خط مهندسی
مجله ی آنلاین مهندسی

همه چیز درباره اولین کامپیوتر جهان

0 5,930

کامپیوتر‌ها در حدود یک قرن پیش هم وجود داشته‌اند ولی ما از وجود آنها بی‌خبر بودیم. برخی از اختراعات قبل از اینکه اختراع شوند به‌وجود می‌آیند و همچنین در عرض یک شب در تاریخ ناپدید می‌شوند تا نسل‌های بعد هم نتوانند آنها را ببینند.

مانند سلول‌های خورشیدی (انرژی خورشیدی چیست و پنل‌های خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟) که در سال ۱۸۸۳ میلادی توسط چارلز فریتز اختراع شد، اما تا یک قرن بعد از خودش هیچ محبوبیتی کسب نکرد. گرچه بسیاری تصور می‌کنند که رایانه‌ها در دهه ۱۹۴۰ اخراع شده‌اند، اما این‌طور نیست.

آنچه که در دهه ۱۹۴۰ اختراع شد همین رایانه‌هایی هستند که امروزه می‌بینیم، اما همین رایانه‌ها هم از دستگاهی بنیادی تشکیل شدند. اولین رایانه تا سال ۱۸۰۰ اختراع شده بود ولی مانند سایر اختراعات بزرگی که مسیر درست خود را طی نکرد، در گذر زمان ناپدید شد.

شاید انسان‌های آن زمان برای چنین چیزی آمادگی لازم را نداشتند و یا شاید هم کامپیوتر آن زمان، آمادگی پاسخگویی به انسان‌ها را نداشت. با گذشتن از این دلیل، وقایعی که در بیشتر از یک قرن اتفاق افتاد پایه، اساس و انقلاب کامپیوترهای دیجیتال را تشکیل داد و بدون آن شما هرگز این مقاله را نمی‌توانستید مطالعه کنید.

زمان قبل از بیت و بایت

قبل از اینکه رایانه‌ها با دستگاه‌های مکانیکی ترکیب شوند، کلمه “رایانه” برای اولین بار در سال ۱۶۱۳ به عنوان یک لقب برای کسی که کار محاسبات را انجام می‌داد استفاده می‌شد و این لقب بیش از ۳ قرن و تا سال ۱۸۰۰ مورد استفاده قرار می‌گرفت.

دقیقا در سال ۱۸۲۲ “چارلز بابیج” ریاضی‌دان، فیلسوف و مخترع انگلیسی ابتدا مفهوم رایانه را به این صورت بیان کرد که نام این دستگاه را “موتور متفاوت” نامید. این موتور متفاوت ۱۰۰ درصد مکانیکی طراحی و ساخته شده بود و توانایی محاسبه اعداد و نوشتن آنها روی یک شیء فیزیکی مانند کاغذ را داشت.

چارلز بابیج

بابیج کاملا می‌دانست که باید یک جهش اساسی از انجام محاسبات ساده به سمت محاسبات سخت‌تر انجام دهد و به یک هدف کلی‌تر و ابزار بهتر نیاز داشت. در آن زمان بودجه ساخت این موتور متفاوت را دولت انگلیس تامین می‌کرد و کم‌کم از سرمایه‌گذاری روی این پرژه صرف‌نظر کرد.

این کار بابیج را وادار کرد تا چشم‌اندازهای خود را تغییر داده و با پیشرفت دستگاه و توانایی‌های آن، اسمش از موتور متفاوت به موتور تحلیلی تغییر کند. به هر حال این موتور تحلیلی پایه و اساس رایانه‌هایی است که امروزه آنها را می‌شناسیم و از آنها استفاده می‌کنیم. در حالی که از لحاظ ماهیت، هنوز یک دستگاه مکانیکی به شمار می‌رفت، دارای سیستمی پیچیده بود که کاملا با تکنولوژی امروز مطابقت داشت، از جمله:

  • رایانه‌های امروزی توانایی ذخیره کردن اطلاعات و محاسبات را در خود دارند
  • واحد پردازشگر مرکزی که امروزه به CPU معروف است در تمامی دستگاه‌های امروزی مانند موبایل و رایانه قرار دارد
  • کنترل روند سیستم یا رایانه که در اکثر برنامه‌نویسی‌های امروزی مورداستفاده قرار می‌گیرد
  • خروجی محاسبات در دستگاه بابیج روی کاغذ آورده می‌شد در صورتی که امروزه روی مانیتور هم می‌توانیم داده‌ها را مشاهده کنیم.

همان‌طور که مشاهده کردید اختراع بابیج تمام زمینه‌های ساخت رایانه‌های امروزی را فراهم کرد. به این صورت که این دستگاه محاسبات بسیار سنگین را در خود انجام می‌داد، نتایج را در حافظه‌ای کوتاه مدت ذخیره می‌کرد و آن را روی ماده‌ای فیزیکی مثل کاغذ ارائه می‌داد.

اگر کمی فکر کنیم متوجه می‌شویم که همه این فرآیندهای اساسی، این است که بفهمیم رایانه‌های امروزی چگونه کار می‌کنند. در ضمن توجه کنید که بابیج صد سال از زمان خود جلوتر بود.

اما بابیج در این زمینه تنها کسی نبود که می‌شناسید. او شریکی داشت که اختراعات او را به اندازه خود بابیج درک می‌کرد و آینده خوبی برای آنها تصور می‌کرد. او کسی نبود جز آدا لاولاس.

مطالعه بیشتر : مراحل راه اندازی سانترال پاناسونیک

شماره‌های محسور کننده

در دنیای علوم و فناوری اسم آدا لاولاس به عنوان اولین برنامه‌نویس شناخته می‌شود، پس بهتر است تا کمی با او آشنا شویم. آدا لاولاس دختر شاعر و نویسنده‌ مشهور “لرد بایرون” بود. لرد بایرون انسانی خشن و دارای شخصیتی بود که نواسانات بالا و پایینی داشت.

رابطه بین لرد بایرون و ایزابلا مادر آدا، زیاد دوام نیاورد و چند هفته پس از به دنیا آمدن آدا، پدر و مادرش از هم جدا شدند. از اینجا به بعد همه چیز در زندگی آدا تغییر کرد. به جای اینکه پای شعر و یادگیری آن بشیند، مادرش او را به سمت ریاضیات و فلسفه هدایت کرد تا مطمئن باشد که آدا سمت شعر و نویسندگی نمی‌رود.

این عملکرد مادرش جواب داد و استعداد او در علوم ریاضی شکوفا شد. در سن ۱۷ سالگی با چارلز بابیج آشنا شد و تقریبا یک دهه با یکدیگر دوست بودند. با اینکه لاولاس و بابیج با یکدیگر اختلاف سنی زیادی داشتند ولی از نظر قدرت فکری برابر بودند.

بابیج، آدا را در زمینه موتور متفاوت و موتور تحلیل‌گر راهنمایی کرد و آدا نیز با یادگیری و تلاش، وارد این عرصه شد. در مقطعی از آن زمان بابیج از آدا خواست تا مقاله‌ای که یک نویسنده ایتالیایی در مورد موتور تحلیل‌گر نوشته بود را برایش ترجمه کند.

موتور تحلیل‌گر

در طی روند این ترجمه، آدا نه تنها مقاله را ترجمه کرد بلکه مجموعه‌ای از افکار خود را در مورد دستگاه و پیامدهای آن به آیندگان ارائه داد. آدا در همان اوایل متوجه شد که اختراع بابیج می‌تواند کاری بیش از محاسبات را انجام دهد. به این صورت که این دستگاه می‌تواند اعداد را دستکاری کرده و داده‌های جدیدی را ارائه دهد.

آدا با این موتور تحلیلی توانست به نتایج زیر دست پیدا کند:

  • توانایی ایجاد یک قطعه موسیقی پیچیده با هر درجه سختی
  • توانایی دستکاری نمادها برای محاسبات پیچیده
  • توانایی استفاده از دستگاه نه تنها برای محاسبات بلکه برای نقشه‌های گرافیکی

خلاصه اینکه آدا در زمان خودش، دانشمندی تمام عیار بود که توانست بر کل جهان مسلط شود. در آن زمان آثار منتشر شده از آدا و همچنین خودش در خلأ تاریخ ناپدید شدند.

 

یک قرن زودتر

با گذشت بیش از ۱۰۰ سال سرانجام کمک‌های آدا لاولاس در علوم رایانه و بنیاد محاسبات مدرن در دهه ۱۹۰۰ به معرض نمایش درآمد. نوشته‌های آدا در مورد پتانسیل برنامه‌نویسی رایانه هنگامی منتشر شد که یادداشت‌های او درباره اختراع بابیج توسط “باودن” در کتاب “سریع‌تر از فکر” در اجلاس دستگاه‌های محاسبات دیجیتال در سال ۱۹۵۳ به چاپ رسید.

از زمان انتشار آن تاکنون، آدا به عنوان اولین برنامه‌نویس رایانه در سراسر جهان شناخته می‌شود و وزارت دفاع ایالات متحده یک زبان برنامه‌نویسی را به نام خود “آدا” نام‌گذاری کرد. تمام موفقیت‌هایی که بابیج در دهه ۱۸۰۰ به نمایش گذاشت در قالب اولین مفهوم رایانه مدرن توسط “آلن تورینگ” در سل ۱۹۳۶ ارائه شد.

آیا تورینگ اختراع خود را از اثری که بابیج یک قرن پیش خلق کرده بود، پایه گذاری شده است؟ چه کسی می‌داند. آنچه تورینگ ارائه کرد ماشینی بود که می‌توانست با برنامه‌ای کنترل شود و دستورالعمل‌های رمزگذاری شده را پردازش، ذخیره و در نهایت یک خروجی از آن را ارائه می‌داد.

در صورتی که تمامی این سیستم‌ها یعنی حافظه، قابلیت پردازش، ورودی داده‌ها و خروجی نتایج همه یک قرن زودتر توسط بابیج انجام شده بود.

بیشتر بخوانید : علم داده یا دیتاساینس چیست؟

اولین رایانه قابل برنامه‌ریزی الکترونیکی به نام کلوسوس (Colossus) در سال ۱۹۴۳ اختراع شد و به رمزشکن‌های انگلیسی کمک کرد تا پیام‌های رمزگذاری شده آلمان‌ها را در طول جنگ جهانی ردیابی کنند.

بعد از آن اولین کامپیوتر دیجیتال در سال ۱۹۴۶ به نام انیاک (ENIAC) به اندازه ۵۴۸ متر مربع و با وزن ۵۰ تن اختراع شد. همچنین در سال ۱۹۷۴ اولین کامپیوتر شخصی به نام (Altair 8800) اختراع شد و حالا ما امروز رایانه‌هایی داریم که با خود به هر جایی حمل می‌کنیم و یا حتی آنها را به مچ دست خود وصل می‌کنیم.

کامپیوتر آلتیر

و در آخر

این فقط یک درس از تاریخ نیست بلکه در مورد اهمیت بنیادهای اولیه است و اینکه چگونه بزرگترین اختراعات هم، زمانی یک نفر پایه و اساس آنها را ساخته است. بدون موفقیت اولیه چارلز بابیج با یک ماشین حساب مکانیکی یا موفقیت آدا لاولاس با درک امکان برنامه‌نویسی رایانه، ما هرگز در جایی که امروز هستیم قرار نمی‌گرفتیم.

و این‌گونه است که پیشرفت در مهندسی در مقیاس وسیع، حتی فراتر از رایانه‌ها نیز کار می‌کند. تمام کارهایی که روزانه انجام می‌دهیم، به این دلیل انجام می‌شود که روی شانه‌های مهندسانی ایستاده‌ایم که زمانی پیش روی ما بودند.

 وقتی که می‌خواهیم طرحی جدید را ایجاد کنیم آن را از نو ترسیم نمی‌کنیم، بلکه با اعتماد به طرح‌هایی که یک نفر قبل از ما انجام داده یا آن را اختراع کرده، اعتماد می‌کنیم. از بسیاری جهات، موفقیت‌هایی که امروز تجربه می‌کنیم فقط به دلیل انجام آنها در گذشته است، چه به دست خودتان یا سایرین.

بابیج و لاولاس آیند را به وضوح می‌دیدند و ما را در راهی جدید راهنمایی کردند. بدونئ آنها هرگز رایانه‌های امروزی را تجربه نمی‌کردیم.

 

نظر شما درباره این مطلب

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.