أجهزة العد الأولى. المرحلة الكهروميكانيكية من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر. المرحلة الإلكترونية من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

31.01.2019

طبلية تاجكان أول جهاز حسابي متطور في تاريخ البشرية، والفرق الرئيسي منه الأساليب السابقةكانت الحسابات تجري العمليات الحسابية بالأرقام. وبالتالي، فإن استخدام المعداد يفترض بالفعل وجود البعض نظام تحديد المواقعالترقيم، على سبيل المثال، العشري، الثلاثي، الخماسي، إلخ. حتى تطور الرياضيات نفسها في مراحل معينة من تكوينها كان مرتبطًا بالمعداد، عندما تم تأكيد حقيقة بعض الخوارزميات الحسابية من خلال إمكانية تنفيذها على المعداد. أدى مسار تحسين المعداد الذي دام قرونًا إلى إنشاء جهاز حساب ذو شكل كلاسيكي كامل، تم استخدامه حتى ذروة أجهزة الكمبيوتر المكتبية ذات لوحة المفاتيح. وحتى اليوم يمكنك أن تجده في بعض الأماكن يساعد في معاملات التسوية. وفقط ظهور الآلات الحاسبة الإلكترونية الجيبية في السبعينيات من القرن الماضي تهديد حقيقيل مزيد من الاستخدامالمعداد الروسي والصيني والياباني - الأشكال الثلاثة الرئيسية للمعداد الكلاسيكي الذي بقي حتى يومنا هذا. وفي الوقت نفسه، تعود آخر محاولة معروفة لتحسين الحسابات الروسية من خلال دمجها مع جدول الضرب إلى عام 1921.

على سبيل المثال، القياسية معالج الكلماتيمكن أن تكون أداة قيمة للأفراد الذين يعانون من عسر الكتابة، وعدم القدرة على إنتاج الكتابة اليدوية بشكل موثوق. يمكن لمناطق العمل الهادئة وحماية السمع أن تجعل الوصول إلى الكمبيوتر أسهل للأشخاص ذوي الإعاقة. الإعاقاتالتعلم الذي هو حساس ل ضجيج في الخلفية. يمكن للبرامج التي تساعد في إدخال البيانات بكفاءة ودقة أن تساعد أيضًا. يمكن لبعض الأشخاص التعويض عن المستويات العالية من أخطاء الكتابة باستخدام المدققات الإملائية وقاموس المرادفات والقواعد النحوية.

تاريخ تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام برامج التنبؤ بالكلمات بنجاح من قبل الطلاب ذوي صعوبات التعلم. نفس الطريقة، يمكن لبرنامج الماكرو الذي يعمل على توسيع الاختصارات أن يقلل الحاجة إلى تذكر أوامر لوحة المفاتيح ويمكن أن يسهل إدخال النص الشائع الاستخدام.

لقد تبين أن المعداد، الذي تم تكييفه بشكل جيد لإجراء عمليات الجمع والطرح، ليس جهازًا فعالاً بدرجة كافية لإجراء عمليات الضرب والقسمة. لذلك، فإن اكتشاف اللوغاريتمات والجداول اللوغاريتمية من قبل جيه نابير في بداية القرن السابع عشر، والذي جعل من الممكن استبدال الضرب والقسمة بالجمع والطرح، على التوالي، كان الخطوة الرئيسية التالية في تطوير أنظمة الحوسبةالمرحلة اليدوية. يظهر بعد ذلك خط كاملتعديلات الجداول اللوغاريتمية. ومع ذلك، في العمل التطبيقياستخدام الجداول اللوغاريتمية لديه عدد من المضايقات، لذلك J. Napier كما طريقة بديلةاقترحوا عصي عد خاصة (سميت فيما بعد بعصي نابير)، والتي مكنت من إجراء عمليات الضرب والقسمة مباشرة على الأعداد الأصلية. الاساسيات هذه الطريقةوضع نابير طريقة الضرب الشبكية.

المرحلة الإلكترونية من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

يجد بعض الأشخاص الذين يعانون من صعوبات التعلم أجهزة التكيف، مخصص للأشخاص الذين يعانون من إعاقات بصرية. على وجه الخصوص، يمكن لشاشات العرض العريضة والألوان البديلة على شاشة الكمبيوتر وإخراج الكلام أن تعوض عن بعض صعوبات القراءة. يمكن للأشخاص الذين يجدون صعوبة في تفسير المواد المرئية تحسين فهمهم وقدرتهم على تحديد الأخطاء وتصحيحها عند نطق الكلمات أو طباعتها بخط كبير.

جنبا إلى جنب مع العصي، اقترح نابير لوحة العد لإجراء عمليات الضرب والقسمة والتربيع والاستخراج الجذر التربيعيفي النظام الثنائي، وبالتالي توقع مزايا نظام الأرقام هذا لأتمتة العمليات الحسابية.

كان للوغاريتمات التي قدمها ج. نابير تأثير ثوري على جميع التطورات اللاحقة في الحساب، والتي تم تسهيلها إلى حد كبير من خلال ظهور عدد من الجداول اللوغاريتمية المحسوبة بواسطة نابير نفسه وعدد من الآلات الحاسبة الأخرى المعروفة في ذلك الوقت ( H. بريجز، آي. كيبلر، إي. وينجيت، أ. فلاه). تعتمد فكرة اللوغاريتمات في التفسير الجبري على مقارنة نوعين من التسلسلات: علم الحسابو هندسي .

بعض الأشخاص الذين يعانون من صعوبات التعلم يجدون صعوبة في القراءة. استمر في الاستكشاف تقنيات الكمبيوترللأشخاص ذوي الإعاقة. قم بشراء الكتالوج وشارك في مؤتمر "سد الفجوة". . فيديو مدته 14 دقيقة للعمل معًا: يمكن مشاهدة الأشخاص ذوي الإعاقة وتكنولوجيا الكمبيوتر بحرية عبر الإنترنت أو.

المرحلة الميكانيكية لتطوير تكنولوجيا الحوسبة

أطروحة شيريل بورغستاتشلر بعنوان "خدمات الحوسبة للطلاب ذوي الإعاقة في التعليم العالي" المؤسسات التعليمية"، جامعة واشنطن. يُسمح بنسخ هذه المادة لأغراض غير تجارية، بشرط ذكر المصدر. هذه المشاكل الإنسانية، في الواقع، تزيد من تعقيد مشاكل النمو على الأقل، بقدر ما يتعلق الأمر بمشكلات الأجهزة و برمجةوالتي يتم تدليكها جيدًا في الأدب ؛ يوضح المؤلفون كيف تتغير هذه المشكلات مع انتقال الشركة عبر أربع مراحل من التطوير.

كانت اللوغاريتمات بمثابة الأساس لإنشاء أداة حوسبة رائعة - قاعدة الشريحة، التي خدمت المهندسين والفنيين في جميع أنحاء العالم لأكثر من 360 عامًا. يعتبر النموذج الأولي لقاعدة الشريحة الحديثة هو المقياس اللوغاريتمي لـ E. Gunther، الذي استخدمه W. Oughtred وR. Delamaine عند إنشاء قواعد الشريحة الأولى. ومن خلال جهود عدد من الباحثين، تم تحسين القاعدة المنزلقة باستمرار، ويرجع المظهر الأقرب إلى الحديثة إلى الضابط الفرنسي أ. مانهايم البالغ من العمر 19 عامًا.

ستكون هذه المقالة مفيدة بشكل خاص للشركات الجديدة التي تتطلع إلى شراء جهاز الكمبيوتر الأول الخاص بها. هناك ثلاث دورات من هذا القبيل وبالتالي أربع مراحل. علاوة على ذلك، ترتبط كل مرحلة بعملية تنظيمية غير رسمية مميزة. ويبدو أن كل واحد من هذه العناصر يلعب دورًا مهمًا في خلق المشكلات التي يجب حلها إذا أردنا قبول المرحلة دون أزمة، وإذا أردنا تعظيم نمو المورد للشركة.

هدفنا هنا هو وصف المراحل الأربع على التوالي، وسرد الخصائص الرئيسية لكل منها وشرح القوى التنظيمية الأساسية في كل نشاط. ولذلك، فإن التمثيل الذي نقدمه يجب أن يكون مبسطا إلى حد ما. ومع ذلك، نأمل أن تصبح ديناميكيات تصاعد التكلفة لاحقًا أكثر وضوحًا بعد أن يكمل القارئ وصفه - أكثر وضوحًا وربما يمكن التنبؤ به والتحكم فيه. زيادة التخصص لدى الموظفين.

المرحلة الميكانيكية لتطوير تكنولوجيا الحوسبة

تطور الميكانيكا في القرن السابع عشر. أصبح شرطا أساسيا لإنشاء أجهزة وأدوات الحوسبة باستخدام المبدأ الميكانيكيالعمليات الحسابية. تم بناء هذه الأجهزة على عناصر ميكانيكية وتم توفيرها النقل التلقائيفئة كبار.

أولاً آلة ميكانيكيةتم وصفه في عام 1623 بواسطة دبليو. شيكارد، وتم تنفيذه في نسخة واحدة ويهدف إلى إجراء أربع عمليات حسابية على أرقام مكونة من 6 بت.

المرحلة الميكانيكية لتطوير تكنولوجيا الحوسبة

تستخدم تقنيات الإدارة عادة في كل مرحلة من المراحل الأربع. وأبرزها انتشار الطلبات في المرحلة الثانية، مما يؤدي إلى زيادة الموازنة بشكل كبير، فضلاً عن زيادة الضوابط في المرحلة الثالثة بهدف الحد من هذه الزيادة.

إنه مفيد بشكل خاص لمناقشة طرق تخفيف ظروف التغيير الفوضوية التي تسببت في العديد من كوارث المرحلة الثانية، وحتى في عملنا مع الشركات الصغيرة، وجدنا أن الإطار يساعد في معالجة الأزمات قبل حدوثها وفي أنواع التخطيط من شأنها أن تشجع النمو السلس.

تتكون سيارة شيكارد من ثلاثة أجهزة مستقلة: جمع وضرب وكتابة الأعداد. تم تنفيذ الإضافة الإدخال التسلسليعمليات الجمع باستخدام الأرقام، والطرح - عن طريق إدخال المطرح والمطروح بالتسلسل. يتم عرض الأرقام المدخلة ونتيجة الجمع والطرح في نوافذ القراءة. تم استخدام فكرة الضرب الشبكي لإجراء عملية الضرب. أما الجزء الثالث من الآلة فقد استخدم لكتابة عدد لا يزيد طوله عن 6 أرقام. مستخدم مخطط الرسم البيانيكانت آلة Schickard كلاسيكية - فقد تم استخدامها (أو تعديلاتها) في معظم الآلات الحاسبة الميكانيكية اللاحقة حتى استبدال الأجزاء الميكانيكية بأجزاء كهرومغناطيسية. ومع ذلك، نظرًا لقلة الشهرة، لم يكن لآلة شيكارد ومبادئ عملها تأثير كبير على التطوير الإضافي VT، لكنه يفتح بحق عصر الميكانيكية تكنولوجيا الكمبيوتر.

عندما يتم إدخال أول جهاز كمبيوتر إلى المؤسسة، عادة ما يتم تبرير هذه الخطوة من حيث توفير التكاليف. نادرا، على هذه اللحظةتقوم الإدارة العليا بتقييم التأثير طويل المدى للكمبيوتر على الأشخاص أو المنظمة أو الإستراتيجية. وبالتالي، يمكن للإدارة أن تتجاهل بسهولة بعض القضايا المهمة.

في المرحلة الأولى، تتمثل مشكلة إدارة الأولويات في إصلاح مسؤولية الأقسام عن الكمبيوتر. ومن الممكن تحديد التكاليف والفوائد بوضوح ومراقبتها بإحكام ضمن هذا النهج - وهي موجودة عادة. في وقت لاحق وأكثر تطبيقات معقدة، مثل إدارة المخزون ونمذجة المحاكاة، يجب أن يكون موجودًا بشكل مثالي في قسم مستقل خدمات الكمبيوترأو نظم المعلوماتالضوابط التي يتم توصيلها من خلال المدير مستوى عال. ولكن بالنظر إلى هذا المنظور طويل الأجل، قد تقرر الإدارة تطبيق معايير الاسترداد بشكل أقل صرامة لتقييم فعالية التطبيق الأولي.

ب. استخدمت آلة باسكال أكثر دائرة معقدةنقل الأرقام العليا، ونادرا ما يستخدم في المستقبل؛ لكن أول نموذج عمل للآلة، تم بناؤه عام 1642، ثم سلسلة من 50 آلة ساهمت في الشعبية الواسعة إلى حد ما للاختراع وتشكيل رأي عام حول إمكانية أتمتة العمل العقلي. لقد نجت حتى يومنا هذا 8 أجهزة باسكال فقط، واحدة منها 10 بت. لقد كانت آلة باسكال هي التي وضعت الأساس مسرح ميكانيكيتطوير VT.

المرحلة اليدوية لتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر

لا يمكن فحص تكاليف "التنمية المستقبلية" في هذه المرحلة وقد تكون الميزانيات في مرحلة مبكرة جدًا من الترتيب. تحل العديد من الشركات هذه المشكلة بطريقة واضحة. ولكن من الناحية العملية، فإن هذا القرار الذي يبدو بسيطا يخفي مأزقا خطيرا. إن القسم الذي يتحكم في المورد يحميه بشدة، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب رغبة المدير أو المجموعة داخله في خلق القوة والنفوذ. عندما يحين الوقت ليأخذ هذا الرقم دورًا أوسع، ينشأ صراع حقيقي - صراع يمكن أن يكون مكلفًا من حيث إدارة السلع ومن حيث القتال المطول الذي يمنع توفيرها خدمات الكمبيوتروالتطبيقات حسب المجال الوظيفي.

في القرنين السابع عشر والثامن عشر، تم تقديم عدد من الأنواع والتصميمات المختلفة لأجهزة الإضافة وآلات الإضافة، حتى القرن التاسع عشر. حجم متزايد العمل الحسابيلم تحدد الطلب المستدام على الميكانيكية أجهزة العدولم يساهم فيهم إنتاج متسلسلعلى أساس تجاري.

أول آلة إضافة لإنتاج الأربعة عمليات حسابية، تم إنشاؤه بواسطة G. Leibniz نتيجة لسنوات عديدة من العمل. وكانت ذروة هذا العمل هي آلة إضافة لايبنتز، والتي تسمح باستخدام مضاعف 8 بت ومضاعف 9 بت للحصول على منتج 16 بت. بالمقارنة مع جهاز باسكال، تم إنشاء جهاز حاسوبي جديد بشكل أساسي يعمل على تسريع تنفيذ عمليات الضرب والقسمة بشكل كبير. ومع ذلك، فإن مقياس لايبنتز لم ينتشر على نطاق واسع لسببين رئيسيين: عدم وجود طلب ثابت عليه، وعدم دقة التصميم التي تؤثر على مضاعفة أعداده المحدودة.

الأولوية الأخرى هي تقليل الفجوة التي تنشأ عندما التكنولوجيا العاليةيتم إدخالها إلى المنظمة. تنشأ مشاكل في التنقل في مكان العمل؛ يبدأ بعض الناس بالقلق بشأن القيام بالوظائف القديمة بطرق جديدة؛ ويخشى آخرون فقدان هويتهم الشخصية بعملهم. هذه المخاوف يمكن أن تؤدي إلى مقاومة مفتوحة للموظفين.

في الواقع، ربما تكون بعض هذه المخاوف مبررة. على سبيل المثال، قد يفقد بعض الموظفين وظائفهم بالفعل عند تثبيت الكمبيوتر لأول مرة. ومن ناحية أخرى، فإن المشاكل الناجمة عن الشائعات أو معلومات خاطئة، عادة ما تكون مبالغ فيها، ويمكن تحويلها وتعميمها بسهولة إلى مشاعر ومواقف سلبية تجاه الإدارة، وكذلك تجاه الكمبيوتر نفسه. إن المسار الذكي للإدارة هو نشر الشائعات بأكثر المعلومات صدقًا، ولكن قد تسقط الرقائق. ومثل هذا الانفتاح سيؤدي في أسوأ الأحوال إلى مخاوف ومقاومات محلية لا بد من حلها عاجلاً أم آجلاً في كل الأحوال.

في القرنين السابع عشر والثامن عشر. عدد من أدوات الحوسبةعلى نموذج باسكال ولايبنيز (بدرجات متفاوتة من التحديث)، على أساس عصي نابير أو التطورات الأصلية. كانت التصميمات المقترحة عبارة عن أجهزة مضاعفة منفصلة أو مجموعات من أجزاء الجمع والضرب.

أوائل القرن التاسع عشر تتميز بالتطور مرافق الحوسبةفي ثلاثة اتجاهات رئيسية: الجمع، وضرب الأجهزة، وأيضاً (3) جمع الآلات؛ وفي الوقت نفسه، أصبح تطوير آلات الإضافة هو السائد.

إذا كانت الإدارة غير راغبة في الاعتراف بخطورة هذا القلق، فإنها تخاطر برد فعل أكثر عمومية في شكل سلوك عمل غافل وغير إبداعي، ومستويات أوسع وأعلى من عدم اليقين والقلق، وحتى التخريب، كما أظهر عدد مفاجئ من الحالات.

لا يمكن للإدارة أن ترتكب أخطاء أكثر من طمأنة الجميع بشكل زائف بالقلق من أن الكمبيوتر لن يغير طريقة عمله أو أن ذلك سيعني عملاً أقل للجميع. تؤدي مثل هذه البطانيات المريحة إلى خلق فجوات في الثقة يصعب سدها.

في عام 1881، نظمت L. Thomas الإنتاج التسلسلي لآلات الإضافة في باريس. اعتمد تصميم آلة الإضافة الخاصة به على استخدام أسطوانة لايبنيز المتدرجة وكان ذلك ممكنًا مزيد من التطويرآلة إضافة لايبنيز، تتميز بعدد من حلول التصميم المفيدة: شكل مناسبإدخال الأرقام، ووجود جهاز مضاد للقصور الذاتي، وآلية إلغاء الأرقام، وما إلى ذلك. كانت آلة الإضافة هذه تسمى آلة توماس وكان إنتاجها صغيرًا - طوال القرن التاسع عشر بأكمله. تم إنتاج حوالي 2000 آلة توماس. ومع ذلك، كانت الميزة المهمة لآلات توماس هي متانتها - فقد تم استخدام آلة الإضافة حتى في الحسابات المتعلقة بإعداد خطة GOELRO في عام 1920.

لذا فإن مفتاح إدارة عملية البدء هذه للكمبيوتر هو قبول حقيقة أن تصورات الناس للواقع ووجهات نظرهم حول موقف ما هي شيء يجب فهمه ومعالجته، وليس بعض الواقع "الموضوعي". 2 هذه التصورات ستكون متنوعة؛ لا يمكن للإدارة أن تفترض أن جميع أعضاء المنظمة متحمسون بنفس القدر لتحسين الكفاءة وخفض التكاليف. يعتمد المكان الذي تقف فيه على المكان الذي تجلس فيه ومن أنت.

ستكون هناك اختلافات من موقف وشركة إلى أخرى في الطريقة والتفاصيل التي تنشر بها الإدارة معلومات حول الموقع المستقبلي وتأثير الكمبيوتر. في المواقف التي نادرًا ما يتم فيها إبلاغ الموظفين بالتخطيط الإداري، قد يكون من المعقول أن نشرح للمستويات سبب تقديم التفسير؛ مرة أخرى، في الأماكن التي شاركت فيها المستويات في التخطيط، قد يكون العرض الرسمي أقل فعالية من المناقشة مجموعة مفتوحة. 3.

ينبغي اعتبار أحد المعالم المهمة في تطوير مقاييس الحساب إنشاء آلة Bolle في عام 1888، والتي أجرت عملية الضرب أسرع بثلاث مرات من مقاييس الحساب الموجودة في ذلك الوقت (وهذا هو سبب تسمية الآلة بالمضاعف).

زيادة في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. لقد طرح العمل الحسابي في عدد من مجالات النشاط البشري حاجة ملحة لـ VTوزيادة المتطلبات عليه. أنواع مختلفة موجودة في ذلك الوقت أجهزة الحوسبةلا يمكن حل هذه المشكلة. وفقط إنشاء V. Ordner (روسيا) لنموذجه لآلة الإضافة في عام 1874 ، والذي كان يعتمد على عجلة تروس Ordner مصممة خصيصًا ، يمكن اعتباره بداية الهندسة الميكانيكية الرياضية. طوال فترة وجودها، تم تحسين آلة إضافة Ordner وإنتاجها في عدة إصدارات، وحصلت على عدد من الجوائز العالية. استمر النمو في إنتاج آلات إضافة Ordner في كل من الاتحاد السوفييتي وخارجه؛ منذ عام 1931، حصل على اسم فيليكس، والذي بموجبه معروف جيدًا للأجيال الحالية من أجهزة الكمبيوتر المحلية.

هذه هي الفترة التي العواقب الفوضوية التطور السريعيتم تخفيفها فقط من خلال جودة وحكم الموظفين المشاركين بشكل مباشر في العملية. ومع ذلك، فإن القوة الديناميكية للتوسع تجعل هذا تحديًا كبيرًا. على الرغم من أن بعض المستخدمين يلجأون إلى القيمة الاقتصادية عند تقييم المنفعة تطبيقات الكمبيوترفي مشاكل محددةوالوظائف، يطور المستخدمون الآخرون شغفًا بالكمبيوتر وتطبيقاته كرمز لممارسات الإدارة التقدمية أو كرمز لمكانة قسم أو فرد.

في البداية، لم يكن لظهور أجهزة الكمبيوتر تأثير كبير جدًا على إنتاج واستخدام آلات الإضافة، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ما تتمتع به من أغراض مختلفةوالانتشار والتكلفة. ومع ذلك، منذ الستينيات الاستخدام الشاملأجهزة الكمبيوتر (لوحات المفاتيح الإلكترونية) تخترق بشكل متزايد آلات الحوسبة).

مكانة خاصة بين تطورات المرحلة الميكانيكية من التطور VTتشغلها أعمال تشارلز باباج، الذي يعتبر بحق مؤسس وأيديولوجي الحديث VT. من بين أعمال باباج، هناك اتجاهان رئيسيان واضحان: الاختلاف وأجهزة الكمبيوتر التحليلية.

هذا الشغف يولد حماسة لا يخففها الحكم. ومن جانبهم، يميل محللو الأنظمة ذات التوجه الفني إلى المبالغة في تعميم النتائج التي حققوها من خلال التوجه نحو المعاملات أنظمة الكمبيوترعلى المسرح. غالبًا ما يعتقدون أنه "الآن يمكننا أن نفعل شيئًا ما" - بمعنى آخر، لقد أتقنوا مشكلة التواصل مع المستخدمين، وأن خبرتهم قوية، وأنهم على استعداد لاختيار المشاريع والتعامل معها بناءً على اهتماماتهم الفنية والمهنية في المقام الأول .

وفي هذا الجو الصاخب توضع معايير التبرير الاقتصادي والتنفيذ الفعال للمشروع. عندما تلبي المتطلبات الهائلة للمستخدمين الرغبة المبهجة للفنيين في ضمان نمو هائل في الميزانية، في غياب قيود الرقابة. وبمجرد أن تبدأ هذه الزيادة الحادة، يتم استخدام المبررات التي تم إنشاؤها في مزاج من الحماس المتزايد لتبرير التثبيت قوة إضافية; وهذا بدوره يتطلب أكثرالموظفين وتبرير أكبر لتطبيق الموارد الموسعة الآن على أي مشاريع جديدة تبدو جذابة للجمهور.

تم تطوير مشروع آلة الفرق في العشرينات من القرن التاسع عشر. وكان مخصصًا لجدولة الدوال متعددة الحدود بطريقة الفرق المحدود. كان الدافع الرئيسي لهذا العمل هو الحاجة الملحة إلى جدولة الوظائف واختبار الوظائف الموجودة. جداول الرياضيات، مليئة بالأخطاء. ومع ذلك، لم يكتمل هذا المشروع، لكن أتباع باباج أنشأوا محركات فرق عمل، والتي وجدت تطبيقًا واسعًا في العلوم والتكنولوجيا.

كان مشروع باباج الثاني عبارة عن محرك تحليلي يستخدم مبدأ التحكم في البرنامج وكان سلفًا للمحرك الحديث حاسوب. هذا المشروعتم اقتراحه في الثلاثينيات من القرن التاسع عشر، وفي عام 1843، كتب ألوي لوفليس أول برنامج معقد إلى حد ما في العالم لحساب أرقام برنولي لآلة باباج. ويمكن اعتبار هذين الإنجازين رائعين، حيث أنهما يسبقان عصرهما بأكثر من قرن. لم يتم تنفيذ مشروع المحرك التحليلي، بل أصبح معروفًا على نطاق واسع جدًا، ونال إشادة كبيرة من عدد من العلماء، وفي مقدمتهم علماء الرياضيات. طور بابيدج العديد من الرسومات للآلة نفسها وصنع عددًا من كتلها. وحاول ابنه هنري تنفيذ المشروع، إلا أنه بقي تماما على مستوى التصميم الأولي. جاءت فكرة المحرك التحليلي من باباج أثناء عمله على محرك الفرق. كان الهدف من المحرك التحليلي حساب أي خوارزمية (في مصطلحاتنا) وتم تصميمه ليكون ميكانيكيًا بحتًا.

في بداية عام 1836، فهم باباج بوضوح التصميم الأساسي للآلة، وفي عام 1837، في مقال "حول الإنتاجية الرياضية" آلة حاسبة"يصف مشروعه بشيء من التفصيل.

ويتكون المحرك التحليلي من الأجزاء الأربعة الرئيسية التالية:

كتلة تخزين للبيانات الأولية والمتوسطة و نتائجالعمليات الحسابية. وكانت تتألف من مجموعة من التروس التي تحدد الأرقام مثل آلة الجمع؛
كتلة معالجة الأرقام من المستودع تسمى مطحنة(في المصطلحات الحديثة، هذا جهاز حسابي). كان تنظيم الكتلة مشابهًا للكتلة الأولى؛
وحدة التحكم في تسلسل الحساب (في المصطلحات الحديثة، هذا جهاز تحكم لوحدة التحكم)؛
كتلة لإدخال البيانات الأولية وطباعة النتائج (في المصطلحات الحديثة، هذا هو جهاز الإدخال / الإخراج).

استخدم Ch. Babidge آلية في آلته مشابهة لآلية نول الجاكار، وذلك باستخدام بطاقات تحكم خاصة. وفقا لفكرة باباج، يجب أن يتم التحكم من خلال زوج من آليات الجاكار مع مجموعة من البطاقات المثقوبة في كل منهما.

كان لدى باباج أفكار حديثة بشكل مدهش حول أجهزة الكمبيوترومع ذلك، تلك الموجودة تحت تصرفه الوسائل التقنيةكانت بعيدة عن توقعاته.

الميزة الرئيسية لـ A. Lovelace ليست فقط إنشاء البرنامج الأول لآلة باباج، ولكن أيضًا البرنامج الكامل والمتكامل وصف يمكن الوصول إليهالآلة، وكذلك تحليل قدراتها على حل مشاكل الحوسبة المختلفة. إلى جانب ذلك، قامت لوفليس بنشر أفكار Ch. Babage على نطاق واسع، وقد صممت بنفسها بعض مكونات الآلة وبحثت في استخدام الأنظمة الثنائية، كما أعربت عن عدد من الأفكار التي أصبحت مستخدمة على نطاق واسع فقط في عصرنا.

المرحلة الكهروميكانيكية من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

مرحلة التطور الكهروميكانيكية VTكان الأقل طولًا ويغطي حوالي 60 عامًا فقط - بدءًا من أول جهاز جدولة لـ G. Hollerith (1887) وحتى أول كمبيوتر ENIAC (1945). المتطلبات الأساسية لإنشاء المشاريع هذه المرحلةكانت هناك حاجة إلى حسابات جماعية (الاقتصاد والإحصاء والإدارة والتخطيط، وما إلى ذلك) وتطوير الهندسة الكهربائية التطبيقية (المحرك الكهربائي والمرحلات الكهروميكانيكية)، مما جعل من الممكن إنشاء أجهزة حوسبة كهروميكانيكية.

كان النوع الكلاسيكي من وسائل المرحلة الكهروميكانيكية عبارة عن مجمع عد وتحليلي مصمم لمعالجة المعلومات على وسائط البطاقة المثقوبة.

تم إنشاء أول مجمع للعد والتحليل في الولايات المتحدة الأمريكية بواسطة G. Hollerith في عام 1887 ويتكون من: آلة ثقب يدوية وآلة فرز وجهاز جدولة. باستخدام أفكار جاكار وباباج (أو إعادة اكتشافهما)، قام ج. استخدم هوليريث البطاقات المثقبة كوسيلة لنقل المعلومات (على الرغم من أنه اعتبر أيضًا نسخة مثقوبة)؛ جميع المكونات الأخرى للمجمع كانت ذات طابع أصلي. كان الغرض الرئيسي من المجمع هو المعالجة الإحصائية للبطاقات المثقوبة. النماذج الأولى للمجمع المستخدمة الفرز اليدويالبطاقات المثقبة (التي تم استبدالها بأخرى كهربائية في عام 1890)، وتم إنشاء جهاز الجدولة على أساس أبسط المرحلات الكهروميكانيكية. تم إجراء الاختبار الأول للمجمع في عام 1887 في بالتيمور (الولايات المتحدة الأمريكية) عند تجميع جداول وفيات السكان، في حين تم إجراء الاختبارات الرئيسية للمجمع المعدل بالفعل في عام 1889 باستخدام مثال معالجة نتائج التعداد في أربع مناطق في سانت لويس. (الولايات المتحدة الأمريكية). كانت الاختبارات الرئيسية ناجحة للغاية وسرعان ما اكتسب جدول هوليريث الاعتراف الدولي، حيث تم استخدامه في التعدادات السكانية في روسيا (1897)، والولايات المتحدة الأمريكية والنمسا والمجر (1890)، وكندا (1891).

في عام 1897، قام هوليريث بتأسيس شركة أصبحت تعرف فيما بعد باسم IBM.

أهمية عمل ج. هولليريث من أجل التنمية VTيتحدد من خلال عاملين رئيسيين. أولا، أصبح مؤسس اتجاه جديد في VT- العد والتثقيب (العد والتحليل)، والذي يتكون من استخدام أجهزة الجدولة والمعدات المصاحبة لأداء مدى واسعالحسابات الاقتصادية والعلمية والتقنية. بناء على هذا VTتم إنشاء محطات حساب الآلة لمعالجة المعلومات الآلية، والتي كانت بمثابة النموذج الأولي لمراكز الكمبيوتر الحديثة ( VC). في العشرينات والثلاثينات من القرن العشرين. أصبح استخدام تكنولوجيا العد واللكم عاملاً رائداً في التنمية فاتو؛فقط ظهور أجهزة الكمبيوتر حد من استخدامه.

ثانيًا، حتى بعد التوقف عن استخدام أجهزة الجدولة، يظل حامل المعلومات الرئيسي (الإدخال/الإخراج) للكمبيوتر عبارة عن بطاقة مثقوبة، ويتم استخدام أجهزة البطاقة المثقوبة التي اقترحها هوليريث كأجهزة طرفية. حتى في عصرنا هذا، فإن استخدام عدد كبير من أجهزة الإدخال والإخراج المختلفة لم يلغي تمامًا استخدام تقنية البطاقة المثقوبة.

تطوير عمل G. Hollerith، يتم تطوير وإنتاج عدد من نماذج المجمعات العدية والتحليلية في عدد من البلدان، والتي كانت المجمعات الأكثر شهرة وانتشارًا آي بي إموريمنجتون وبوهل.

تم استخدام تقنية التثقيب في البداية للمعالجة الإحصائية، ثم بدأ استخدامها على نطاق واسع لميكنة المشكلات المحاسبية والاقتصادية، وكذلك في بعض الحالات للحسابات ذات الطبيعة العلمية والتقنية؛ في المقام الأول للحسابات الفلكية. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، يعود أول استخدام لتكنولوجيا التثقيب للحسابات الفلكية إلى أوائل الثلاثينيات، ومنذ عام 1938، تم إنشاء محطة حسابية مستقلة للبحث الرياضي في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

الفترة الأخيرة (الأربعينيات من القرن العشرين) من المرحلة الكهروميكانيكية من التطور VTتتميز بإنشاء عدد من أنظمة الترحيل والميكانيكية المعقدة التحكم بالبرنامج، تتميز بتعدد استخدامات الخوارزميات وقادرة على إجراء حسابات علمية وتقنية معقدة في الوضع التلقائيبسرعات أعلى من سرعة تشغيل آلات الإضافة التي تعمل بالكهرباء. تم تنفيذ أكبر المشاريع في هذه الفترة في ألمانيا (K. Zuse) والولايات المتحدة الأمريكية (D. Atanasov، G. Aiken، D. Stieblitz). يمكن اعتبار هذه المشاريع بمثابة أسلاف مباشرة لأجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة.

كان Konrad Zuse (K. Zuse) رائدًا في إنشاء جهاز كمبيوتر عالمي مع التحكم في البرنامج وتخزين المعلومات في جهاز تخزين (ذاكرة). ومع ذلك، فإن نموذجه الأول Z-1 (الذي يمثل بداية سلسلة Z-car) كان أدنى من الناحية الأيديولوجية من تصميم باباج - فهو لم ينص على النقل المشروط للسيطرة.

لم يكتمل النموذج التالي Z-2 بسبب تجنيد زوزه في الجيش، والذي تم تسريحه منه بسبب اهتمام الإدارة العسكرية الألمانية بعمله. بدعم مالي من الإدارة العسكرية في زوزه في 1939-1941. قام بإنشاء نموذج Z-3، والذي كان أول كمبيوتر عالمي يتم التحكم فيه بواسطة البرنامج.

بعد الانتهاء من بناء Z-3 في عام 1941، شارك K. Zuse بشكل مكثف في القضايا حتى نهاية الحرب VT .

بعد الحرب، كان اتجاه عمل K. Zuse مرتبطًا بشكل أساسي بـ البحث النظريعلى البرمجة والهندسة المعمارية VT.وهنا أعرب عن عدد من الأفكار التقدمية للغاية في عصره، بما في ذلك الخلوية هياكل الحوسبة، هيكل أوامر الكمبيوتر، البرمجة المتوازية، الخ.

في عام 1937، في الولايات المتحدة الأمريكية، بدأ J. Atanasov العمل على إنشاء جهاز كمبيوتر مصمم لحل عدد من المهام في الفيزياء الرياضية. لقد ابتكر وحصل على براءة اختراع الأول الدوائر الإلكترونيةعقد الكمبيوتر، وبالتعاون مع K. Berry بحلول عام 1942 تم بناؤه آلة إلكترونية ABC، التي أثرت على D. Mauchly من مدرسة مور الفنية وعدد من أفكاره، ساهمت بشكل كبير في إنشاء أول كمبيوتر ENIAC في عام 1945.

على عكس آلة Z-3، كان القدر أكثر ملاءمة لجهاز الكمبيوتر الآلي G. Aiken MARK-1، الذي تم إنشاؤه في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1944. وقبل التعرف على عمل زوس، اعتبرها المجتمع العلمي أول آلة كهروميكانيكية لحل المشاكل. مشاكل رياضية معقدة.

آخر مشروع ترحيل كبير VTينبغي لنا أن نفكر في كمبيوتر الترحيل RVM-1، الذي تم بناؤه عام 1957 في الاتحاد السوفييتي وتم تشغيله حتى نهاية عام 1964، وذلك بشكل أساسي لحل المشكلات الاقتصادية.

المرحلة الإلكترونية من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

بسبب الطبيعة المادية والفنية للتتابع VTلم يسمح بزيادة كبيرة في سرعة العمليات الحسابية، وهذا يتطلب الانتقال إلى عناصر إلكترونية عالية السرعة خالية من القصور الذاتي.

بحلول بداية الأربعينيات. القرن ال 20 الالكترونيات المتاحة بالفعل مجموعة ضروريةمثل هذه العناصر. مع اختراع M. Bonch-Bruevich في عام 1913، تم إنشاء مشغل (مرحل إلكتروني - مضخم متماثل ثنائي الأنبوب مع إشارة إيجابية تعليقيستخدم الإلكترونيات كمكون أساسي أنبوب مفرغظهر الصمام الثلاثي الذي تم اختراعه عام 1906 فرصة حقيقيةخلق الإلكترونية عالية السرعة VT .

حددت أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية (أجهزة الكمبيوتر) اتجاهًا جديدًا في فاتو،تم تطويره بشكل مكثف وحاليًا في اتجاهات مختلفة.

يمكن اعتبار أول جهاز كمبيوتر (وإن كان متخصصًا مصممًا لفك التشفير) هو آلة Colossus الإنجليزية التي تم إنشاؤها عام 1943 بمشاركة A. Turing. الجهاز يحتوي على حوالي 2000 أنابيب مفرغةوكان أداءً عاليًا إلى حدٍ ما، لكنه كان متخصصًا للغاية.

يعتبر الكمبيوتر الأول هو آلة ENIAC (التكامل العددي الإلكتروني والكمبيوتر)، التي تم إنشاؤها في الولايات المتحدة الأمريكية في نهاية عام 1945. كان الهدف في البداية حل مشاكل المقذوفات، ثم تبين أن الآلة عالمية، أي. قادر على اتخاذ القرار المهام المختلفة. كان المستشار الرئيسي للمشروع هو D. Mauchly، وكان المصمم الرئيسي D. Eckert. في وقت لاحق تأليفهم التكنولوجيا الالكترونيةلأنه تم الطعن في تصميم جهاز كمبيوتر - في عام 1973، قضت المحكمة الفيدرالية الأمريكية بأن ماوكلي وإيكرت لم ينشئا جهاز كمبيوتر، لكنهما استعارا فكرته من ج. أتاناسوف، على الرغم من أن الأخير لم يقم ببناء نموذج عمل لجهاز الكمبيوتر الخاص به.

مشروع الخلق اينياكبدأ في أبريل 1943، واكتمل بالكامل في ديسمبر 1945. كاختبار رسمي حاسوبتم اختيار مهمة تقييم الإمكانية الأساسية لإنشاء قنبلة هيدروجينية. اجتاز الجهاز الاختبارات بنجاح، حيث قام بمعالجة حوالي مليون بطاقة IBM المثقبة بالبيانات الأولية.

حتى قبل الاستخدام اينياكبدأ موكلي وإكيرت، بتكليف من الجيش الأمريكي، مشروعًا على جهاز كمبيوتر جديد، EDVAC (الكمبيوتر الإلكتروني المتغير الأوتوماتيكي المنفصل)، والذي كان أكثر تقدمًا من الأول. يتميز هذا الجهاز بذاكرة كبيرة (1024 كلمة بطول 44 بت؛ تمت إضافة ذاكرة مساعدة للبيانات بسعة 4000 كلمة عند الانتهاء) لكل من البيانات والبرامج. أدى هذا الأسلوب (البرامج المخزنة في الذاكرة) إلى القضاء على العيب الرئيسي لـ ENIAC - وهو الحاجة إلى إعادة توصيل العديد من مكونات الجهاز، والتي عندما برامج معقدةاستغرق ما يصل إلى يومين. لم يسمح هذا الظرف باعتبار ENIAC كمبيوترًا آليًا بالكامل.

برنامج إدفاك إلكترونياوقع على ذاكرة خاصةعلى أنابيب الزئبق (خطوط التأخير)، وتم إجراء الحسابات في ثنائي SS، مما جعل من الممكن تقليل عدد المصابيح والعناصر الأخرى بشكل كبير الدوائر الإلكترونيةسيارات.

تم الانتهاء من بناء الكمبيوتر في عام 1952، ويحتوي على أكثر من 3500 مصباح من 19 مصباحًا أنواع مختلفةوحوالي 27000 عنصر إلكتروني آخر.

وفي نهاية عام 1944، شارك جون البالغ من العمر 41 عامًا في المشروع كمستشار علمي فون نيومان، كفي ذلك الوقت كان لديه بالفعل سلطة كبيرة في العالم العلميكعالم رياضيات قدم مساهمات كبيرة في ميكانيكا الكم وابتكر النظرية الرياضية للألعاب. يرجع اهتمام فون نيومان بأجهزة الكمبيوتر جزئيًا إلى مشاركته المباشرة في مشروع مانهاتن لإنشاء القنبلة الذرية، حيث أثبت رياضيًا جدوى الطريقة المتفجرة لتفجير شحنة ذرية ذات كتلة حرجة، وكذلك العمل على إنشاء قنبلة هيدروجينية. والتي تتطلب حسابات معقدة للغاية. بعد معالجة المواد الخاصة بتطوير المشروع وتلخيصها بشكل إبداعي، أعد فون نيومان في يونيو 1945 التقرير العلمي النهائي المكون من 101 صفحة، والذي يحتوي على وصف ممتاز لكل من الآلة نفسها وقدراتها المنطقية. علاوة على ذلك، قدم فون نيومان، في تقرير يعتمد على تحليل قرارات التصميم، وكذلك أفكار أ. تورينج حول جهاز كمبيوتر عالمي رسمي (سمي لاحقًا بآلة تورينج)، لأول مرة التنظيم المنطقيالكمبيوتر بغض النظر عن نوعه قاعدة العنصرمما جعل من الممكن وضع أسس تصميم الكمبيوتر.

ويحدد التقرير ويصف بالتفصيل خمسة مكونات أساسية كمبيوتر عالميومبدأ عملها في معمارية فون نيومان:

وحدة المنطق الحسابي المركزي (ALU)؛
وحدة التحكم المركزية (CU)، المسؤولة عن عمل جميع المكونات الرئيسية للكمبيوتر؛
جهاز تخزين (جهاز تخزين)؛
نظام إدخال وإخراج المعلومات.

تم تبرير الحاجة إلى استخدام النظام الثنائي والتكنولوجيا الإلكترونية والترتيب التسلسلي للعمليات.

أصبحت مبادئ تنظيم الكمبيوتر التي اقترحها فون نيومان مقبولة بشكل عام.

أثناء قيامه برحلة إبداعية إلى مجموعة تطوير EDVAC وبعد أن أصبح على دراية بأفكار ج. فون نيومان، تمكن م. ويلكس، عند عودته إلى جامعة كامبريدج (إنجلترا)، من إكمال تطوير أول كمبيوتر في العالم مزودًا بأجهزة مخزنة الذاكرة قبل عامين (في مايو 1949). كان جهاز الكمبيوتر الخاص به EDSAC (الآلة الحاسبة التلقائية للتأخير الإلكتروني) يعمل بنظام SS ثنائي، وينفذ أوامر البث الأحادي بمبلغ 18 ويتم تشغيله بكلمات قصيرة (17 بت) وكلمات طويلة (35 بت).

حاسوب إدساك يمثل بداية مرحلة جديدة من التطور VT- الجيل الأول العالمي حاسوب.

تاريخ تطور تكنولوجيا الحاسوب 3

المرحلة اليدوية لتطوير الحوسبة 3

المرحلة الميكانيكية لتطوير تكنولوجيا الحوسبة 4

المرحلة الكهروميكانيكية لتطور تكنولوجيا الكمبيوتر 6

المرحلة الإلكترونية لتطور تكنولوجيا الحاسوب 7

تصنيف الكمبيوتر 9

تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب مبدأ التشغيل 9

تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب مراحل الإنشاء 10

تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب الغرض 10

تصنيف أجهزة الكمبيوتر حسب الحجم والوظيفة 10

معمارية الحاسوب 13

الرسوم البيانية والمبادئ الأساسية لبناء الكمبيوتر 14

تكوين وحدة النظام 16

التكوين والخصائص المعالج المركزي 18

أجهزة ذاكرة الكمبيوتر 19

أجهزة الإدخال والإخراج 22

شبكات الحاسوب 28

الخصائص الرئيسية والتصنيف شبكات الحاسب 29

طبولوجيا الشبكة 31

نموذج العلاقة الأنظمة المفتوحة 33

معدات الشبكات 35

أنواع برامج الكمبيوتر38

المفاهيم الأساسية لمنطق الجبر 41

المفاهيم والتعاريف الأساسية لعلم الحاسوب 42

المعلومات والرسائل والإشارات والبيانات. خصائص المعلومات 42

عمليات وتقنيات المعلومات 45

مفهوم كمية المعلومات47

تكنولوجيا معالجة المعلومات 49

تكنولوجيا المعالجة معلومات نصية 49

تكنولوجيا المعالجة المعلومات الرسومية 51

تكنولوجيا المعالجة معلومات رقمية 53

تكنولوجيا تخزين المعلومات والبحث عنها وفرزها. قواعد البيانات 56

قواعد البيانات الجدولية 56

قواعد البيانات الهرمية57

قواعد البيانات العلائقية58

نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) 61

الخوارزمية والبرمجة 63

الخوارزمية وخصائصها63

لغات البرمجة 65

تاريخ موجز وتصنيف لغات البرمجة 66

العناصر الأساسية لغة خوارزمية 69

أنظمة البرمجة الآلية 72

النمذجة وإضفاء الطابع الرسمي 72

أنظمة التشغيل و هيكل الملفالقرص 77

مفهوم نظام التشغيل . أنواع أنظمة التشغيل 77

هيكل ملف القرص 80

منظمة حماية الحاسوبوحماية المعلومات 82

تاريخ تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

تتعلق الخطوات الأولى لأتمتة العمل العقلي على وجه التحديد بالنشاط الحسابي للشخص الذي بدأ بالفعل في المراحل المبكرة من حضارته في استخدام أدوات الحساب الآلية. التصنيف التالي مثير للاهتمام، حيث يمكن ربط المراحل الرئيسية لتطور VT بالمقياس الزمني التالي:

صناعة يدوية - منذ العصور القديمة قبل الميلاد.

ميكانيكية - من منتصف القرن السابع عشر الميلادي.

الكهروميكانيكية - منذ التسعينيات من القرن التاسع عشر

إلكتروني - منذ الأربعينيات من القرن العشرين

في الوقت نفسه، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الأدوات التي أثبتت جدواها من جميع المراحل الأربع لتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر لا تزال تستخدم من قبل البشر لأتمتة أنواع مختلفة من الحسابات.

المرحلة اليدوية لتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر

بدأت الفترة اليدوية لأتمتة الكمبيوتر في فجر الحضارة الإنسانية، وكانت تعتمد على استخدام أجزاء مختلفة من الجسم، وفي المقام الأول أصابع اليدين والقدمين.

كان العد بمساعدة تجميع الأشياء وإعادة ترتيبها هو سلف العد على المعداد - وهو جهاز العد الأكثر تطوراً في العصور القديمة والذي بقي حتى يومنا هذا في شكل أنواع مختلفة من الحسابات.

كان المعداد أول جهاز حسابي تم تطويره في تاريخ البشرية، وكان الاختلاف الرئيسي عنه عن طرق الحساب السابقة هو إجراء العمليات الحسابية بالأرقام.