودند .

5 – زبان های برنامه نویسی آن ها بسیار آسان بود .

6 – دارای حجم بسیار كمتری بودند .

7 – از حلقه های كوچك مغناطیسی به عنوان حافظه در آن ها استفده شد .

كامپیوتر های نسل سوم :

     برای ساختن كامپیوتر های سریع تر و قوی تر كوشش ها همچنان ادامه داشت تا در اوایل سال 1960 اولین كامپیوتر نسل سوم به بازار عرضه شد . این كامپیوتر از سری IBM 360  بود كه برای ساختن آن پنج میلیارد دلار سرمایه گذاری شد و بزرگ ترین پروژه ی مالی بخش خصوصی تا آن زمان بود . این كامپیوتر ها كه مدل های گوناگونی از نظر

سرعت و ظرفیت كار داشت ، در هر دو امور تجاری و علمی قابل استفاده بود . جدید ترین تحول در تكامل كامپیوتر ها در این نسل ساختن وسایل ضبط اطلاعات با قابلیت دسترسی مستقیم بود . به این ترتیب كه كامپیوتر قادر شد به هر یك از اجزاء اطلاعات ذخیره شده در یك مجموعه ی عظیم اطلاعاتی در كسری از ثانیه به اطلاعات دسترسی پیدا كند . علاوه بر آن در این نسل كامپیوتر ها سعی شده كه قطعات مدارها را هر چه كوچكتر و كم حجم تر سازند و برای این منظور از مدارهای مجتمع استفاده كردند .

مشخصات كلی كامپیوتر های نسل سوم :

1 – پیشرفت های سخت افزار :

الف ) مینیاتوری كردن ( تقلیل حجم و اندازه ی دستگاه ها و اجزاء آن ها )

ب ) افزایش ظرفیت حافظه به چندین برابر قبل

ج ) استفاده از دستگاه های واسطه با قابلیت دسترسی مستقیم

د ) قدرت ارتباط با نقاط دور و متعدد

2 – پیشرفت های نرم افزار :

الف ) هماهنگی بسشتر با سخت افزار

ب ) هماهنگی بیشتر با سیستم عامل

ج ) پیشرفت در زبان های برنامه نویسی و به كار گیری زبان های سطح بالای برنامه نویسی

3 – عملیات و بهره برداری :

الف ) استفاده از روش ها ی پیوسته و بازده فوری

ب ) اجرا همزمان چند برنامه با یكدیگر

كامپیوتر های نسل چهارم :

     در اوایل سال 1970 تكنیك های جدید تری در ساخت و بهره گیری از كامپیوتر ها به كار گرفته شد كه بسیاری از دست اندر كاران آن را نسل چهارم نامیدند . مهمترین تغییرات سخت افزار چهارم به كار گرفتن مدار های مجتمع با تراكم زیاد و خیلی زیاد بود . در نسل سوم از تراكم SSI و MSI یعنی تراكم كم و تراكم متوسط و اما در نسل چهارم از تراكم LSI و VLSI و ULSI یعنی تراكم بالا ، خیلی بالا و فوق العاده بالا بهره می گیرند . نسل چهارم همچنین از حافظه ی نیمه هادی ، میكرو پروسسور ، سیستم محاوره ای ، پردازش با ارتباط مستقیم و شبكه های كامپیوتری بهره جست .

مشخصات كلی كامپیوتر های نسل چهارم :

1 – استفاده از تراكم بالا و خیلی بالا و فوق العاده بالا

2 – استفاده از حافظه ی نیمه هادی

3 – به كار رفتن میكرو پروسسور

4 – استفاده از سیستم محاوره ای

5 – پردازش با ارتباط مستقیم

6 – به وجود آمدن شبكه های كامپیوتری

كامپیوتر های نسل پنجم :

     نسل پنجم كامپیوتر ها كه ایده ی آن اولین بار توسط ژاپنی ها در سال 1980 مطرح شد ، ساخت كامپیوتر هایی را پیشنهاد می كنند كه می توانند بیاموزند ، استنباط كنند و تصمیم بگیرند و به عبارت دیگر رفتاری داشته باشند كه معمولاً  در حوزه ی منطق و استدلال خاص انسان قرار دارد و یا به عبارت ساده تر هوشمند باشند . در این نسل از مدارهای مجتمع با مقیاس فوق العاده بالا استفاده خواهد شد .

كامپیوتر های نسل ششم :

     بعد از تحقق بشر در ساخت كامپیوتر های هوشمند ایده ی آتی انسان ، طراحی كامپیوتر هایی خواهد بود كه مدار های داخلی شان كپی برداری عینی از مغز انسان خواهد بود .

در ساخت و توسعه و تكمیل كامپیوتر ها دو عامل مهم نقش به سزایی داشته اند كه عبارتند از

1 – ریاضیات

2 – الكترونیك

كه بدون وجود آن ها امكان پیشرفت در زمینه ی مهندسی كامپیوتر به وجود نمی آمد