نخستین کامپیوتر در چه سالی و توسط چه کسی اختراع شد
علمی و تکنولوژی › رایانه و سخت افزار
- 98/01/23
آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده‌اید که نخستین سیستم کامپیوتری را چه کسی و در چه سالی اختراع کرد؟ شاید پاسخ سؤال «در چه تاریخی نخستین کامپیوتر اختراع شد؟» خیلی ساده به‌نظر برسد، اما اینطور نیست و با سوالی پیچیده مواجه هستیم. پاسخ این سؤال باتوجه به مخاطب می‌تواند متفاوت باشد.
تعریف «کامپیوتر»
پاسخ سؤال «چه کسی نخستین کامپیوتر را اختراع کرد؟»، تا حد زیادی به تعریف کلمه‌ی کامپیوتر ارتباط پیدا می‌کند. حتی فرهنگ‌نامه‌‌های مختلف نیز در مورد معنی این کلمه اتفاق نظر ندارند. فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد کلمه‌ی «کامپیوتر» را این‌گونه معنی کرده است: «دستگاهی الکترونیکی برای ذخیره‌سازی و پردازش داده، عموما به‌صورت باینری و باتوجه‌به دستورالعمل‌هایی که در برنامه‌های مختلف به آن داده می‌شود.»
تعریف فرهنگ لغت آمریکایی مریام وبستر از کلمه‌ی «کامپیوتر» عبارت است از: «دستگاهی قابل برنامه‌ریزی و معمولا الکترونیکی که می‌تواند داده‌ها را ذخیره، بازیابی و پردازش کند.»
تفاوت بنیادینی بین معنی کلمه‌ی کامپیوتر در دو فرهنگ لغت مشهود است که به کلمه‌ی الکترونیکی مربوط می‌شود. اکثر متخصصان بر این باورند که رایانه‌ها می‌توانند به دو دسته‌ی کلی کامپیوترهای آنالوگ و دیجیتال تقسیم شوند. کامپیوترهای آنالوگ لزوما نیازی به منبع تغذیه‌ی برق ندارند.
چه کسی نخستین کامپیوتر را اختراع کرد؟
معمولا در پاسخ به این سؤال که «چه کسی نخستین کامپیوتر را اختراع کرد؟»، نام چالرز بابیج را می‌بینیم. چالرز بابیج، فیلسوف، تحلیلگر و ریاضی‌دان (1791-1871) بریتانیایی است که در زمینه‌های مختلف ازجمله ریاضیات و مهندسی مکانیک، فردی نامدار بود. در کارنامه‌ی فعالیت‌های بابیج نام دو ماشین معروف به‌نام‌های ماشین تفاضلی (Difference Engine) و ماشین تجزیهوتحلیلی (Analytical Engine) دیده می‌شود. چالز در سال 1822، کار خود را روی توسعه‌ی ماشین تفاضلی رسما آغاز کرد. این ماشین برای محاسبات توابع چندجمله‌ای کاربرد داشت. سپس چالز بابیج از سال 187، به توسعه‌ی ماشین تجزیهوتحلیلی که دستگاهی پیچیده‌تر بود، ادامه داد. این دستگاه در اصل نخستین کامپیوتری بود که تحولی عظیم در این حوزه ایجاد کرد.
ماشین تحلیلی بسیاری از ویژگی‌های یک کامپیوتر مدرن امروزی را داشت. در این دستگاه، قطعه‌ای شبیه به CPU وجود داشت که بابیج آن را Mill نام‌گذاری کرده بود. به‌علاوه این ماشین تحلیلی، حافظه هم داشت که بابیج آن را Store نام‌گذاری کرده بود. اما متاسفانه بابیج هیچ‌گاه پول کافی برای ساخت ماشین تجزیهوتحلیلی (آنالیتیکی) خود نداشت. درنهایت در سال 1991، موزه‌ی علوم لندن، مدل کامل دستگاه وی را با استفاده از فناوری‌هایی که در زمان بابیج در دسترس بودند، ساخت.
روش های محاسبه در زمان باستان
باوجودی‌که بابیج به‌عنوان پدر علم محاسبات مدرن شناخته می‌شود، اما به‌نظر می‌رسد دو دستگاه باستانی دیگر، یکی «ارابه‌ی جنوب‌نما» (south-pointing) در چین و دیگری «مکانیزم آنتیکیترا» در یونان، نخستین کامپیوترهای آنالوگ بودند.
ارابه‌ی چینی، با الگوبرداری از واگن زرهی قرن پنجم قبل از میلاد موسوم به Dongwu Che، طراحی و ساخته شده بود. این ارابه در حدود یک قرن قبل از میلاد طراحی شد. در طراحی این دستگاه، آهن ربا استفاده نشده بود و قبل از آغاز سفر، جهت آن تنظیم می‌شد و با سیستم چرخ‌دنده‌ای کار می‌کرد. با تنظیم چرخ‌ها، جهت حرکت نشان داده می‌شد.
سازوکار آنتیکیترا نیز در اصل یک افلاک‌نما بود که برای تعیین موقعیت مکانی ستارگان به کار می‌رفت. این ابزار در سال ۱۹۰۱ در کشتی به‌گل نشسته‌‌ای در جزایر یونان کشف شده بود. به‌نظر می‌رسد ابزار کشف‌شده در کشتی یونانی، مربوط‌به سال‌های ۲۰۵ تا ۶۰ قبل از میلاد باشد. ابزار افلاک‌نما، بیش از ۳۰ چرخ‌دنده، یک حلقه‌ی ثابت و یک میل‌لنگ دستی داشت. پس از سقوط یونان باستان، این فناوری برای بیش از یک هزاره ناپدید شد. تا قرن ۱۴ ام که ساعت‌های نجومی مکانیکی در اروپا رونق پیدا کرد، خبری از این فناوری یونانی نبود.
چه زمانی نخستین کامپیوتر قابل برنامه ریزی اختراع شد؟
کنراد زوس آلمانی نخستین کامپیوتر قابل برنامه‌ریزی جهان را بین سال‌های 1935 و 1938 با نام Z1 در برلین ساخت. زد وان می‌توانست دستورالعمل‌های فیلم 35 میلی‌متری را بخواند. اما به‌دلیل عملکرد غیرموثر 30 هزار قطعه‌ی فلزی، هرگز نتوانست عملکرد مؤثر و کاملی از خود نشان دهد. درنهایت نیز در جریان حمله‌ی هوایی جنگ جهانی دوم از بین رفت.
کنراد زوس در سال1940، کامپیوتر Z2، در سال1941 کامپیوتر Z3 و در سال 1949 کامپیوتر Z4 را توسعه داد. Z3 نخستین کامپیوتر برنامه‌ریزی شده و کاملا اتوماتیک دیجیتالی بود. Z3 ماشین حساب 22 بیتی باینری بود. Z3 دارای لوپ بود ولی فاقد عملگرهای شرطی بود و حافظه و واحدهای محاسباتی‌اش بر مبنای رله‌ی تلفن کار می‌کرد.
نخستین مخترع کامپیوتر الکترونیکی: تامی فلاورز
اگر باور دارید که کامپیوترها به‌صورت ذاتی ابزارهایی الکترونیکی هستند، تامی فلاورز، مهندس انگلیسی تلفن می‌تواند ادعا کند که نخستین مخترع کامپیوتر بوده است. تامی فلاورز، مسئولیت طراحی و ساخت Colossus را برعهده داشت. این دستگاه برای تفسیر پیام‌های رمزگذاری شده بین فرماندهان عالی آلمان در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار می‌گرفت.
این کامپیوتر می‌تواند عملیات دودیی و شمارش را با استفاده از thermionic valve به انجام برساند. درواقع ماشین طراحی‌شده تامی فلاورز نخستین کامپیوتر قابل برنامه‌ریزی، الکترونیکی و دیجیتال بود. اما Colossus به‌جای استفاده از برنامه‌های ذخیره شده از سوئیچ‌ها و دوشاخه استفاده می‌کرد. در صورتی که کاربر می‌خواست برنامه‌ی کامپیوتری را تغییر دهد، مجبور بود در یک پروسه‌ی طولانی و سخت، ماشین را مجددا بازسازی کند.
منچستر بیبی
نخستین کامپیوتر الکترونیکی با برنامه‌ی ذخیره شده در جهان، ماشین آزمایشی در مقیاس کوچک (SSEM) بود که منچستر بیبی نامیده می‌شود. فردریک ویلیامز، تام کیلبرن و جف توتیل از دانشگاه ویکتوریا منچستر انگلستان، این دستگاه را توسعه داده‌اند. منچستر بیبی برای نخستین بار در تاریخ 21 ژوئن 1948 معرفی شد. این دستگاه عجیب و غریب، هیچ‌گاه به‌عنوان کامپیوتر کاربردی و قابل استفاده درنظر گرفته نشد. بلکه این دستگاه جالب و متفاوت، به‌عنوان دستگاهی برای تست نخستین حافظه‌ی رم در جهان به‌کار گرفته شد.
ویلیامز، کیلبرن، توتیل به سرعت به توسعه‌ی دستگاه عجیب خود ادامه دادند و در سال 1949 میلادی بعد از دستگاه کوچک SSEM خود، توانستند دستگاه Manchester Mark I را توسعه دهند. در سال 1951 میلادی Mark I به Manchester Electronic Computer یا Ferranti Mark 1 تبدیل شد که در اصل نخستین کامپیوتر تجاری برای استفاده‌ی عموم کاربران در سراسر جهان بود.
سایر شرکت های مدرن: جان بلنک بیکر، زیراکس، آی بی ام
کامپیوترهای مدرن امروزی نسبت به Manchester Electronic Computer طراحی بسیار متفاوتی دارند. از اواسط دهه‌ی ۱۹۵۰ تاکنون، سیستم‌های کامپیوتری به‌صورت تصاعدی در حال رشد و توسعه هستند. روند به‌روزرسانی سیستم‌های کامپیوتری بسیار بالا است.
1953: IBM نخستین کامپیوتر علمی جهان موسوم به 701 را معرفی کرد.
1955: MIT نخستین کامپیوتر با حافظه‌ی رم یکپارچه موسوم به Whirlwind را معرفی کرد.
1956: MIT نخستین کامپیوتر ترانزیستوری را معرفی کرد.
1964: پیر جیورجیو پروتو ایتالیایی نخستین سیستم دسکتاپ موسوم به Programma 101 را معرفی کرد و موفق به فروش 44000 دستگاه از این سیستم شد.
1968: هیولت پاکارد فروش HP 9100A را آغاز کرد. این سیستم، نخستین کامپیوتر دسکتاپی بود که به‌صورت تولید انبوه در بازار به‌فروش می‌رسید.
در دهه‌ی 1970، جان بلنکن‌بیکر آمریکایی نخستین کامپیوتر شخصی با نام Kenbak-1 را تولید کرد. این کامپیوتر در سال 1971 به بازار عرضه شد. تنها ۵۰ سیستم کامپیوتری Kenbak-1 با قیمت ۷۵۰ دلار به‌فروش رفت که امروز قیمتی در حدود ۵۰۰۰ دلار دارند. اما Kenbak-1 نیز تفاوت‌های بسیاری با کامپیوترهای امروزی دارد. در این ماشین از مجموعه‌ای از سوئیچ‌ها و چراغ‌‌ها برای ورود اطلاعات استفاده می‌شود.
نخستین کامپیوتر که شبیه کامپیوترهای مدرن امروزی است، Xerox Alto محصول سال ۱۹۷۴ است. این سیستم کامپیوتری دارای نمایشگر، رابط گرافیکی و ماوس بود. برنامه‌ها در پنجره‌های مختلف باز می‌شدند و هر برنامه آیکونی برای خودش داشت و منوهای سیستم‌عامل در موقعیت معمول خود قرار داشتند. سیستم کامپیوتری Xerox Alto هرگز به‌صورت عمومی به‌فروش نرسید اما ۵۰۰ نسخه‌ی آن در دانشگاه‌های سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفت.
استیو جابز نسخه‌ی نمایشی Alto را در سال ۱۹۷۹ دریافت کرد. طراحی مفهومی این دستگاه، پایه‌ی طراحی Apple Lisa و سیستم‌های مکینتاش شد. درنهایت، در اوت سال ۱۹۸۱ میلادی شرکت IBM، کامپیوتر شخصی یا Personal Computer را معرفی کرد. همان دستگاهی که به‌سرعت توانست محبوبیت خود را کسب کند و با برنامه‌های مختلفی سازگار بود. نخستین کامپیوتر IBM دارای لوازم جابی مختلفی هم بود. حدود یک سال بعد از معرفی این دستگاه، ۷۵۳ بسته‌ی نرم‌افزاری مختلف نیز منتشر شد. این تعداد نرم‌افزار که در عرض یک سال منتشر شده بود، حدود چهار برابر بیشتر از برنامه‌های مکینتاش اپل در همان بازه‌ی زمانی بود.
چه کسی کامپیوتر را اختراع کرد؟
به‌غیر از افرادی که در این مطلب نام آن‌ها ذکر شده است، افراد دیگری هم هستند که نامی از آن‌ها در متن برده نشده است. بلز پاسکال (Blaise Pascal)، نخستین ماشین حساب را در سال 1642 اختراع کرد. اسماعیل الجزاری (1136-1206)، نخستین کامپیوتر آنالوگ قابل برنامه‌ریزی را اختراع کرده بود. آلن تورینگ، در سال 1936 ماشین Turing و در سال‌های پس از جنگ نیز موتور کامپیوتری اتوماتیک (ACE) را طراحی کرد.
