بررسی رایانه و تاریخچه پیدایش آن

بررسی رايانه(کامپیوتر) وتاریخچه پیدایش آن

رايانه(کامپیوتر) چیست؟
کامپیوتر ماشینی است قابل برنامه ریزی که از ترکیب اجزای الکترونیکی والکترومکانیکی تشکیل شده است ومی تواند پس از دریافت ورودی ها بر اساس دنباله ای از دستور والعمل ها پردازش های خاصی را انجام داده وسپس نتیجه را ذخیره نموده ویا به خروجی بفرستد. کامپیوتر در آموزش ،صنعت ، سینما وتلویزیون ،پروژه های علمی وتحقیقاتی کاربرد دارد.

دوره پیشنهادی: کاربر ICDL

داده چیست ؟
در سیستم کامپیوتری مقادیر ورودی سیستم را داده يا data می نامند.
پردازش
هر عملی که کامپیوتر روی داده ها انجام می دهد پردازش processing می نامند.
اطلاعات
در سیستم کامپیوتر، حاصل پردازش سیستم را اطلاعات Information گویند.

تاریخچه پیدایش کامپیوتر
نخستین ماشین محاسبه ماشین مکانیکی ساده ای بود که بلز پاسکال آن را ساخته بود وبه وسیله چند اهرم وچرخ دنده ، می توانست عملیات جمع وتفریق را انجام بدهد.
پس ازآن لایب نیتز با افزودن چند چرخ دنده به ماشین پاسکال ماشینی ساخت که میتوانست ضرب وتقسیم را هم انجام بدهد وآن را (ماشین حساب) نامید.
بعدها چارلز بابیج ماشینی برای محاسبه چند جمله ای ها ابداع کرد که آن را ماشین تفاضلی نامیدند وسپس به فکر ساخت وسیله ی محاسباتی کاملتری افتاد که می شد به آن (برنامه)
داد این ماشین شباهت فراوانی به کامپیوترهای امروزی داشت وبه همین دلیل نام بابیج به عنوان پدرکامپیوتر در تاریخ باقی مانده است.
در گذشته دستگاه‌های مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل خط‌کش محاسبه و چرتکه، نیز رایانه خوانده می‌شدند. در برخی موارد از آن‌ها به‌عنوان رایانه آنالوگ نام برده می‌شود. چراکه برخلاف رایانه‌های رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دو بلکه به‌صورت کمیت‌های فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می‌دهند. چیزی که امروزه از آن به‌عنوان «رایانه» یاد می‌شود در گذشته به عنوان «رایانه رقمی (دیجیتال)» یاد می‌شد تا آن‌ها را از انواع «رایانه آنالوگ» جدا سازند.
رایانه یکی از دو چیز برجسته‌ای است که بشر در سدهٔ بیستم اختراع کرد. دستگاهی که بلز پاسکال در سال ۱۶۴۲ ساخت اولین تلاش در راه ساخت دستگاه‌های محاسب خودکار بود. پاسکال آن دستگاه را که پس از چرتکه دومین ابزار ساخت بشر بود، برای یاری رساندن به پدرش ساخت. پدر وی حسابدار دولتی بود و با کمک این دستگاه می‌توانست همه اعدادشش رقمی را با هم جمع و تفریق کند.
لایبنیتز ریاضی‌دان آلمانی نیز از نخستین کسانی بود که در راه ساختن یک دستگاه خودکار محاسبه کوشش کرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهی برای محاسبه ساخت که کامل شدن آن تا ۱۹۶۴ به درازا کشید. همزمان در انگلستان ساموئل مورلند در سال ۱۶۷۳ دستگاهی ساخت که جمع و تفریق و ضرب می‌کرد.
در سده هیجدهم میلادی هم تلاش‌های فراوانی برای ساخت دستگاه‌های محاسب خودکار انجام شد که بیشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال ۱۸۷۵ میلادی استیفن بالدوین نخستین دستگاه محاسب را که هر چهار عمل اصلی را انجام می‌داد، به نام خود ثبت کرد.
از جمله تلاش‌های نافرجامی که در این سده صورت گرفت، مربوط به چارلز بابیچ ریاضی‌دان انگلیسی است. وی در آغاز این سده در سال ۱۸۱۰ در اندیشهٔ ساخت دستگاهی بود که بتواند بر روی اعداد بیست و شش رقمی محاسبه انجام دهد. او بیست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف کرد اما در پایان آن را نیمه‌کاره رها کرد تا ساخت دستگاهی دیگر که خود آن را دستگاه تحلیلی می‌نامید آغاز کند. او می‌خواست دستگاهی برنامه‌پذیر بسازد که همه عملیاتی را که می‌خواستند دستگاه برروی عددها انجام دهد، قبلا برنامه‌شان به دستگاه داده شده باشد. قرار بود عددها و درخواست عملیات برروی آن‌ها به یاری کارت‌های سوراخ‌دار وارد شوند. بابیچ در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت این دستگاه هم به پایان نرسید.
کارهای بابیچ به فراموشی سپرده شد تا این که در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه جنگ جهانی دوم دولت آمریکا طرحی سری برای ساخت دستگاهی را آغاز کرد که بتواند مکالمات رمزنگاری‌شدهٔ آلمانی‌ها را رمزبرداری کند. این مسئولیت را شرکت IBM و دانشگاه هاروارد به عهده گرفتند که سرانجام به ساخت دستگاهی به نام ASCC در سال ۱۹۴۴ انجامید. این دستگاه پنج تنی که ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متر بلندی داشت، می‌توانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمی را در خود نگاه دارد و با آن‌ها کار کند. دستگاه با نوارهای سوراخدار برنامه‌ریزی می‌شد و همهٔ بخش‌های آن مکانیکی یا الکترومکانیکی بود از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا کنون فناوری‌های دیجیتالی رشد نموده‌است.

نخستین رایانه‌ شخصی عرضه شد.
شرکت هولت پکارد، برای نخستین بار، واژه "رایانه شخصی" را در تبلیغی برای ماشین حساب 911A در مجله ساینس معرفی کرد.
نخستین ریزپردازنده برای فروش آماده شد.
اینتل، نخستین ریزپردازنده تجاری را با نام 4004 عرضه می‌کند. این ریزپردازنده شامل 2300 ترانزیستور و تقریباً با قدرت رایانه ENIAC است. این ماشین سرعتی معادل 108 کیلوهرتز یعنی 2000 بار آهسته‌تر از تراشه‌های امروزی داشت و برای ماشین حساب Busicom طراحی شد.
رایانه Altair 8800 راه اندازی شد.
اگرچه Altair 8800 نخستین رایانه شخصی محسوب نمی‌‌شود، ولی فروش چندهزاری آن در نخستین سال فروش، موفقیتی دور از انتظار بود. این رایانه شخصی نخستین ماشینی بود که نرم‌افزار مایکروسافت Altair BASIC را فعال کرد. این ماشین مانند یک گیت از طریق نشریه Popular Electronics فروخته شد.

رایانه Apple1 عرضه شد.
رایانه شخصی Apple1 توسط استیو ووزنیاک (SteveWozniak) طراحی شد. این رایانه برای نخستین بار در کلوپ رایانه Homebrew در پالوآلتو به نمایش درآمد. استیو جابز دوست ووزنیاک پیشنهاد فروش این رایانه را داد و در جولای 1976 آن را به قیمت 666.66 دلار به فروش رساند. حدود 200 دستگاه تولید شد. برای کار با این رایانه کاربران باید یک نمایشگر و صفحه کلید به آن اضافه می‌کردند.
شرکت IBM تجارت رایانه شخصی خود را راه‌اندازی کرد.
شرکت IBM رایانه 5150 نخستین رایانه شخصی رومیزی خود را معرفی کرد. این نخستین تلاش شرکت برای معرفی یک رایانه شخصی نبود، اما موفق‌ترین آن‌ها بود. این ماشین تنها 16 کیلو حافظه داشت و از کاست‌های صوتی برای بارگذاری و ذخیره اطلاعات داده‌ها استفاده می‌شود. بسیاری براین باورند که این ماشین آغازی انفجاری در انقلاب رایانه‌های شخصی است. 

نخستین ریزپردازنده با یک میلیون ترانزیستور
اینتل ریزپردازنده 486 را معرفی کرد. این وسیله 1 میلیون و 200 هزار ترانزیستور دارد و با سرعت 50 مگاهرتز یعنی 40 بار آهسته‌تر از تراشه‌های امروزی فعالیت می‌کند.
اینتل از نخستین پردازشگر پنتیوم خود پرده‌برداری کرد.
7 مارس 2000
نخستین پردازشگر گیگاهرتز عرضه شد.
اینتل در رقابت با Advanced Micro Devices AMD تراشه Athlon را به عنوان نخستین تراشه‌ای که سرعت 1 گیگاهرتز یا 1 میلیارد محاسبه در ثانیه را ارائه می‌دهدعرضه کرد.
پردازشگر سلولی راه‌اندازی شد.
تراشه قوی که برای پلی‌استیشن 3 استفاده می‌شود در سانفرانسیسکو عرضه شد. این سلول شامل 8 هسته بوده و 10 برابر سریع‌تر از تراشه‌های رایانه شخصی در بازار است. این نتیجه تحقیق توسط سونی، IBM و توشیباست.

کامپیوتر ها از نظر تجهیزات و قدرت پردازش
1- ریز کامپیوتر ها مانند کامپیوتر های شخصی micro computer 2- کامپیوتر های کوچک مانند کامپیوترهای مراکز تجاری و دانشگاهی mini computer 3- کامپیوتر بزرگ مانند کامپیوتر های مراکز بزرگ دولتی main frame 4- ابرکامپیوتر ها مانند کامپیوتر مرکزی سازمان ناسا Super computer
9- کامپیوتر ها از نظر ظاهر و اندازه به چند دسته نقسیم می شوند؟
1- رومیزی desktop 2- کیفی laptop 3- دستی palmtop 4- همکار دیجیتال شخصی Pda
10- یک کامپیوتر رومیزی چه قسمتهایی دارد؟
1- کیسCase 2- مانیتور monitor 3- کی برد Keyboard 4- ماوس mouse 5- بلندگوSpeaker 6- چاپگر Printer 7- اسکنر Scaner
11- بخشهای درون کیس کامپیوتر را نام ببرید.
1- منبع تغذيه Power supply 2- برد اصلی (مادر )Mainboard 3- سی پی یوCPU 4- رم Ram 5-هارد دیسکHard disk 6- فلاپی دیسک floppy disk 7- درایور سی دی Compact disk driver 8- مودم Modem 9- کارت گرافیک VGA Card 10- کارت صدا Sound card 11- کارت شبکه Network card (Lan) 12- کارت تلویزیون TVcard. 

رایانه کلوسوس پرده‌برداری شد
رایانه کلوسوس توسط کدشکن انگلیسی برای کمک به کشف رمز پیام‌های رد و بدل شده مابین فرماندهان ارشد آلمانی ساخته شد. این رایانه به سختی توانست کلید رمز کد لورنزو را که توسط هیتلر برای ارسال پیام به ژنرال‌ها استفاده می‌شد بیابد. در این ماشین از لوله‌های وکیوم ترانزیستورهای پیشرو استفاده شد. این دستگاه مقدمه ساخت ماشین‌های دیگری مانند انتگرال‌گیر عددی الکترونیک و رایانه ENIAC بود که در سال 1947 در دانشگاه پنسیلوانیا ساخته شد. 

اختراع ترانزیستور
پس از 18 ماه کار، جان باردین و والتر براتین که تحت نظارت ویلیام شاکلی کار می‌کردند، نخستین ترانزیستور را برای مدیران آزمایشگاه بل در نیوجرسی به نمایش گذاشتند. نقطه اتصال این ترانزیستور از جنس ژرمانیوم بود و آغاز ضربتی برای "انقلاب ترانزیستور" محسوب می‌شد.
دانشمندان اروپایی به طور مستقل ترانزیستور را اختراع کردند.
هربرت ماتاره و هنریک والکر در حال که برای Compagnie des Freins etSignaux در فرانسه کار می‌کردند به طور مستقل توانستند ترانزیستوری با نقطه اتصالی از جنس ژرمانیوم بسازند. در ماه جولای دانشمندان آلمانی متوجه شدند که آزمایشگاه‌های بل در این اختراع 6 ماه از آن‌ها پیش بودند.
نخستین رایانه مبتنی بر ترانزیستور ساخته شد.
ریچارد گریمسدیل و داگلاس وب با همکاری تام کیلبورن در دانشگاه منچستر نمونه اولیه رایانه مبتنی بر ترانزیستور را به نمایش گذاشتند. این ماشین تجربی در ادامه به Metrovick 950 نخستین رایانه تجاری تبدیل شد که از سال 1959 به بعد توسط MetropolitanVickers ساخته شد. هفت نمونه از این ماشین تولید شد.
تکنیک‌های تولید انبوه مدرن معرفی می‌شوند.
آزمایشگاه‌های بل تکنیک" پوشش اکسید" را برای ساخت ترانزیستور توسعه می‌دهد. این تکنیک برای ساخت مدارهای لایه-لایه در حال حاضر پالایش شده‌ است، اما هنوز برای سخت تراشه‌های امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

اساس و بنیاد شیار سیلیکون گذاشته شد.
ویلیام شاکلی، آزمایشگاه‌های بل را ترک کرد و نیمه رسانای شاکلی را در کالیفرنیا راه‌اندازی نمود. در میان نخستین کارمندان وی گوردون مور و رابرت نویس که بعدها اینتل را راه‌اندازی کردند به چشم می‌خورند. این شرکت توسعه ابزار سیلیکون را آغاز می‌کند. 

نخستین مدار یکپارچه به نمایش درآمد.
 

جک کیلبی از Texas Instruments نخستین مدار یکپارچه را که اساس تراشه‌های مدرن است می‌سازد. مدارهای یکپارچه مدارهای بسیار کوچکی هستند که به طور مستقیم بر روی صفحه نیمه‌رسانا تولید می‌شوند. شرکت Texas Instruments این وسیله را در کنفرانس مطبوعاتی در مارس 1959 معرفی می‌کند.
فرآیند تولید تراشه اختراع شد.
جین هورنی از Fairchild Semiconductor توانست "فرآیند دو وجهی" برای ساخت تراشه‌های سیلیکون را توسعه دهد. ماه‌ها بعد در همین سال دوست وی رابرت نویس توانست فرآیند ساخت مدارهای یکپارچه را تجاری کند و در نتیجه تراشه‌های سیلیکون در تعداد انبوه برای نخستین بار تولید شدند.