اجيال الحاسوب

اجيال الحاسوب و تاريخ الحواسيب
نبدة تاريخية حول الحاسب الآلي

computer generations

ان جهاز الكمبيوتر الذي بين ايدينا الآن –على اختلاف انواعه- ليس وليد البارحة اذ انه مر بعدة مراحل تاريخيةساهمت في تطويره الى هذا الشكل الحالي .. حيث ظهرت اول فكرة للحاسوب على يد الصينين منذ 2000 سنة قبل الميلاد تمثلت في جهاز الكريات الصغيرة (boulier chinois) الذي كانوا يستعملونه في حساباتهم اليومية .

وفي عام 1643 تمكن عالم الرياضيات الفرنسي blaise pascal من اختراع آلة ميكانيكية تقوم بالجمع والطرح فقط ، وبعدها ظهرت عدة محاولات من طرف علماء وتقنيين لإختراع اجهزة تقوم بالحسابات والتخزين واخراج المعلومات والبيانات .. الى ان ظهر أول كمبيوتر بعد الحرب العالمية الثانية بإمكانه اجراء عمليات حسابية رقمية ثم اخذ في التطور على مدى 5 مراحل اساسية تسمى "أجيال الحاسوب" او "تاريخ تطور الحاسوب" حيث انه في كل جيل كانت تحدث تغيرات واضافات اساسية في المكونات والاجهزة والتقنيات التي يعتمد عليها الحاسوب ... وفيما يلي سوف نستعرض وبشكل مختصر ان شاء الله هذه الاجيال في شكل لمحة تاريخية مع تبين اهم الاضافات والتطويرات التي شهدها الحاسوب في كل جيل من هذه الاجيال:

الجيل الأول (من عام 1951 إلى 1959):

شهد هذا الجيل ميلاد اشهر وأول حاسوب في العالم تقريباً وهو حاسوب  UNIVAC الذي تم تصميمه وانجازه من طرف الدّكتور بريسبير إكيرت والدّكتور جون موتشلي .. بالاضافة الى حواسيب الشركة العملاقة IBM ، حيث تميزت حواسيب هذا الجيل بمايلي:

ü     استخدمت في صناعة حواسيب هذا الجيل "الصمامات الإلكترونية الثنائية المفرغة" وهي عبار ة عن أنابيب زجاجية مفرغة من الهواء يمكن تمرير التيار الكهربائي من خلالها دون الحاجة إلى محول ميكانيكي .. لكن لهذه الصمامات الإلكترونية عيوب كبيرة منها :
- حجمها كبير جدا .
- تستهلك مقداراً كبيراً من الطاقة الكهربائية .
- سرعتها بطيئة جدا .
- سهلة الكسر .

بنية الصمامة المفرغة:

ü     كان حجم هذه الكمبيوترات كبير جدا ووزنها ثقيل .

ü     سرعتها في تنفيذ العمليات كانت بطيئة الى حد ما (20 ألف عملية في الثانية) .

ü     اعتمدت على لغة الآلة (التي تقوم على النظام الثنائي 0 و 1) في كتابة البرامج ، وبالتالي كانت البرامج معقدة جداً .

ü     استخدمت الاسطوانات المغناطيسية كوسيلة لإدخال البيانات الى الحاسوب ، وآلات طباعة بدائية لإستخراج النتائج .

الجيل الثاني (من 1959 الى 1965): 

خلال هذا الجيل ظهرت تكنولوجيا جديدة وهي الترنستور "Transistor"

فما هو الترانزستور ؟

الترنزستور هو وحدة صغيرة جدا تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها بمقدرا يختلف باختلاف التيار الداخل لها أي أنها تسمح بالتحكم بشدة تيار كهربائي حسب شدة تيار كهربائي آخر .

 وله مميزات منها :
- الترانزستور أصغر حجما من الصمامات المفرغة بحيث يمكن تركيب 200 ترانزستور في المساحة نفسها المخصصة لصمام واحد فارغ .
- يستهلك الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة .
- الترانزستور أسرع كثيرا من الصمامات المفرغة .
- ينبعث من الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة .

وعموماً تميزت حواسيب هذا الجيل ب:

ü     استبدال الصمامات المفرغة بالترانزستورات .

ü     كان حجم هذه الحواسيب اصغر من حواسيب الجيل الأول .

ü     اصبحت اكثر سرعة في تنفيذ العمليات (مئات آلاف عملية في الثانية الواحدة) .

ü     استخدام الاشرطة الممغنطة كذاكرة مساندة .. كما استخدمت الاقراص المغناطيسية الصلبة .

ü     استخدمت بعض اللغات الراقية مثل cobol , fortran

الجيل الثالث (من 1965 الى 1970): 

شهد هذا الجيل ميلاد تكنولوجيا "الدوائر المتكاملة" والمصنوعة من رقائق السيليكون حيث اعتمدت عليها حواسيب هذا الجيل التي تميزت ب:

ü      اعتماد الدوائر المتكاملة " IC " و استخدامها بدلا من الترانزستور فقط , وهي عبارة عن مواد شبه موصلة للتيار الكهربائي يتم إضافة شوائب إليها بطريقة معينة ودقيقة للغاية بحيث ينتج عن ذلك دارة كهربائية تحتوي على مكثفات و ترانزستورات و مقاومات و بقية عناصر الدوائر المتكاملة .

مميزات الدوائر المتكاملة IC :
- وزنها خفيف .
- قلة ثمنها .
- ذات مساحة وحجم صغيرين كما توضح الصورة التالية:

عيوب الدوائر المتكاملة :
- لايمكن فصل مكوناتها عن بعضها بعد تصنيعها .
- لا يمكن إصلاحها إذا تعطلت .

ü      اصبحت الحواسيب اصغر حجما بكثير وانخفضت تكلفة انتاج الكمبيوترات .

ü      تم انتاج سلسلة كمبيوترات ibm 360 .

ü      اصبحت سرعة الكمبيوترات تقاس بالنانو ثانية .

ü      تم انتاج الشاشات الملونة واجهزة القراءة الضوئية .

ü      تم انتاج اجهزة ادخال واخراج سريعة .

ü      ظهرت الكمبيوترات المتوسطة والتي تشترك بمجموعة طرفيات بجهاز كمبيوتر مركزي .

الجيل الرابع (من 1970 الى 1985):

خلال هذا الجيل حصلت ثورة كبيرة على معدات الكمبيوتر وعلى البرمجيات في نفس الوقت .. حيث تميزت حواسيب هذا الجيل بما يلي:

ü      استخدام الدوائر المتكاملة الكبيرة "LSI" .

ü      احجام صغيرة وتكلفة قليلة وزيادة كبيرة جدا في السرعة والدقة وسعة التخزين .

ü      ظهور تقنية الذاكرة العشوائية RAM والذاكرة الميتة ROM .

ü      اصبحت اجهزة الادخال والاخراج اكثر تطوراً واسهل استخداماً .

ü      ظهور "انظمة التشغيل" مما ادى الى ظهور الحواسيب الشخصية .

ü      ظهور اللغات ذات المستوى الراقي والراقي جداً .

ü      ظهرت الاقراص الصلبة المصغرة والأقراص المرنة والراسمات .

الجيل الخامس (ما بعد 1985):

• ü      تسهيل تعامل الانسان (المستخدم) مع هذه الحواسيب من خلال قدرتها على فهم مختلف المدخلات المحكية .. المكتوبة .. المرئية .. والمرسومة .
• ü      زيادة هائلة في السرعات وسعات التخزين .
• ü      ظهور الذكاء الاصطناعي ولغات برمجة متطورة جدا (مثل لغة C ولغة JAVA ولغة pythonوغيرها ) .
• ü      تطور الكمبيوترات العملاقة والتي اصبحت ذات قدرات كبيرة جدا وتمتاز بدرجات دقة عالية جدا (مثل حواسيب وكالة الفضاء الامريكية نازا ) .

خلاصة:

من خلال استعراضنا لهذه اللمحة التاريخية يتبين لنا أن الحواسيب تطورت بفضل تطور التقنيات المستخدمة في تصميمها وانواع التكنولوجيات التي تعتمد عليها .. كما يمكن أن ندرك –من خلال مراجعتنا لهذه اللمحة التاريخية- أن هناك عدة اصناف وانواع لأجهزة الحاسوب تختلف قدراتها وكفاءاتها حسب مجالات استخدامها وهذا ما سنتعرف عليه بالتفصيل إن شاء الله في الدروس اللاحقة ..