تخطَّ إلى المحتوى
EN
التقنية

الحاسوب

الآلة التي تُؤتمت الحساب ومعالجة المعلومات — من آلات باباج (Babbage) الميكانيكية ونظرية تورينغ (Turing) إلى ENIAC والحاسوب ذي البرنامج المخزَّن والمعالج الدقيق وعصر الشبكات.

الحاسوب آلة قابلة للبرمجة تخزن المعلومات وتعالجها، وتنفذ متتاليات من العمليات تلقائيًا بسرعات إلكترونية. وتمتد سلالته من آلة التحليل (Analytical Engine) لتشارلز باباج (Babbage) وملاحظات آدا لافليس (Ada Lovelace)، مرورًا بآلة تورينغ (Turing) الشاملة، وكولوسوس (Colossus) وحاسوب ENIAC في زمن الحرب، وتصميم EDVAC ذي البرنامج المخزَّن وحاسوب مانشستر بيبي (Manchester Baby)، والترانزستور والدائرة المتكاملة، والحواسيب المركزية مثل نظام IBM System/360، والمعالج الدقيق إنتل 4004 (Intel 4004)، وحواسيب المنازل والأفراد في أواخر عقد 1970 وعقد 1980، وصولًا إلى تقنيات الشبكات — ARPANET والشبكة العنكبوتية العالمية (World Wide Web) — التي تلتها.

حاسوب إينياك.
إينياك، من أوائل الحواسيب الإلكترونية العامة. · The original uploader was TexasDex at English Wikipedia . · CC BY-SA 3.0
يُعرف أيضًا باسمكانت الكلمة تعني في الأصل الحاسب البشري؛ فقد كانت فرق الكتاب، وكثيرًا ما كنّ من النساء، تُسمى «computers»، حتى انتقل الاسم في عقد 1940 إلى الآلة.
التعريفآلة قابلة للبرمجة تنفذ متتاليات من العمليات الحسابية ومعالجة البيانات تلقائيًا بسرعات إلكترونية، مع تخزين البرنامج نفسه والوصول إليه إلكترونيًا
في هذا المقال
  1. 1نظرة عامة
  2. 2الجذور قبل الإلكترونية: باباج ولافليس
  3. 3آلات الحرب: كولوسوس وبومب وزوزه
  4. 4ميلاد الحاسوب الرقمي الإلكتروني
  5. 5البرنامج المخزَّن وآلة تورينغ
  6. 6الترانزستور والدائرة المتكاملة
  7. 7قانون مور والمعالج الدقيق
  8. 8الحواسيب المركزية وSystem/360
  9. 9UNIVAC والحوسبة التجارية
  10. 10الحواسيب الشخصية
  11. 11الشبكات والشبكة العنكبوتية العالمية
  12. 12الخط الزمني: من آلات باباج (Babbage) إلى الشبكة العنكبوتية العالمية (World Wide Web)
  13. 13الرسم البياني للمعرفة

نظرة عامة

الحاسوب آلة قابلة للبرمجة تنفذ متتاليات من العمليات الحسابية ومعالجة البيانات تلقائيًا بسرعات إلكترونية، مع تخزين البرنامج نفسه والوصول إليه إلكترونيًا 1Inventing the Computer · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗. وتعتمد معظم الحواسيب على نظام ثنائي بقيمتين، صفر وواحد، لإنجاز مهام مثل تخزين البيانات وحساب الخوارزميات وعرض المعلومات 2Computer · Encyclopaedia Britannica ↗.

كان الحاسوب كما ظهر في أواخر عقد 1940 وأوائل عقد 1950 أكثر من مجرد امتداد للآلات السابقة: فقد كان قابلًا للبرمجة، يستطيع تنفيذ متتاليات من العمليات يمكن تعديلها هي نفسها استنادًا إلى نتيجة عملية حسابية سابقة 1. أما الفرق المحدِّد الثاني فكان السرعة: فالحاسوب يعمل بسرعات إلكترونية تفوق بمراتب عدة نظيراتها في الأجهزة الكهروميكانيكية من حقبة ما قبل الحرب العالمية الثانية 1. ولم يكن هناك حاسوب حقيقي إلا عندما تجتمع الحسبة والتخزين وقابلية البرمجة والسرعات العالية معًا 1. ومنذ طرح مثل هذه الأجهزة تجاريًا في عام 1951 غيّرت العالم تغييرًا جذريًا 1.

1. الجذور قبل الإلكترونية: باباج ولافليس

كان المهندسون والرياضيون والفلكيون والمصرفيون وغيرهم ممن يحتاجون إلى الحساب يعتمدون على جداول عددية مطبوعة تُحسب وتُنقل وتُدقق وتُصفّ حروفها يدويًا، وخشي بعضهم أن تكون الأخطاء غير المكتشفة كوارث تنتظر الوقوع 3The Babbage Engine: A Brief History · Computer History Museum ↗. وفي هذا السياق نشأت الحاجة إلى وسيلة تنتج الجداول الرياضية تلقائيًا وتُعفي البشر من عبء الحساب اليدوي المضني. وقد كان لهذه الحاجة أثر حاسم في توجيه أولى المحاولات الجدية نحو بناء آلات حوسبة ميكانيكية.

شغل تشارلز باباج أستاذية لوكاس للرياضيات في جامعة كامبريدج بين عامي 1828 و1839، وهو المنصب الذي شغله سابقًا إسحاق نيوتن 4The Modern History of Computing · Stanford Encyclopedia of Philosophy ↗. وقد اقترح آلة الفروق، وهي آلة حوسبة رقمية خاصة الأغراض لإنتاج الجداول الرياضية تلقائيًا، مثل جداول اللوغاريتمات وجداول المد والجزر والجداول الفلكية 4. وقد أثبتت مجموعة عرض صغيرة بناها جوزيف كليمنت وسلّمها إلى باباج في عام 1832 سلامة التصميم، وكانت أول آلة حاسبة تلقائية ناجحة، إذ تشكل سُبع قسم الحساب 3.

صورة لآدا لوفليس.
آدا لوفليس، التي وصفت ملاحظاتها عام 1843 أول خوارزميات منشورة. · Margaret Sarah Carpenter · Public domain

وبتعثر مشروع آلة الفروق، تصوّر باباج في عام 1834 آلة جديدة أكثر طموحًا عُرفت لاحقًا بآلة التحليل — آلة حوسبة عامة الأغراض قابلة للبرمجة يُعد تصميمها من الإنجازات الفكرية المذهلة في ذلك القرن 3. وكانت آلة التحليل قابلة للبرمجة بالبطاقات المثقبة، وهي فكرة استعارها باباج من منوال جاكار المستخدم لنسج أنماط معقدة في الأقمشة 5The Babbage Engine: The Engines · Computer History Museum ↗. وقد جمعت الآلة خصائص أساسية كثيرة موجودة في الحاسوب الرقمي الحديث: «مخزن» يحفظ الأعداد والنتائج الوسيطة، و«مطحنة» منفصلة تُنفَّذ فيها المعالجة الحسابية، وضربًا وقسمة مباشرين، وقدرات على التفريع الشرطي والتكرار والبرمجة الدقيقة 5. وكان البنيان المنطقي لآلة التحليل جوهريًا هو نفسه الذي هيمن على تصميم الحواسيب في العصر الإلكتروني: فصل الذاكرة، وهي «المخزن»، عن المعالج المركزي، وهو «المطحنة»، والتشغيل التسلسلي بدورة جلب وتنفيذ، ووسائل لإدخال البيانات والتعليمات وإخراجها 5.

وفي عام 1843 نشرت آدا لافليس ترجمة لمقال كتبه المهندس الإيطالي لويجي مينابريا، وألحقت بها ملاحظات مطولة خاصة بها بلغت ثلاثة أمثال طول المقال الأصلي، وتضمنت أول أوصاف منشورة للخطوات التي ستسلكها الآلة في حل مسائل رياضية، وهي إجراءات نسميها اليوم البرامج 3. وقد عمل باباج عن كثب مع لافليس، ابنة الشاعر بايرون، التي سُميت باسمها لغة البرمجة الحديثة آدا 4. واستشرفت لافليس إمكان استخدام آلة التحليل في الحساب غير الرقمي، ورأت أن الآلة قد تكون قادرة حتى على تأليف مقطوعات موسيقية معقدة 4. وقد افترضت أن الآلة قد تتجاوز الأعداد وتتعامل مع الرموز وفق قواعد، إذ رأت أن الأعداد قد تمثل حروف الأبجدية أو نُتَفًا موسيقية، وأن آلات الحوسبة قادرة على مد قدراتها إلى ما هو أبعد من عالم الرياضيات 3.

ولم يتحقق أي من تصاميم باباج بالكامل في حياته، باستثناء بضع مجموعات ميكانيكية ناقصة ونماذج اختبارية؛ وكانت قطعة تجريبية صغيرة من آلة التحليل قيد البناء عند وفاته، وقد بقيت مجموعات تجريبية صغيرة كثيرة إلى جانب أرشيف شامل من رسوماته ودفاتره 5. ومع ذلك، ظلّت أعماله وأعمال لافليس الأساس الفكري الذي انطلقت منه الحوسبة الحديثة.

2. آلات الحرب: كولوسوس وبومب وزوزه

كانت آلة كولوسوس (Colossus) من تصميم المهندس البريطاني تومي فلاورز (Tommy Flowers)، وقد صُممت لكسر شيفرات لورنز (Lorenz) المعقدة التي استخدمها النازيون، فاختصرت زمن كسر رسائل لورنز من أسابيع إلى ساعات 6Timeline of Computer History: Computers · Computer History Museum ↗. ولم يُعلن عن وجود هذه الآلة إلا في عقد 1970 من القرن العشرين 6. وتُعدّ كولوسوس أول حاسوب رقمي إلكتروني عامل بكامل وظائفه 4. ومنذ فبراير من عام 1944 استخدمها محللو الشفرات في بلتشلي بارك (Bletchley Park) 4.

أما آلة بومب (Bombe) البريطانية فقد تصورها آلان تورينغ (Alan Turing) وهارولد كين (Harold Keen) من شركة الجدولة البريطانية (British Tabulating Machine Company)، وكانت وسيلة كهروميكانيكية لفك الاتصالات العسكرية النازية القائمة على إنيغما (Enigma-based) 6. وقد بُنيت ليحدد مئات النسخ منها مواضع بدء الدوّارات اليومية في آلات شيفرة إنيغما (Enigma) 6. وكانت بومب أول آلة بريطانية لفك الشفرات ذات غرض خاص، وأسهمت إسهامًا كبيرًا في استغلال شيفرة إنيغما 7Alan Turing · GCHQ (UK Government Communications Headquarters) ↗. وقد أدى اجتماع بومب مع العقول اللامعة ومثابرة العاملين في بلتشلي بارك (Bletchley Park) إلى كسر إنيغما 7.

حاسوب كولوسوس.
كولوسوس، حاسوب فك الشيفرات في بريكلي بارك. · Unknown author Unknown author · Public domain

وفي ألمانيا، بنى المهندس كونراد تسوزه (Konrad Zuse) آلة Z3 بمعزل عن التطورات في أماكن أخرى 6. وقد استخدمت هذه الآلة 2,300 مرحّل، ونفذت عمليات حسابية بالنقطة العائمة الثنائية، وكان طول كلمتها 22 بت 6. واستُخدمت في حسابات الديناميكا الهوائية ثم دُمرت في غارة جوية على برلين (Berlin) في أواخر عام 1943 6. أما نسخة أعاد تسوزه (Zuse) الإشراف على بنائها في عقد 1960 فتُعرض اليوم في متحف ديوتسشيس (Deutsches Museum) في ميونخ (Munich) 6.

3. ميلاد الحاسوب الرقمي الإلكتروني

في شتاء عام 1937 وضع جون فينسنت أتاناسوف المبادئ التصميمية الأساسية لأول حاسوب إلكتروني رقمي، ثم بنى بمساعدة طالبه في الدراسات العليا كليفورد إ. بيري نموذجًا أوليًا في أكتوبر عام 1939 استخدم الأعداد الثنائية والمنطق المباشر في الحساب وذاكرة تجديدية، وهي مفاهيم محورية في التطور اللاحق للحواسيب 8Milestones: Atanasoff-Berry Computer, 1939 · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗. وقد كان حاسوب أتاناسوف-بيري أول آلة حوسبة تستعين بالكهرباء والأنابيب المفرغة والأعداد الثنائية والمكثفات، حيث كانت المكثفات في أسطوانة دوّارة تحفظ الشحنة الكهربائية للذاكرة 8. وبعد نموذج إثبات الجدوى في عام 1939 حصل أتاناسوف على تمويل لبناء آلة كاملة في كلية ولاية آيوا 6. وكان حاسوب ABC النهائي بحجم مكتب، ووزنه سبعمئة رطل، وفيه أكثر من ثلاثمئة أنبوب مفرغ وميل من الأسلاك، وكان يحسب عملية واحدة كل خمس عشرة ثانية تقريبًا 8.

بُني حاسوب ENIAC بين عامي 1943 و1946 في مدرسة مور للهندسة الكهربائية بجامعة بنسلفانيا، ويُعد على نطاق واسع أول حاسوب رقمي إلكتروني عام الأغراض 9ENIAC · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗. وقد بدأ العمل عليه في عام 1943 وبَناه جون موشلي وج. بريسبير إيكرت، وكان أسرع أكثر من 1,000 مرة من أي حاسوب سابق 6. صمم إيكرت وموشلي الآلة لحساب الجداول الباليستية، لكنهما أدركا أنه يمكن أن يُطبَّق على طائفة واسعة جدًا من المسائل 9. وعند تشغيله بكامل طاقته شغل حاسوب ENIAC غرفة بقياس 30 في 50 قدمًا ووزن 30 طنًا، وامتدت لوحاته الأربعين مسافة 80 قدمًا من الأمام، وكانت أنابيبه المفرغة البالغ عددها 18,000 أكثر من 20 ضعفًا لما على متن قاذفة B-29 الحربية، مع 500,000 وصلة ملحومة و70,000 مقاومة و10,000 مكثف و150 كيلوواط من الكهرباء 10ENIAC · Penn Engineering, University of Pennsylvania ↗. وقد أظهرت قدرته العملية الفارق الهائل: فحساب باليستي كان يستغرق سابقًا 12 ساعة على حاسبة يدوية أمكن إنجازه على حاسوب ENIAC في 30 ثانية فقط، أي أسرع بنحو 1,440 مرة 10.

عندما كُشف النقاب عن حاسوب ENIAC في جامعة بنسلفانيا في فبراير عام 1946، كانت امرأتان قد أعدتا التشغيل التجريبي الذي أبهر الإعلام، لكن عملهما وعمل أربع نساء أخريات مُحيا حرفيًا، إذ لم تُظهر المقالات والصور المنشورة آنذاك سوى الرجال 10. وقد صار وجود الآلة، التي كانت سرية قبل ذلك، خبرًا في الصفحات الأولى من صحيفة نيويورك تايمز في 15 فبراير عام 1946، ويرى كثيرون في ذلك بداية عصر الحاسوب الإلكتروني 11ENIAC — CHM Revolution · Computer History Museum ↗. غير أن ENIAC عند إنجازه في عام 1945 لم يكن حاسوبًا ببرنامج مخزَّن، وكان إعداده لمهمة جديدة يقتضي إعادة تكوين الآلة بالقوابس والمفاتيح 4. وفي عام 1945، وبينما كان البناء لا يزال جاريًا، أعد فون نيومان مسودة تقرير تعرض أفكار فريق ENIAC لحاسوب رقمي إلكتروني عام الأغراض ببرنامج مخزَّن هو حاسوب EDVAC، وقد أُنجز EDVAC بعد ست سنوات، لكن ليس على أيدي مبتكريه الذين غادروا مدرسة مور لبناء حواسيب في أماكن أخرى 4.

نشأ خلاف حول أي آلة تُعدّ أول حاسوب، إذ سُجّل براءة اختراع الحاسوب المسمّى أتاناسوف-بيري، وكان لهذا النزاع دور في قضية براءة اختراع إينياك 8. وقد صُمّم إينياك بين عامي 1943 و1946 في جامعة بنسلفانيا، ويُعدّ على نطاق واسع أول حاسوب رقمي إلكتروني عام الغرض 9.

أُنجز حاسوب إدساك في جامعة كامبريدج بقيادة موريس ويلكس، واستُخدمت فيه الصمامات المفرغة وخطوط التأخير الزئبقية للذاكرة، وكان أول حاسوب عملي مخزَّن البرنامج يقدّم خدمة حوسبة منتظمة، وضمّ مكتبة من البرامج القصيرة المسماة روتينات فرعية مخزَّنة على شريط ورقي مثقَّب 6. وفي العام التالي اكتمل تشغيله في كامبريدج بإنجلترا، وخلافاً لطفل مانشستر كان حاسوباً مخزَّن البرنامج كامل الوظائف ومفيداً 1.

4. البرنامج المخزَّن وآلة تورينغ

في عام 1936، وفي جامعة كامبريدج، وضع آلان تورينغ مبدأ الحاسوب الحديث: آلة حوسبة رقمية مجردة بذاكرة لا محدودة وماسح يتحرك ذهابًا وإيابًا فيقرأ الرموز ويكتبها، وتُملى عليه أفعاله ببرنامج مخزَّن في الذاكرة، وهو ما يُعرف بمفهوم البرنامج المخزَّن. 4 وقد عُرفت هذه الآلة اليوم ببساطة بآلة تورينغ الشاملة. 4 وآلة تورينغ، أو آلة الحوسبة كما كان تورينغ يسميها، آلة نظرية يمكن أن تكون في عدد منتهٍ من الأوضاع، مزودة بشريط لا نهائي في اتجاه واحد مقسوم إلى مربعات يستطيع كل منها حمل رمز واحد فقط. 12Turing Machines · Stanford Encyclopedia of Philosophy ↗

قدّم تورينغ آلات تورينغ في سياق البحث في أسس الرياضيات، مستخدمًا هذه الأدوات المجردة لبرهنة أنه لا توجد طريقة عامة فعالة تحل كل حالة من حالات مسألة القرار، ولإعطاء تصور صوري للإجراء الفعال. 12 ويفرض افتراضان بشأن الآلة المجردة ألا يكون تعريف الحساب ضيقًا أكثر من اللازم: فشريط الآلة لا نهائي، بما يوازي ذاكرة لا نهائية، وتكون الدالة قابلة للحساب عند تورينغ إذا جعلتها مجموعة من التعليمات تحسبها بآلة تورينغ مهما استغرق ذلك من وقت، على افتراض توافر وقت لا نهائي لإتمام الحساب. 12 وللحواسيب أيضًا حدود نظرية: فما دام يستحيل وجود طريقة خوارزمية شاملة للتعرّف على القضايا غير القابلة للتقرير، فإن حاسوبًا يُطلب منه إثبات صحة قضية كهذه سيستمر إلى ما لا نهاية ما لم يُقاطَع قسرًا، وهي حالة تُعرف بمسألة التوقف. 2

أتاح مبدأ البرنامج المخزَّن، الذي تصور أثناء معالجة أوجه قصور حاسوب ENIAC واقترن باختراع أجهزة ذاكرة عالية السرعة، بديلًا عمليًا للبرمجة الشاقة للوحات التوصيل في ENIAC: فتخزين البرنامج والبيانات في ذاكرة مشتركة عالية السرعة عنى أن البرامج نفسها يمكن التعامل معها كما لو كانت بيانات. 1 والحاسوب ذو البرنامج المخزَّن بالمعنى الصوري آلة عامة الأغراض تحفظ التعليمات والبيانات معًا في ذاكرة قراءة وكتابة، وهو التعريف الذي يتبع المبادئ النظرية التي وضعها أول مرة آلان تورينغ عام 1937 في ورقته الشهيرة. 13Milestones: Manchester University "Baby" Computer and its Derivatives, 1948-1951 · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗

طوّر باحثون في جامعة مانشستر — فريدريك ويليامز وتوم كيلبرن وجيف توثيل — آلة التجارب الصغيرة النطاق، المعروفة أكثر باسم مانشستر بيبي، لاختبار تقنية ذاكرة جديدة عُرفت سريعًا بأنبوب ويليامز. 6 وفي 21 يونيو عام 1948 صار حاسوب مانشستر بيبي أول حاسوب ينفذ برنامجًا مخزنًا في ذاكرة إلكترونية قابلة للعنونة للقراءة والكتابة. 13 وفي صباح ذلك اليوم أكملت الآلة تشغيلًا لتحليل إلى عوامل دام نحو 52 دقيقة ونفذ نحو 3.5 ملايين عملية. 13 وقد جرى أول برنامج لهم، المكوَّن من سبعة عشر تعليمة كتبها كيلبرن، في 21 يونيو عام 1948، وكان أول برنامج في التاريخ يعمل على حاسوب رقمي إلكتروني ببرنامج مخزَّن. 6

أثبت مانشستر بيبي صلاحية ذاكرات أنبوب ويليامز-كيلبرن عشوائية الوصول، الشائعة الاستخدام لاحقًا، وقاد إلى حاسوب مانشستر مارك الأول عام 1949، بينما صارت النسخة التجارية من شركة فيرانتي المحدودة في فبراير عام 1951 أول حاسوب إلكتروني يُسوَّق كمنتج قياسي يُسلَّم إلى عميل. 13 وقد وصف ماكس نيومان، الذي كان في عام 1936 معلمًا لتورينغ في كامبريدج وقاد فريق كولوسوس في بلتشلي بارك، حاسوب مانشستر بيبي بأنه أول هذه الآلات الحاسبة التلقائية عامة الأغراض التي عملت فعلًا. 13

شغّل حاسوب EDSAC في كامبريدج برنامجًا في 6 مايو عام 1949؛ وكان آلة أقدر وأكثر صقلًا بكثير مع إدخال وإخراج على الشريط الورقي، لكنه لا يُعد أول حاسوب ببرنامج مخزَّن. 13 وكان EDSAC، الذي بُني في جامعة كامبريدج باستخدام الأنابيب المفرغة وخطوط التأخير بالزئبق للذاكرة، أول حاسوب عملي ببرنامج مخزَّن يقدم خدمة حسابية منتظمة؛ وقد أتاح مشروعه بقيادة موريس ويلكس مكتبة من البرامج القصيرة تُسمى الروتينات الفرعية مخزَّنة على شريط ورقي مثقب. 6

5. الترانزستور والدائرة المتكاملة

في الفترة الممتدة من 17 نوفمبر إلى 23 ديسمبر عام 1947، وفي مختبرات بيل للهواتف (Bell Telephone Laboratories)، اكتشف والتر ه. براتين (Walter H. Brattain) وجون أ. باردين (John A. Bardeen)، تحت إشراف ويليام ب. شوكلي (William B. Shockley)، أثر الترانزستور، وطوّرا وعرضا ترانزستور جرمانيوم بتلامس نقطي. 14Milestones: Invention of the First Transistor at Bell Telephone Laboratories, Inc., 1947 · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗ وقد قاد هذا الاكتشاف مباشرةً إلى تطورات في الأجهزة الصلبة أحدثت ثورة في صناعة الإلكترونيات. 14

كان الترانزستور بداية الإلكترونيات الصلبة، التي سرعان ما قلّصت حجم الأجهزة الإلكترونية القائمة على الأنابيب ومتطلباتها من الطاقة. 14 ثم مهّدت في النهاية لعصر المعلومات عبر أجهزة إلكترونية صغيرة منخفضة الطاقة ودوائر متكاملة رخيصة. 14

في عام 1958 أنتج جاك كيلبي (Jack Kilby) من شركة تكساس إنسترومنتس (Texas Instruments) دارة دقيقة بمكونات فعالة وسلبية معًا مصنوعة من مادة شبه موصلة. 15The Silicon Engine: Timeline · Computer History Museum ↗ وفي عام 1959 بنى روبرت نويس (Robert Noyce) على عملية جان هويرني (Jean Hoerni) المستوية ليحصل على براءة بنية الدائرة المتكاملة المتجانسة القابلة للتصنيع بكميات كبيرة. 15

الدائرة المتكاملة شريحة رقيقة من السيليكون، أو من مادة أخرى أحيانًا، عُولجت معالجة خاصة ليُنقش على سطحها مدار كهربائي دقيق يمكن أن يضم ملايين العناصر المجهرية من الترانزستورات والمقاومات والمكثفات والموصلات، جميعها موصولة كهربائيًا لأداء وظيفة مفيدة. 16Integrated Circuits · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗ وقد خطرت فكرة الدائرة المتكاملة لعدد من المخترعين في الوقت نفسه، لكن أول من حققها كان جاك كيلبي من شركة تكساس إنسترومنتس وروبرت نويس من شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات (Fairchild Semiconductor). 16

6. قانون مور والمعالج الدقيق

في 19 أبريل عام 1965 نشرت مجلة إلكترونيكس (Electronics) مقالًا لغوردون إ. مور (Gordon E. Moore)، مدير مختبرات البحث والتطوير في فيرتشايلد لأشباه الموصلات (Fairchild Semiconductor)، توقع فيه نمو تعقيد الدوائر المتكاملة، الشائعة باسم الشرائح الدقيقة، خلال السنوات العشر التالية. 17Milestones: Moore's Law, 1965 · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗ وقد ارتأى هذا التوقع، المعروف لاحقًا بقانون مور (Moore's Law)، أن عدد المكونات على الدائرة المتكاملة يزداد أُسّيًا مع الزمن بينما تنخفض الكلفة لكل وظيفة، فوجّه الصناعة أكثر من خمسين عامًا. 17

وبرسم خط عبر خمس نقاط بيانات فقط توقع مور أنه مع انخفاض الكلفة لكل وحدة مع ارتفاع عدد المكونات في الدائرة، قد يفرض الاقتصاد بحلول عام 1975 حشر ما يصل إلى 65,000 مكوّن على شريحة سيليكون واحدة — أي مضاعفة كل 12 شهرًا. 17 غير أن مور عدّل هذا الاتجاه في عام 1975 وخفض تقديره لمعدل الزيادة المستقبلية في التعقيد إلى مضاعفة كل عامين بدلًا من كل عام. 17

والمعالج الدقيق نوع من الدوائر المتكاملة أو الشرائح، وهو قلب كل حاسوب؛ وعند اختراعه أول مرة ظن المهندسون أن المعالج الدقيق سيكون حاسوبًا كاملًا على شريحة واحدة. 18Early Microprocessors · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗ وقد قاد طلب من صانع الحاسبات الياباني بوسيكوم (Busicom) لمجموعة شرائح لحاسبة جديدة مهندسي شركة إنتل (Intel) مارسيان تيد هوف (Marcian Ted Hoff) وفيديريكو فاجين (Federico Faggin) وستان مازور (Stan Mazor) إلى وضع مخططات شريحة جديدة قوية سموها في النهاية المعالج الدقيق. 18

وقد طُرح المعالج الدقيق إنتل 4004 (Intel 4004) في عام 1971، ولم يكن يحتوي إلا على 2300 ترانزستور، وكان ينفذ 60,000 عملية حسابية في الثانية. 18

7. الحواسيب المركزية وSystem/360

خلال عقدي 1950 و1960، صار يُطلق على الحواسيب الكبيرة المكلفة المتزايدة القدرة اسم الحواسيب المركزية (mainframes)؛ وقد اتسمت هذه الحواسيب بسعات تخزين كبيرة ومكونات سريعة وقدرات حسابية عالية، وكانت تُصمم أحيانًا بمكونات احتياطية لتصمد أمام الأعطال الجزئية. 2

في 7 أبريل عام 1964، أُعلن عن نظام IBM System/360، الذي استبدل خطوط إنتاج الحواسيب الخمسة كافة لدى شركة IBM بعائلة واحدة متوافقة توافقًا صارمًا. 19IBM System/360 · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗ وقد استخدم النظام معمارية جديدة للبايت ذي 8 بتات، مع ستة طرازات معالجات تقدم مدى أداء بمقدار 50 ضعفًا و54 جهازًا طرفيًا. 19 واختير الرقم 360، وهو عدد الدرجات في الدائرة، ليمثل قدرة كل حاسوب على معالجة جميع أنواع التطبيقات. 19

درّت أسرة System/360 عائدات لشركة IBM تجاوزت 100 مليار دولار. 20April 7: IBM Announces "System 360" Computer Family · Computer History Museum ↗ وعلى مدار معظم عقد 1960، منح نجاح النظام شركة IBM حصة سوقية بلغت 65%. 20

8. UNIVAC والحوسبة التجارية

كان حاسوب UNIVAC — أي الحاسوب التلقائي الشامل (UNIVersal Automatic Computer) — أول حاسوب يُبنى للاستخدام التجاري العام، وقد استخدم الشريط المغناطيسي بدل البطاقات المثقبة لإدخال البيانات وتخزينها 21UNIVAC · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗. وقد صُمم وسُوّق بوصفه حاسوبًا تجاريًا عام الأغراض يصلح لأي تطبيق يمكن برمجته له، ومن هنا جاء اسمه اختصارًا لعبارة الحاسوب التلقائي الشامل 1. وبوصفه أول حاسوب مدني ناجح، كان جزءًا رئيسيًا من فجر عصر الحاسوب 22UNIVAC I · United States Census Bureau ↗.

بدأ موشلي (Mauchly) وإيكرت (Eckert) بناء حاسوب UNIVAC I في عام 1948 22. ووقّع مكتب تعداد السكان عقد الآلة في 31 مارس عام 1951، وأُقيم حفل تدشين في يونيو من العام نفسه 22. وقد قُبل أول حاسوب UNIVAC في مكتب تعداد السكان الأمريكي في عام 1951، وكان أول حاسوب تجاري ببرنامج مخزَّن يدخل الإنتاج 21. وسلّم فريق إيكرت وموشلي أول حاسوب UNIVAC إلى مكتب تعداد السكان في 31 مارس عام 1951، رغم عدم اهتمام ريمنغتون (Remington) بالمشروع وعدائها تجاه موشلي والمبرمجات، ومنهن غريس هوبر (Grace Hopper) التي قادت المشروع 21.

صمم بريسبير إيكرت (Presper Eckert)، المهندس الرئيسي، حاسوب UNIVAC بتصميم متحفظ جعله موثوقًا بشكل مفاجئ رغم أنابيبه المفرغة 1. وكانت المبيعات متواضعة، لكن الإنجاز التقني المتمثل في حاسوب إلكتروني تجاري ببرنامج مخزَّن كان كبيرًا 1. وفي عام 1950 استوعبت شركة ريمنغتون راند (Remington Rand) شركة إيكرت وموشلي، منهيةً حياتها المستقلة 1. وقد تفوقت سرعة UNIVAC على كل منافسيها، إذ كانت أسرع آلاف المرات من نظيراتها 21.

سرعان ما استُخدم UNIVAC I في جدولة جزء من تعداد السكان لعام 1950 والتعداد الاقتصادي الكامل لعام 1954 22. وعلى مدار عقد 1950 أدى دورًا رئيسيًا في عدة مسوح اقتصادية شهرية، متفوقًا في الرياضيات المتكررة لكن المعقدة اللازمة للترجيح وأخذ العينات 22. ورغم التأخيرات المبكرة حقق برنامج UNIVAC في مكتب تعداد السكان نجاحًا كبيرًا 22.

9. الحواسيب الشخصية

في عام 1977 جلبت أجهزة Apple II وCommodore PET وTandy TRS-80 حواسيب شخصية مجمّعة بالكامل إلى المنازل والمدارس. 231977 | Timeline of Computer History · Computer History Museum ↗ وعند توصيله بجهاز تلفاز ملوّن أنتج حاسوب أبل II رسومات ملونة رائعة بمقاييس ذلك الوقت. 23 وبِيعت ملايين النسخ من أبل II بين عامي 1977 و1993 فصارت من أطول خطوط الحواسيب الشخصية عمرًا، ووزعت شركة أبل آلافًا منها على المدارس، مانحةً جيلًا جديدًا أول وصول له إلى الحواسيب الشخصية. 23

باعت أول حاسوب مكتبي من تاندي راديو شاك — وهو TRS-80 — 10,000 وحدة في شهره الأول، متجاوزًا بكثير توقع الشركة البالغ 3,000 وحدة للسنة الأولى. 23 وبسعر 599.95 دولار ضمّ معالج Z80 وشاشة عرض و4 كيلوبايت من الذاكرة ومفسّرًا مدمجًا للغة BASIC وتخزينًا على الأشرطة. 23 وكان حاسوب كومودور بت من أوائل الحواسيب الشخصية التي طُرحت في عام 1977، وجاء مجمّعًا بالكامل بذاكرة من 4 أو 8 كيلوبايت، ومشغل أشرطة كاسيت مدمج ولوحة مفاتيح صغيرة، واستخدم معالج MOS Technologies 6502 بسرعة 1 MHz. 23

حاسوب IBM الشخصي معروضاً.
حاسوب IBM الشخصي (1981) في متحف تاريخ الحوسبة. · The wub · CC BY-SA 4.0

أُعلن عن حاسوب IBM الشخصي في 12 أغسطس 1981 — الطراز 5150، بمعالج Intel 8088، بتردد 4.77 MHz ونظام MS-DOS من مايكروسوفت. 24August 12: IBM Introduces Personal Computer · Computer History Museum ↗ وقد قدّمت شركة IBM حاسوبها الشخصي مانحةً شرعية للحواسيب القائمة على المعالجات الدقيقة. 24 وكان MS-DOS — البرمجية الأساسية للحاسوب الشخصي IBM PC حديث الإصدار — بداية شراكة طويلة بين IBM ومايكروسوفت التي أسسها بيل غيتس وبول ألين قبل ست سنوات فقط. 251981 | Timeline of Computer History · Computer History Museum ↗ وأشعلت شهرة علامة IBM وحملة تسويقية ضخمة النمو السريع لسوق الحواسيب الشخصية مع الإعلان عن حاسوب IBM الشخصي؛ وقد استُنسخ حاسوب IBM الشخصي على نطاق واسع وقاد إلى نشوء منظومة هائلة من البرمجيات والأجهزة الطرفية والسلع الأخرى. 25

طُرح ماكنتوش في يناير 1984 — أول حاسوب ناجح يدار بالفأرة مع واجهة مستخدم رسومية، بسعر 2,500 دولار. 261984 | Timeline of Computer History · Computer History Museum ↗ وقام على معالج موتورولا 68000 الدقيق؛ وكان من تطبيقاته المرفقة ماك بينت وماك رايت، وقد أظهرا معالجة نصوص بنمط ما تراه هو ما تحصل عليه. 26 وفي إطار إطلاق ماكنتوش كلّفت شركة أبل المخرج ريدلي سكوت بإخراج إعلان تجاري مدته دقيقة واحدة كلف ثلاثمئة ألف دولار على الأقل، واستند جزئيًا إلى رواية 1984 لجورج أورويل، وعُرض مرة واحدة فقط ويُعد منعطفًا كبيرًا في تسويق الحواسيب. 26

اخترع إد روبرتس، أحد مؤسسي شركة ميتس، حاسوب ألتير 8800 وصاغ مصطلح «الحاسوب الشخصي»؛ وبِيع الجهاز مقابل 297 دولاراً أو 395 دولاراً مع صندوق، وزُوِّد بذاكرة سعتها 256 بايت قابلة للتوسيع إلى 64 كيلوبايت، وبهيكل ناقل مفتوح تطور إلى معيار إس-100 الشائع في حواسيب الهواة والحواسيب الشخصية في ذلك العصر 6.

10. الشبكات والشبكة العنكبوتية العالمية

في يناير عام 1969 منحت وكالة مشاريع البحوث المتقدمة في وزارة الدفاع الأمريكية عقدًا إلى شركة بولت وبرانيك ونيومان لتصميم شبكة اتصالات وبنائها 27ARPANET · Engineering and Technology History Wiki (IEEE) ↗. وبحلول نهاية العام نفسه صار هناك نظام ARPANET تجريبي عامل بين أربع عقد جامعية، هو السلف المباشر للإنترنت 27. وقد كانت تلك العقد مختبر ليونارد كلاينروك في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، ومعهد ستانفورد للأبحاث، وجامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا، وجامعة يوتا 27.

قامت هذه الشبكة على تبديل الرزم، وقد طُوّر بشكل مستقل على يد الباحث في مؤسسة RAND بول باران والعالم البريطاني دونالد ديفيز 27. وهو طريقة اتصال تأخذ جميع أنواع البيانات وتضعها في طوابير وتحزمها في كتل تُرسل معًا في تدفق واحد 27.

أول خادم ويب في سيرن.
أول خادم ويب في العالم، حاسوب NeXT في سيرن. · Skyscraper2010 · CC BY-SA 4.0

اخترع تيم بيرنرز-لي، وهو عالم بريطاني، الشبكة العنكبوتية العالمية في عام 1989 أثناء عمله في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) 28A short history of the Web · CERN ↗. وقد صُممت الشبكة في الأصل لتلبية الطلب على تبادل المعلومات الآلي بين العلماء في الجامعات والمعاهد حول العالم 28. وبحلول نهاية عام 1990 كان لديه أول خادم ومتصفح للويب يعملان في CERN، وقد طوّر الشيفرة مباشرة على حاسوب نكست الذي استضاف أول خادم ويب 28. وفي عام 1991 أصدر برمجياته WWW التي شملت متصفح وضع السطر وبرمجيات خادم الويب ومكتبة للمطورين 28.

11. الخط الزمني: من آلات باباج (Babbage) إلى الشبكة العنكبوتية العالمية (World Wide Web)

  • 1822
    باباج (Babbage) يعرض نموذجًا عمليًا
    يعرض تشارلز باباج (Charles Babbage) نموذجًا عمليًا صغيرًا لآلة الفروق (Difference Engine)، المصممة لإنتاج الجداول الرياضية تلقائيًا.
  • 1834
    باباج (Babbage) يتصور آلة التحليل
    وبتعثر مشروع آلة الفروق (Difference Engine)، يتصور باباج (Babbage) آلة حوسبة عامة الأغراض قابلة للبرمجة يسميها آلة التحليل (Analytical Engine).
  • 1843
    لافليس (Lovelace) تنشر ملاحظاتها
    تشمل الملاحظات التي ألحقتها آدا لافليس (Ada Lovelace) بترجمتها لمقال مينابريا (Menabrea) أول أوصاف منشورة للخطوات التي ستسلكها الآلة في حل المسائل — أي البرامج.
  • 1936
    تورينغ (Turing) ينشر «حول الأعداد القابلة للحساب»
    يصف آلان تورينغ (Alan Turing) آلة حوسبة مجردة بذاكرة لا محدودة تُملى أفعالها ببرنامج مخزَّن في ذاكرة الآلة — وهو مفهوم البرنامج المخزَّن.
  • أكتوبر 1939
    أتاناسوف (Atanasoff) وبيري (Berry) يكملان نموذج ABC الأولي
    يبني جون فينسنت أتاناسوف (John Vincent Atanasoff) وكليفورد إ. بيري (Clifford E. Berry) نموذجًا أوليًا لحاسوب إلكتروني رقمي باستخدام الأعداد الثنائية والمنطق المباشر وذاكرة تجديدية.
  • فبراير 1944
    كولوسوس (Colossus) يدخل الخدمة
    أول حاسوب رقمي إلكتروني عامل بكامل وظائفه، كولوسوس (Colossus)، يستخدمه محللو الشفرات في بلتشلي بارك (Bletchley Park) لكسر شيفرات لورنز (Lorenz) المعقدة.
  • مايو 1945
    فون نيومان (Von Neumann) يصوغ تقرير EDVAC
    بينما لا يزال حاسوب ENIAC قيد البناء، يعرض جون فون نيومان (John von Neumann) أفكار فريق ENIAC لحاسوب رقمي إلكتروني عام الأغراض ببرنامج مخزَّن، هو حاسوب EDVAC.
  • 17 نوفمبر – 23 ديسمبر 1947
    اختراع الترانزستور
    في مختبرات بيل للهواتف (Bell Telephone Laboratories) يكتشف والتر براتين (Walter Brattain) وجون باردين (John Bardeen)، تحت إشراف ويليام شوكلي (William Shockley)، أثر الترانزستور ويعرضان ترانزستور جرمانيوم بتلامس نقطي.
  • 21 يونيو 1948
    مانشستر بيبي (Manchester Baby) ينفذ أول برنامج مخزَّن
    تشغّل آلة التجارب الصغيرة النطاق (Small-Scale Experimental Machine) أول برنامج في التاريخ على حاسوب رقمي إلكتروني ببرنامج مخزَّن، في تشغيل لتحليل إلى عوامل استغرق نحو 52 دقيقة.
  • مارس – يونيو 1951
    تسليم UNIVAC I إلى مكتب تعداد السكان
    يقبل مكتب تعداد السكان الأمريكي أول حاسوب UNIVAC — أول حاسوب تجاري ببرنامج مخزَّن يدخل الإنتاج.
  • 1958
    كيلبي (Kilby) يعرض أول دائرة متكاملة
    ينتج جاك كيلبي (Jack Kilby) من شركة تكساس إنسترومنتس (Texas Instruments) دارة دقيقة بمكونات فعالة وسلبية مصنوعة من مادة شبه موصلة؛ وفي عام 1959 يحصل روبرت نويس (Robert Noyce) على براءة شكل متجانس.
  • 7 أبريل 1964
    شركة IBM تعلن نظام System/360
    تعلن شركة IBM عن معمارية حاسوبها المركزي System 360 المجسدة في خمسة طرازات جديدة بمعمارية واحدة موحدة متوافقة برمجيًا.
  • أكتوبر 1969
    ARPANET يدخل الخدمة
    تصبح شبكة ARPANET التجريبية عاملة بين أربع عقد جامعية، وهو النظام الذي كان السلف المباشر للإنترنت.
  • 1971
    إنتل (Intel) تطرح المعالج الدقيق 4004
    يظهر أول إعلان لمعالج دقيق، وهو إنتل 4004 (Intel 4004)، في مجلة إلكترونيك نيوز (Electronic News)؛ وقد طُوّر لصالح صانع الحاسبات الياباني بوسيكوم (Busicom).
  • 1977
    انطلاق موجة حواسيب المنازل
    يصل أول حاسوب شخصي من عدة حواسيب طُرحت في عام 1977، وهو كومودور بت (Commodore PET)، مجمّعًا بالكامل، إلى جانب أبل II (Apple II) وحاسوب TRS-80 من تاندي (Tandy).
  • 12 أغسطس 1981
    IBM تدخل سوق الحواسيب الشخصية
    تطرح IBM حاسوبها الشخصي (Personal Computer)، المعروف أيضًا بالطراز IBM Model 5150، مما منح شرعية للحواسيب القائمة على المعالجات الدقيقة.
  • يناير 1984
    أبل (Apple) تطلق ماكنتوش (Macintosh)
    يصل ماكنتوش (Macintosh) بوصفه أول حاسوب ناجح يدار بالفأرة مع واجهة مستخدم رسومية، قائمًا على معالج موتورولا 68000 (Motorola 68000) الدقيق.
  • 1991
    إطلاق برمجيات الشبكة العنكبوتية العالمية
    يطلق تيم بيرنرز-لي (Tim Berners-Lee)، الذي اخترع الشبكة العنكبوتية العالمية (World Wide Web) في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) عام 1989، برمجياته WWW متضمنة متصفح وضع السطر وبرمجيات خادم الويب (Web).

المراجع (29)

29 مصادر · موقع 29

  1. 1Inventing the Computer — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  2. 2Computer — Encyclopaedia Britannica موقع↩عرض المصدر
  3. 3The Babbage Engine: A Brief History — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  4. 4The Modern History of Computing — Stanford Encyclopedia of Philosophy موقع↩عرض المصدر
  5. 5The Babbage Engine: The Engines — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  6. 6Timeline of Computer History: Computers — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  7. 7Alan Turing — GCHQ (UK Government Communications Headquarters) موقع↩عرض المصدر
  8. 8Milestones: Atanasoff-Berry Computer, 1939 — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) 1939 موقع↩عرض المصدر
  9. 9ENIAC — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  10. 10ENIAC — Penn Engineering, University of Pennsylvania موقع↩عرض المصدر
  11. 11ENIAC — CHM Revolution — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  12. 12Turing Machines — Stanford Encyclopedia of Philosophy موقع↩عرض المصدر
  13. 13Milestones: Manchester University "Baby" Computer and its Derivatives, 1948-1951 — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) 1948 موقع↩عرض المصدر
  14. 14Milestones: Invention of the First Transistor at Bell Telephone Laboratories, Inc., 1947 — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) 1947 موقع↩عرض المصدر
  15. 15The Silicon Engine: Timeline — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  16. 16Integrated Circuits — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  17. 17Milestones: Moore's Law, 1965 — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) 1965 موقع↩عرض المصدر
  18. 18Early Microprocessors — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  19. 19IBM System/360 — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  20. 20April 7: IBM Announces "System 360" Computer Family — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  21. 21UNIVAC — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  22. 22UNIVAC I — United States Census Bureau موقع↩عرض المصدر
  23. 231977 | Timeline of Computer History — Computer History Museum 1977 موقع↩عرض المصدر
  24. 24August 12: IBM Introduces Personal Computer — Computer History Museum موقع↩عرض المصدر
  25. 251981 | Timeline of Computer History — Computer History Museum 1981 موقع↩عرض المصدر
  26. 261984 | Timeline of Computer History — Computer History Museum 1984 موقع↩عرض المصدر
  27. 27ARPANET — Engineering and Technology History Wiki (IEEE) موقع↩عرض المصدر
  28. 28A short history of the Web — CERN موقع↩عرض المصدر
  29. 291971 | Timeline of Computer History — Computer History Museum 1971 موقععرض المصدر

مقالات مرتبطة

ستيف جوبزالذكاء الاصطناعيأميليا إيرهارت