كامپيوتر هاي نسل اول

بعد از جنگ جهاني دوم، جنبش و تحرك جديدي براي ساختن ماشين هاي سريعتر و قويتر به وجود آمد و اين به خاطر درگيري روزافزون بشر به كارهاي اداري و تجاري با حجم زياد و محاسبات پيچيده و وسيع علمي بود.همان گونه كه گفته شد ، اولين كامپيوتر در سال 1944 در دانشگاه هاروارد و نوع كاملتر آن در سال 1946 در دانشگاه پنسيلوانيا به نام انياك(ENIAC) (Electronic Numerical Integrated And Calculator)(اسم قحط بود؟!) ، براي حل مسايل مربوط به انفجار ، جهت اداره اردنانس ارتش آمريكا توسط دكتر ماكلي(Dr.John W.Mauchly) و اكرت (J.Presper Eckert) ساخته و تكميل شد. در اين ماشين 19000 لامپ خلا استفاده شده بود و براي انرژي مصرفي لامپ ها و همچنين دستگاههاي تهويه و خنك كننده ماشين حدود 130KW انرژي الكتريكي مصرف مي شد. ماشين داراي حجم زيادي بود و سطحي را معادل9015 متر مربع اشغال مي كرد، ليكن سرعت زيادي داشت و 5000 جمع و 350 ضرب را در 1 ثانيه به انجام مي رسانيد.

در سال 1952 اولين كامپيوتري كه قادر به ذخيره كردن برنامه بود به نام ادواك(EDVAC)، توسط

 دكتر نيومن(Dr.John Von Neumann) ، ساخته شد كه اساس كامپيوترهاي امروزي قرار گرفت.

در سال 1948 كامپيوتر ديگري توسط شركت IBM ساخته شد كه سرعت عمل زيادي داشت و در سال 1954 يك كامپيوتر كوچك به نام  IBM 650 به بازار آمد كه در ظرف 5 سال 2000 دستگاه از آن به فروش رفت و در همان سال ماشين ديگري به نام UNIVAC_4 به تعداد زيادي توليد گرديد.

تا قبل از سال 1955 براي فعاليتهاي تجاري يا كارهاي علمي، كامپيوترهاي ويژه اي ساخته مي شد كه مشخصات آنها منحصرا جوابگوي يكي از امور اداري-تجاري يا علمي بود. اين سري از كامپيوترها به كامپيوترهاي نسل اول (First Generation ) معروفند.

مشخصات كلي كامپيوتر هاي نسل اول: 

1.سرعت عمل آنها حدود يك هزارم ثانيه بود.

2.حافظه آنها داراي ظرفيت 2000 تا 4000 كلمه بود.

3.داراي كاربردهاي ويژه تك منظوره (Special Purpose) بودند.

4.كليه برنامه ها به زبان ماشين ، نوشته مي شد.

5.در آنها لامپ خلا و رله به عنوان حافظه استفاده مي شد.

كامپيوتر هاي نسل دوم:

در اوايل دهه 1950 با ورود ترانزيستور به بازار و استفاده از آن در كامپيوتر و همچنين به كار بردن حلقه هاي كوچك مغناطيسي (Magnetic Core)به عنوان حافظه ، تغييرات عمده اي در كامپيوتر ها ايجاد گرديد. اختراع ترانزيستور ، كامپيوتر هاي جديد را كوچكتر ، سبكتر و قابل اعتمادتر كرد و همچنين مصرف برق آنها را به مقدار زياد كاهش داد.  كاربرد حلقه هاي كوچك مغناطيسي به عنوان حافظه نيز ، سرعت فراواني به كامپيوترها بخشيد. از اين زمان به بعد، شركتهاي سازنده تلاش كردند كامپيوترهايي همه منظوره به بازار عرضه كنند كه جوابگوي اغلب امور تجاري و علمي باشند.اولين سري از كامپيوترهايي كه ترانزيستور در آنها به كار رفته بود، در سال 1959 عرضه شد. اين سري از كامپيوتر ها به كامپيوترهاي نسل دوم

 (Second Generation) معروف شدند.از ماشين هاي معروف اين نسل مي توان IBM 1401 ،IBM 1620 و IBM 7000 را نام برد.

كامپيوترهاي نسل دوم در واقع اولين كامپيوترهايي بودند كه غير از دانشگاهها و مؤسسات تحقيقاتي ،

 در مؤسسات دولتي و شركتهاي خصوصي براي انجام امور غير علمي نيز به كار گرفته شدند.در واقع

از آن زمان ، كامپيوتر به عنوان يك ابزار مديريت و پردازش داده ها در سطح وسيع، در بسياري از

كشورهاي جهان به كار گرفته شد.اولين كامپيوتري كه در ايران نصب گرديد از نسل دوم و مدل IBM 1620

بود كه در سال 1341 در كنسرسيوم نفت تهران به كار گرفته شد و همچنين سرشماري سال 1345 نيز با

استفاده از كامپيوترهاي نسل دوم(IBM 1401) انجام گرديد.

مشخصات كلي كامپيوتر هاي نسل دوم: 

1.       از ترانزيستور در آنها استفاده شد.

2.       سرعت عمل آنها حدود يك ميليونيم ثانيه بود.

1.       ظرفيت حافظه آنها حدود 30000 كلمه بود و حافظه هاي كمكي نيز در اين نسل به وجود آمدند.

2.       داراي كاربردهاي عمومي يا همه منظوره بودند.

3.       زبانهاي برنامه نويسي آنها ، فوق العاده آسان بود.

4.       داراي حجم بسيار كمتري بودند.

5.       از حلقه هاي كوچك مغناطيسي به عنوان حافظه در آنها ، استفاده مي شد.

كامپيوتر هاي نسل سوم:

براي ساختن كامپيوترهاي سريعتر و قويتر كوششها همچنان ادامه داشت تا در اوايل 1960 اولين

 كامپيوتر نسل سوم (Third Generation) به بازار عرضه شد. اين كامپيوتر از سري IBM 360 بود كه براي ساختن آن 5 ميليارد دلار سرمايه گذاري شد كه بزرگترين پروژه مالي بخش خصوصي تا آن تاريخ به

شمار مي رفت.اين كامپيوتر كه مدل هاي گوناگوني از نظر ظرفيت و سرعت كار داشت، در هر دو امور

تجاري و علمي قابل استفاده بود.

جديدترين تحول در تكامل كامپيوترها، ساختن وسايل ضبط اطلاعات با قابليت دسترسي مستقيم

(Direct Access Device) در اين نسل بود.به اين ترتيب كاربران توانستند به هر يك از اجزا اطلاعات ذخيره شده در  يك مجموعه عظيم اطلاعاتي ، در كسري از ثانيه دسترسي پيدا كنند.علاوه بر آن در اين نسل

 از كامپيوتر ها، سعي شده كه قطعات مدارها را هرچه كوچكتر و با حجم كمتر بسازند و بدين ترتيب مدارهاي مجتمع (Integrated Circuits(IC)) به وجود آمدند. در ايران ، از زمان ارايه كامپيوترهاي نسل

سوم كاربرد كامپيوتر به سرعت توسعه يافت و مؤسسات مختلف تعدادي از آنها را نصب كردند.

مشخصات كلي كامپيوتر هاي نسل سوم: 

1.پيشرفت هاي سخت افزاري

     الف)مينياتوري كردن(تقليل حجم دستگاهها و اجزاي آنها)

       ب)افزايش ظرفيت حافظه به چندين برابر قبل

       ج)استفاده از دستگاه هاي واسطه(Media) ، با قابليت دسترسي مستقيم

       د)قدرت ارتباط با نقاط دور و متعدد

2.پيشرفت هاي نرم افزاري

    الف)هماهنگي بيشتر با سخت افزار

      ب)هماهنگي بيشتر با سيستم عامل

      ج)پيشرفت در زبانهاي برنامه نويسي و به كارگيري زبان هاي سطح بالا

3.عمليات و بهره برداري

    الف)استفاده از روش هاي پردازش مستقيم(on-line) و بازده فوري(real time)

      ب)اجراي همزمان چند برنامه با يكديگر

كامپيوتر هاي نسل چهارم:

تقسيم بندي و تفكيك نسل هاي كامپيو تري تا قبل ا ز نسل چهارم(Forth Generation)، به لحاظ

 تغييرات عمده در پيشرفت و تكامل كامپيوتر در هر نسل، به سهولت صورت گرفت . دراوايل سال 1970 تكنيكهاي جديدتري در ساخت و بهره گيري از كامپيوترها به كار برده شدكه بسياري از دست اندركاران آن را  نسل چهارم ناميدند.مهمترين تغييرات در سخت افزار كامپيوترهاي نسل چهارم،به كارگرفتن مدارهاي مجتمع با تراكم زياد وتراكم خيلي زياد است.

***در نسل سوم از تراكمSSI(Small Scale Integration)  و (Scale Integration Medium)MSI  يعني

تراكم كم و تراكم متوسط بهره گرفتند وليكن درنسل چهارم از تراكم (Scale Integration Large)  LSI،( Scale Integration Very Large) VLSI و (Ultra Large Scale Integration)ULSI  يعني تراكم بالا ،

خيلي بالا وفوق العاده بالا بهره مي گيرند. نسل چهارم همچنين از حافظه نيمه هادي (Semiconductor) وميكرو پروسسور (Microprocessor) ، سيستم هاي محاوره اي (Interactive System) ،

پردازش مستقيم و شبكه هاي كامپيوتري (Computer Network) بهره جسته است.

توسعه و پيشرفت سخت افزار كامپيوترهاي فعلي، در مقايسه با نسلهاي قبلي با بررسي چند عامل

نظير سرعت ، اندازه، هزينه و ظرفيت حافظه روشن مي گردد.

در كامپيوتر هاي اوليه از لامپ خلا استفاده مي شد و به همين جهت حجم و وزن زيادي داشتند

(كامپيوتر انياك 30 تن وزن داشت(فقط يه خورده از كامپيوتر من سبك تر بود!)) به كار بردن ترانزيستور در نسل دوم به طور قابل ملاحظه اي ، اندازه كامپيوتر ها را كاهش داد. در يك فوت مربع از كامپيوتر هاي

 نسل اول 6000 مؤلفه وجود داشت كه با بكاربردن ترانزيستور100000 مدار درهمان حجم كار مي كرد. در كامپيوتر هاي فعلي كه در آنها ميكروالكترونيك و مدارهاي مجتمع با تراكم زياد به كار مي رود بيش از 10 ميليون مدار در يك فوت مربع كار مي كند.

مقايسه بين نسل هاي اول تا چهارم:

كامپيوتر هاي نسل پنجم:

نسل پنجم كامپيوترها كه ايده آن اولين بار توسط ژاپني ها در سال 1980 مطرح شد، ساختن كامپيوترهايي را پيشنهاد مي كند كه بتوانند بياموزند ، استنباط كنند و تصميم بگيرند و

بطور كلي رفتاري داشته باشند كه معمولا در حوزه منطق و استدلال خاص انسان قرار دارد و به عبارت ساده تر هوشمند باشند. در اين نسل از مدارهاي مجتمع با تراكم فوق العاده بالا استفاده مي شود.

كامپيوتر هاي نسل ششم:

بعد از موفقيت كامل بشر در ساخت كامپيوتر هاي هوشمند، ايده بعدي انسان طراحي كامپيوتري

 خواهد بود كه مدارهاي داخلي آن كپي برداري عيني از مغز آدمي است.

با توجه به تحولات در تغيير نسل هاي كامپيوتري ،در نسل بعد بايد منتظر تغييرات زير باشيم:

_كاهش حجم مدارها تا حد مينياتوري شدن و نيز كاهش توان مصرفي لازم

_افزايش پيچيدگي مدارها

_ افزايش كارايي و بهبود كيفيت عملكرد مدارها

_ افزايش سرعت عملكرد مدارها

 منبع:computer-pnuz.parsfa.com

تاريخ علم رايانه

تاريخچه علم رايانه خيلي قبل از نظم و انظباط پيشرفته علم رايانه كه در قرن بيستم ظاهر شده‌است ٬ آغاز شده‌است . اين ترقي از اختراعات مكانيكي و تئوري‌هاي رياضي به سمت عقايد و ماشين‌هاي مدرن پيشرفته‌است و يك رشته آكادمي بزرگ و پايه يك صنعت جهاني خيلي بزرگ را تشكيل داده‌است .

در آغاز تاريخ

در آغاز محاسبات

سريع ترين ابزار شناخته شده براي استفاده در محاسبات ٬ چرتكه بوده‌است . و آن فكر در حدود ۲۴۰۰ سال قبل از دوران فعلي در شهر بابل اختراع شده بود . سبك اصلي آن با خطوط رسم شده توسط سنگريزه‌ها به روي شن‌ها استفاده مي‌شده‌است . اين اولين كامپيوتر شناخته شده و پيشرفته ترين سيستم محاسباتي شناخته شده تا ۲۰۰۰ سال پيش در يونان است . آباسي مدرن تري طراحي ابزار محاسباتي است كه هنوز هم مورد استفاده قرار مي‌گيرد .
در ۱۱۱۵ سال پيش از دوران فعلي ٬ در چين باستان ارابه بندكشي جنوبي اختراع شده بود . آن اختراع اولين مكانيزم چرخ دنده شناخته شده بود كه در چرخ‌هاي گوناگون مورد استفاده قرار مي‌گرفته‌است و بعدا در كامپيوترهاي قياسي يا آنالوگ استفاده شدند . بعلاوه ٬ در حدود دو قرن پيش از دوران فعلي چيني‌ها چرتكه ماهرتري را اختراع كردند .
در سدهٔ پنجم پيش از دوران فعلي در هند باستان ٬ پانيني متخصص گرامر ٬ دستور زبان سانسكريت را در ۳۹۵۹ قانون شناخته شده قاعده دار وتدوين كرده‌است . مثل آشتادهايي(Ashtadhyayi) كه سيار فني اسلوب داده شده بود . پانيني از قوانين تغيير شكل و بازگشتي‌ها استفاده كرده بود و با اين قبيل مهارتي كه گرامرش داشت ٬ معادل قدرت محاسبه ماشين تيورينگ بود .
بين ۲۰۰ تا ۴۰۰ سال پيش از اين ٬ جاينا رياضي دان هندي ٬ لگاريتم را اختراع كرد . از قرن سيزدهم جدول لگاريتم توسط رياضي دانان مسلمان ابداع شد .
مكانيزم ماشين آنتي كيترا ( قديمي ترين رايانه دنيا ) بر اين باور بوده‌است تا كامپيوتر آنالوگ مكانيكي سريعتر شناخته شوند . آن ماشين براي اينكه موقعيت‌هاي نجومي را محاسبه كند طراحي شده بود. آن ماشين در سال ۱۹۰۱ در لاشه كشتي آنتي كيترا در جزيره يوناني آنتي كيترا بين كيترا و كرت حدود ۱۰۰ سال قبل كشف شده بود .
قطعات مكانكي كامپيوتر آنالوگ دو باره در يك هزار سال اخير در جهان اسلام و در قرون وسطي ظاهر شده و توسط ستاره شناسان مسلمان توسعه داده شده بود . مانند خط استوايي توسط آرزاشل ٬ چرخ دنده‌هاي مكانيكي توسط ابوريحان بيروني و نيروي گشتاور توسط جابر ابن افلح . اولين ماشين‌هاي قابل برنامه ريزي هم توسط مهندسان مسلمان اختراع شده بود .مانند نوازنده فلوت اتوماتيك توسط برادران بنو موسي (Banu Musa) و روباتهاي شبه انسان توسط الجازاري . همچنين رياضي دانان مسلمان مهمترين پيشرفت‌ها را در رمز نگاري كرده بودند مانند پيشرفت در كشف نوشته رمزي و آناليز فركانس توسط آلكيندوس .
زماني كه جان نپير در اوايل قرن هفدهم لگاريتم را براي اهداف محاسباتي كشف كرده بود به دنبال آن يك دوره پيشرفت قابل توجه توسط مخترعان و دانشمندان در ساخت ابزار محاسباتي شروع شد . حدود سال ۱۶۴۰ ٬ بليز پاسكال يك رياضي دان اهل فرانسه ٬ اولين وسيله جمع مكانيكي را مبني بر طراحي توصيف شده توسط قهرمان آلكساندر ٬ ريضي دان يونان ٬ ساخته‌است .
در ابتدا هيچ كدام از وسايل محاسباتي واقعا كامپيوتر در مفهوم پيشرفته نبوده‌اند . آن پيشرفت قابل توجه در رياضيات و تئوري قبل از اولين كامپيوتر مدرن طراحي شده ٬ گرفته شده‌است .

الگوريتم‌ها

در قرن هفتم ٬ رياضي دان هندي ٬ براهام گوپتا اولين توضيح سيستم اعداد هندو – عربي را داد و از صفر با يك حفره يا سوراخ و يك رقم دهدهي استفاده كرد . تقريبا حدود سال ۸۲۵ ٬ رياضي دان فارس ٬ خوارزمي كتابي تحت عنوان « محاسبات با اعداد هندو » نوشته‌است كه عمدتا مسئول براي پخش سيستم شمارش هندي در خاور ميانه و اروپا بوده‌است ٬ حدود قرن دوازدهم ترجمه اين كتاب به لاتين نوشته شده بود : «Algoritmi De Numero Indorum» در اين كتاب مفاهيم جديد تري نمايان شده‌است تا يكسري گام‌ها را در صحيح انجام دادن يك وظيفه اجرا كنند ٬ مانند كاربرد و استفاده محاسباتي قاعده دار در جمع . به وسيله اشتقاق از نام او ما لفظ الگوريتم را داريم .

منطق دودويي

حدود سه قرن قبل ٬ پينگالا رياضي دان هندي سيستم اعداد دودويي را كشف كرد . در اين سيستم كه امروزه هنوز در پردازش كامپيوترهاي مدرن استفاده مي‌شود ٬ با يك توالي و ترتيب صفرها و يك‌ها مي‌توان هر عددي را نماين كرد .
در سال ۱۷۰۳ گاتفريد ليبنيز ٬ منطق مجرد را توسعه داده‌است . رياضيات تحت سيستم اعداد دودويي با دستنوشته‌هاي او مفهوم پيدا كرد . در سيستم او علاوه بر صفرها و يك‌ها ٬ صحيح و غلط (True / False) و وضعيت‌هاي روشن و خاموش نمايان بودند .
اما بيشتر از يك قرن قبل جرج بول ٬ در سال ۱۸۵۴ جبر بولي را منتشر كرد . اولين بار وسايل مكانيكي تحت يك الگوي دودويي كه اختراع شده بود حركت داده شده بود . انقلاب صنعتي ٬ مكانيزم كردن تعدادي وسايل را به جلو حركت داده بود كه اين شامل بافندگي نيز مي‌شد . در سال ۱۸۰۱ جوزف ماري كارگاه بافندگي را توسط كارتهاي پانچ كنترل مي‌كرده‌است . جايي كه يك حفره روي كارت سوراخ شده باشد يك از نوع دودويي ٬ و نقطه سورهخ نشده ٬ صفر از نوع دودويي را نشان مي‌دهد . دستگاه بافندگي نساجي از يك رايانه فاصله دارد . اما با مثال توضييح مي‌دهد كه با سيستم دودويي مي‌توان ماشين‏ها را حركت داد .

ماشين تحليلي

ماشين تحليلي نبود تا چارلز بابيج (Charles Babbage) ٬ كه پدر علم محاسبه بوده‌است آغاز رايانه مدرن با كار او روي ماشين تحليلي شكل گرفته‌است . اي دستگاه به هر حال با همهٔ وظايف و كارهايي كه در طراحي يك رايانه مدرن صورت گرفته‌است ٬ هرگز با موفقيت ساخته نشد . او اولين بار آن را در سال ۱۸۳۷ ٬ توصيف و تشريح كرده‌است . بيش از ۱۰۰ سال قبل هر دستگاه مشابهي با موفقيت ساخته شده بود . تفاوت بين ماشين بابيج و ماشين‌هاي قبلي ساده‌است : « او برنامه ريزي شده طراحي كرده‌است . » در اين هنگام همكار او ٬ رياضي دان ٬ آدا لاوليس (Ada Lavelace) ٬ نخستين برنامه‌هاي كامپيوتري را در يك دستگاه جامع و فراگير روي ماشين تحليلي منتشر كرده‌است . لاوليس به خاطر اين كارش محبوب هست و اولين برنامه نويس كامپيوتر لحاظ شده بود . اما تعدادي محقق ادعا كردند برنامه‌هاي منتشرشده تحت نام او در اصل توسط بابيج ساخته شده‌است .

تولد علم رايانه

قبل از دهه ۱۹۲۰كامپيوترها(گاهي اوقات كامپيوتورها) كارمندان از نوع انسان بوده‌اند كه محاسبات را انجام مي‌دادند . آنها معمولا تحت هدايت يك فيزيك دان بوده‌اند . هزاران كامپيوتر در تجارت ٬ دولت و تشكيل يك تحقيق كار مي‌كردند و يا استخدام شده بودند . بيشتر اين كامپيوترها زنان بوده‌اند و آنها مدركي در حسابان داشته‌اند . تعداي از آنها براي سالنامه‌ها محاسبات نجومي را انجام مي‌دادند . بعد از دههٔ ۱۹۲۰ ٬ بيان ماشين محاسبات ٬ به ماشيني كه كار يك كامپيوتر انساني را انجام مي‌داده اطلاق مي‌شده‌است . مخصوصا آنها با روشهاي موثر قضيه جرج – تيورينگ مطابقت داشته‌اند . اين قضيه كه روشي است براي يك رياضي دان ٬ اگر توانايي تنظيم يك ليست دستورالعمل‌ها را بوسيله يك كارمند انساني با مداد و كاغذ داشته باشد ٬ موثر است . به دليل ضرورت خيلي زياد و بدون قوه ابتكار و نبوغ . ماشينهايي كه مقادير متوالي را محاسبه مي‌كردند به عنوان نوع آنالوگ يا قياسي شناخته شده‌اند . آنها از دستگاهي كه كميت عددي متوالي را نشان بدهد استفاده مي‌كردند . مانند زاويه چرخش يك گلوله يا اختلاف در پتانسيل الكتريكي .
ماشين‌هاي ديجيتال در تقابل با آنالوگ ٬توانايي تحويل وضعيت يك مقدار عددي و ذخيره هر تك رقم را داشتند . ماشين ديجيتال قبل از اختراع قطعات سريعتر حافظه ٬ در ماشين‌هاي مختلف يا دستگاه‌هاي تقويت نيرو استفاده مي‌شده‌است .

عبارت «Computing Machine» (ماشين محاسبه) به تدريج بعد از دهه ۱۹۴۰ از بين رفته‌است . درست بودن عبارت كامپيوتر از زماني كه ماشينهاي ديجيتال الكترونيك رايج شده‌اند شروع شده‌است . اين كامپيوترها توانايي انجام محاسبات را كه قبلا توسط كارمندان انسان انجام مي‌شده‌است را داشته‌اند . چون مقادير ذخيره شده توسط ماشينهاي ديجيتال مانند وسايل آنالوگ به خصوصيات فيزيكي محدود نبود ٬ يك كامپيوتر منطقي مبتني برتجهيزات ديجيتال ٬ توانايي انجام هر چيزي را كه مي‌توانست ماشين خالص را توليد كند ٬ داشته‌است .
آلن تيورينگ كه به عنوان پدر علم كامپيوتر شناخته مي‌شده‌است ٬ اين قبيل كامپيوترهاي منطقي را كه به عنوان ماشين تيورينگ شناخته مي‌شود را اختراع كرده بود . كه بعد از آن داخل كامپيوترهاي مدرن و پيشرفته رشد پيدا كرد . به علاوه اين كامپيوترهاي جديد توانايي انجام محاسبات غير عددي را مثل موسيقي داشته‌اند .
از زماني كه پردازش‌هاي محاسباتي توسط كارمندان انساني انجام مي‌شده‌است ٬ اين مطالعهٔ توانايي انجام محاسبات ٬ به وسيله آشكار ساختن چيزي كه در مفهوم متداول آشكار نبوده‌است ٬ يك علم را آغاز كرده‌است .

نظم و انظباط غير منتظره

اساس تئوري

اساس رياضي علم كامپيوتر مدرن توسط Kurt Godel با قضيه ناقصش در سال ۱۹۳۱ آغاز شده بود . در اين قضيه او نشان داده كه ٬ جايي محدود بوده كه داخل يك سيستم قراردادي چيزي را نتواند رد يا اثبات كند . اين قضيه به كاري توسط Godel و بقيه راهنمايي كرده تا اين سيستم‌هاي رسمي يا قرارداي را تشريح يا تعريف كنند . كه اين شامل مفاهيمي مانند توابع بازگشتي mu(μ) و توابع تعريف پذير Lambda(λ) مي‌باشد .
سال ۱۹۳۶ يك سال كليدي براي علم كامپيوتر بوده‌است . آلن تيورينگ و آلونزو جرج ٬ مستقلا و همچنين با هم الگوريتم را به طور رسمي ٬ با محدوده‌هايي كه مي‌توانست محاسبه كند و مدلي براي محاسبات مكانيكي خالص بود ٬ معرفي كردند .
اين عناوين توسط چيزي كه اكنون قضيه جرج – تيورينگ ناميده مي‌شود ٬ تحت پوشش قرار مي‌گيرد . كه يك فرضيه در مورد طبيعت وسايل محاسباتي مكانيكي مانند كامپيوترهاي الكترونيكي ٬ مي‌باشد . اين قضيه ادعا كرده كه هر محاسباتي كه ممكن است (حل شدني است ) مي‌تواند توسط اجراي الگوريتم روي كامپيوتر انجام شود . كه با زمان كافي و فضاي ذخيره سازي در دسترس فراهم مي‌شود . همچنين تيورينگ ٬ قضيه توصيف ماشين تيورينگ را شامل مي‌شود . يك ماشين تيورينگ يك نوار طولاني نا محدود و يك هد يا سوزن نوشتن يا خواندن (R/W) دارد كه همراه با نوار مي‌تواند حركت كند و تنها مقادير مسير را مي‌تواند حركت دهد . به طور شفاف همانند ماشيني است كه هرگز نمي‌تواند بسازد ٬ اما با اين وجود مدلي است كه مي‌تواند محاسبات هر الگوريتمي را كه روي هر كامپيوتر مدرني قابل اجراست ٬ تقليد كند .
همچنين تيورينگ براي علم كامپيوتر مهم است چونكه نام او نمايانگر جايزه تيورينگ و آزمايش تيورينگ است . او در جنگ جهاني دوم همكاري موفقيت آميز و بزرگي با كد شكن‌هاي بريتانيايي داشته‌است و طراحي كامپيوترها و نرم افزارها را در دهه ا۱۹۴۰ كاملا ادامه داده‌است . در يك نشست خيلي بزرگ ماشين‌هاي ديجيتال در كمبريج ٬ تورينگ گفت : « ما در تلاشيم تا ماشيني بسازيم تا همه نوع چيزهاي متفاوت را به سادگي توسط برنامه نويسي سريع تر از راه اضافه كردن دستگاه‌هاي اضافي انجام دهيم . »
در سال ۱۹۴۸ توسط بابي منچستر ٬ اولين كامپيوتر كاربردي كه مي‌توانست برنامه‌هاي ذخيره شده را اجرا كند ٬ بر مبناي مدل ماشين تيورينگ ساخته شد .

شانون و تئوري اطلاعات

تا حدود و نزديكي‌هاي دهه ۱۹۳۰ ٬ مهندسين برق توانايي ساختن مدارات الكترونيكي را داشتند تا مسائل منطقي و رياضي را حل كنند ٬ اما بيش از همه طبق عادت عمومي ٬ نظريه‌هايي كه وقت زيادي نمي‌برده انجام مي‌داده‌اند . اين امر با انتشار قضيه Master در سال ۱۹۳۷ توسط الوود شانون (Elwood Shannon) تغيير كرده‌است . كه يك تحليل نمادين از ايستگاه تقويت و مدارات سوئيچينگ است . در زمان گرفتن مدرك ليسانس در كلاس فلسفه ٬ شانون كار بولي را افشا كرده و تشخيص داده بود كه آن كار مي‌تواند

از ايستگاه‌هاي تقويت الكترومكانيكي مرتب استفاده كند .( سپس در سوئيچ‌هايي ٬ در مسير يابي تلفن استفاده شده‌است . ) تا مشكلات منطقي را حل كند . اين عقيده يعني استفاده از خصوصيات الكترونيكي سوئيچ‌ها تا كار منطقي را انجام دهند ٬ پايه عقيده‌اي است كه زمينه همه كامپيوترهاي ديجيتال الكترونيكي است . و اين قضيه شالوده طراحي مدار ديجيتالي كاربردي شده‌است . در اين هنگام آن قضيه سريعا بين جامعه مهندسين الكترونيك در طول و بعد از جنگ جهاني دوم شناخته شده‌است .
شانون رفت تا رشته تئوري اطلاعات را در سال ۱۹۴۸ پيدا كرد و نام آن را تئوري رياضي ارتباطات قرار داده‌است . كه احتمالا در مسئله چطور بهتر رمز كردن اطلاعات يك فرستنده كه مي‌خواهد انتقال دهد ٬ به كار برده مي‌شود . اين يك تئوري پايه براي تعدادي بخش‌هاي مطالعاتي از جمله فشرده سازي اطلاعات و رمز نويسي مي‌باشد .

وينر و فيزيولوژي

از آزمايش‌هايي با سيستم‌هاي ضد هوايي كه عكس‌هاي كشف شدهٔ هواپيماي دشمن را تفسير مي‌كرده‌است ٬ نوربرت وينر (Norbert Wiener) اصطلاح فيزيو لوژي را از كلمه‌اي يوناني اختراع كرده‌است . او فيزيولوژي را در ۱۹۴۸ منتشر كرده‌است كه تاثير آن هوش مصنوعي بوده‌است . همچنين وينر ٬ محاسبات ماشين محاسباتي ٬ قطعات مموري يا حافظه و بقيه تشابه‌ها را با آناليز امواج مغز خود مقايسه مي‌كرده‌است .

اولين اشكال رايانه

اولين اشكال كامپيوتر يك حشره موذي بود ٬ آن حشره بين دستگاه‌هاي تقويت روي هاروارد مارك ۲ چسبيده بود . تا زمان اختراع كلمه "BUG" (اشكال) ٬ اغلب اما به طور غلط به گريس هوپر كه يك افسر نيروي دريايي در ناوگان آمريكا بود نسبت داده مي‌شده‌است . گمان مي‌شد حشره در تاريخ ۹ سپتامبر ۱۹۴۵ وارد سيستم شده‌است . بيشترين حساب‌هاي ديگر حد اقل با اين جزئيات ناسازگاري داشته‌است . طبق اين حساب‌ها تاريخ واقعي ۹ سپتامبر ۱۹۴۷ بوده‌است . زماني كه كاربران اين وافعه همراه با اين حشره و نشانه « اولين نمونه واقعي اشكال پيدا شده بود » بايگاني شدند .

علم رايانه

علم كامپيوتر ( يا علم محاسبه ) مطالعه و دانش پايه نظري اطلاعات و محاسبات و پياده سازي و كاربرد آنها در سيستم‌هاي كامپيوتري مي‌با شد . علم كامپيوتر تعدادي زير شاخه دارد . برخي از نتايج مشخص محاسبات اهميت دارند . ( مانند گرافيك‌هاي كامپيوتر ) ٬ در صورتي كه ديگران خصوصيات مسائل محاسباتي را بازگو كردند ( مانند اصل پيچيدگي محاسباتي ) . هنوز ديگران روي رقابت در اجراي محاسبات تمركز كرده‌اند . براي مثال مطالعه اصل زبان برنامه نويسي به شرح محاسبات نزديك شده‌است . در صورتي كه برنامه كامپيوتري ٬ زبان‌هاي برنامه نويسي مشخصي دارد تا مسائل محاسباتي خاصي را حل كند . يك زير شاخه ديگر ٬ اثر متقابل كامپيوتر بشري ٬ روي رقابت در ساخت كامپيوترها و محاسبات مفيد ٬ قابل استفاده ٬ جهاني و در دسترس مردم ٬ تمركز كرده‌اند .

خلاصه تاريخچه

قبل از اختراع كامپيوتر ديجيتال پايه اصلي علم رايانه ايجاد شد . ماشينهايي براي محاسبه وظايف عددي ثابت ٬ مانند چرتكه كه در روزگار باستان وجود داشته‌است . ويليام اشيكارد اولين محاسبه گر الكتريكي را در سال ۱۶۲۳ ساخت . در زمان ملكه ويكتوريا ٬ چارلز بابيج ماشين متفاوتي را ( بين سال‌هاي ۱۸۳۷ و ۱۹۰۱ ) به كمك آدا لاولكا طراحي كرد . حدود سال ۱۹۰۰ شركت IBM ماشين‌هاي كارت پانچ را فروخته‌است . هر چند كه همه اين ماشين‌ها براي انجام يك وظيفه يا بهترين تعداد زير مجموعهٔ همه وظايف ممكن ٬ تحميل شده‌اند .
در طول دهه ۱۹۴۰ ٬ ماشين‌هاي محاسباتي قوي تر و جديد تري توسعه داده شد ٬ كلمه Computer به ماشين‌هاي سريع تر از پردازش گرهاي بشري آن‌ها بر مي‌گردد . چنانكه آن روشن و واضح است كه كامپيوترها مي‌توانند براي بيشتر از فقط محاسبات رياضي استفاده شوند . رشته علم كامپيوتر منتشر شده تا محاسبات را در كل مطالعه كند . علم كامپيوتر آغاز شده‌است تا برتري نظم آكادمي را در دهه ۱۹۶۰ با ساخت اولين دپارتمان علم كامپيوتر و مدرك برنامه‌ها برقرار كند . زماني كه كامپيوترهاي كاربردي در دسترس شدند تعدادي كاربردهاي محاسبات در حق خودشان در نواحي مورد مطالعه برتري داده شدند . اگر چه تعدادي در ابتدا اعتقاد داشتند كه آن غير ممكن است كه خودشان واقعا يك رشته مطالعاتي باشند ٬ در پنجاه سال اخير آن بتدريج بين بزرگترين جمعيت علمي و دانشگاهي مقبول واقع شد . آن الان توسط مارك IBM خوب شناخته شده كه قسمت انقلاب علم كامپيوتر در طول اين مدت را شكل داده‌است . IBM (كوتاه شده ماشين تجاري بين المللي يا International Business Machine ) كامپيونرهاي IBM۷۰۴ و بعد از آن IBM۷۰۹ را منتشر كرد ٬ كه در طول كشف چنين قطعاتي طولاني تر استفاده مي‌شدند . هميشه كار با كامپيوترهاي IBM نا اميد كننده بود ...اگر شما هر قدر يك كاراكتر را در يك دستور العمل گم كرديد ٬ برنامه ريزريز شده و شما بايد پردازش كامل را دوباره شروع كنيد. در جريان اواخر دههٔ ۱۹۵۰ نظم علم كامپيوتر خيلي در حال توسعه يافتن مراحلش بود و چنين مسئله‌اي پيش پا افتاده و معمولي بود .
زمان در بهبودي قابليت استفاده و موثر بودن تكنولوژي علم كامپيوتر مهم ديده مي‌شده‌است . انجمن يا گروه پيشرفته به نظر مي‌رسيده كه براي آنها مهم بوده كه استفاده كنندگان كامپيوتر را از متخصصين و حرفه‌اي‌ها به كار بران رايج تر تغيير دهند

از ويكي‌پديا، دانشنامهٔ آزاد