(1) العد بالاصابع والحجارة ( الانسان البدائي)
اعتمد الإنسان البدائي على العد على أصابع يديه وقدميه (وهو الأساس لنظام العد الأساسي 10).
كما استخدم العصي والحجارة كعلامات. وفي وقت لاحق، تم استخدام العصي المحززة والحبال المعقودة للعد.
وأخيرًا، ظهرت الرموز المكتوبة على الجلود والرق والورق.
(2) العداد - The abacus (العصور القديمة)
هو حاسبة يدوية تتكون من اطار خشبي على شكل مستطيل يصل بين ضلعيه أسلاك يختلف عددها حسب الحاجة إلى عدد المراتب المطلوبة من الناتج، وينظم في هذه الأسلاك خرزات سهلة الحركة ويختلف عددها باختلاف نظام العد المستعمل وهو على الأغلب حسب النظام العشري للعد ، استخدمها الانسان في الحضارات القديمة كالمصرية والسومرية والصينية واليونانية والرومانية.
(3) الآلات الحاسبة التناظرية: Analog Calculator (القرن السابع عشر)
قضبان نابير Napier’s Bones : نقش القياسات اللوغاريتمية على مجموعة من 10 قضبان خشبية وبالتالي إجراء عمليات الضرب والقسمة عن طريق مطابقة الأرقام الموجودة على القضبان.، اخترعه العالم جون نابير في القرن السابع عشر مستفيدا من افكار العالم محمد بن موسي الخوارزمي حول اللوغاريتمات.
المسطرة الحاسبة Slide Rule : هي آلة حاسبة تماثلية تتكون من مسطرتين، أو أكثر، مدرجتين، تنزلقان على نفس المستوى، وتسمح بالقيام بعمليات حسابية متعددة مثل الضرب والقسمة وحساب الجذور وحساب المثلثات واللوغريتمات ، اخترع المسطرة الحاسبة الرياضي الإنجليزي ويليام أوتريد، في القرن السابع عشر مستفيدا من افكار نابير
.jpg)
(4) الآلات الحاسبة الرقمية : Digital Calculator (من القرن السابع عشر الي التاسع عشر)
الساعة الحسابية Calculating Clock : جهاز يعمل علي جمع وطرح أرقام مكونة من ستة أرقام (مع جرس للأرقام الزائدة السبعة) عبر ستة تروس متشابكة، يدور كل منها عُشر دورة مع كل دورة كاملة للترس إلى يمينه. وهكذا، فإن 10 دورات لأي ترس ستؤدي إلى "حمل" رقم واحد على الترس التالي، وتغيير العرض المقابل. صنعها عالم الفلك والرياضيات الألماني فيلهلم شيكارد عام 1623 م.
آلة لايبنتز الحسابية Step Reckoner : جهاز حساب ميكانيكي صمم لإجراء عمليات حسابية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة استندت الي آلية تروس تسمي عجلة لايبنتز، صممها عالم الرياضيات الالماني لايبنتز عام 1671 م
جهاز Arithmometer : جهاز حسابي تجاري. كان بإمكانه إجراء عمليات الجمع والطرح والضرب والقسمة،بطريقة أكثر دقة من الاجهزة المستخدمة من قبل ، اخترعها الفرنسي توماس دي كومار عام 1820
.jpg)
(5) المناسج الميكانيكية (القرن الثامن عشر ، القرن التاسع عشر)
(6) الحاسوب الميكانيكي mechanical computer (القرن التاسع عشر)
منسج جاكارد Jacquard loom : منسج ميكانيكي اعتمد علي مبدأ البطاقات المثقبة، اخترعه جوزيف جاكار عام 1804م ، تطلّب الأمر من المخترع جوزيف جاكار أن يجمع بين فكرة بوشون للأسطوانة المثقوبة المتصلة The Bouchon Loom، وأفكار فالكون للبطاقات المثقوبة المتينة Falçon Loom لإنتاج منسج عملي وقابل للبرمجة، استُخدمت هذه الطريقة في إصدار تعليمات الآلة تلقائيًا بواسطة أجهزة الكمبيوتر فيما بعد.
محرك الفروقات Difference Engine : جهاز يمكنه عمل سلسلة كاملة من العمليات الحسابية على عدد من المتغيرات لحل مسألة معقدة، يعمل على أرقام منفصلة بدلًا من الكميات المنتظمة، وكانت الأرقام عشرية (0-9)، ممثلة بمواضع على عجلات مسننة، بدلًا من الأرقام الثنائية التي فضلها لايبنيز (ولكنه لم يستخدمها). عندما تدور إحدى العجلات المسننة من 9 إلى 0، تدفع العجلة التالية إلى التقدم خطوة واحدة، حاملةً الرقم تمامًا كما كانت تعمل حاسبة لايبنيز.كان محرك الفروقات مزودًا بمساحة تخزين - أي مكان يمكن فيه حفظ البيانات مؤقتًا لمعالجتها لاحقًا - وصُمم لطباعة مخرجاته على معدن لين ، صمم خططه تشارلز باباج حوالي عام 1822م
المحرك التحليلي Analytical Engine : حاسوب رقمي ميكانيكي يُدار يدويًا، استبق تقريبًا جميع جوانب الحواسيب الحالية ، اقترح تشارلز باباج بناء آلة أطلق عليها اسم "المحرك التحليلي". كان من المفترض أن تحتوي على مدخلات بطاقات مثقبة ( القارئ reader)، ووحدة ذاكرة (تُسمى المخزن store)، ووحدة حسابية (تُسمى الطاحونة mill)، وطباعة آلية (الطابعة printer)، وتحكم برمجي متسلسل، ودقة عشرية تصل إلى 20 خانة. في الواقع، كان قد وضع خطةً لحاسوب يسبق عصره بمئة عام.
الطاحونة هي وحدة الحساب، على غرار وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الحاسوب الحديث؛
والمخزن هو مكان حفظ البيانات قبل معالجتها، على غرار الذاكرة والتخزين في حواسيب اليوم؛
والقارئ والطابعة هما جهازا الإدخال والإخراج.
بين عامي ١٨٤٢ و١٨٤٣، ترجمت آدا لوفليس Ada Augusta مذكرات عالم الرياضيات الإيطالي لويجي مينابريا حول "المحرك التحليلي" لتشارلز باباج. وألحقت بترجمتها مجموعة من الملاحظات التي حددت بالتفصيل طريقة حساب أعداد برنولي باستخدام المحرك. ويُقرّ المؤرخون الآن بأن هذا أول برنامج حاسوب في العالم، ويُكرّموها كأول مبرمجة. سميت لغة برمجة Ada باسمها
.jpg)
(7) آلة جدولة التعداد السكاني Herman Hollerith’s census tabulator machine (القرن التاسع عشر)
باستخدام فكرة جاكارد لتخزين بيانات البطاقات المثقوبة، طور هوليريث نظام جدولة البطاقات المثقوبة، والذي سمح لجامعي التعداد السكاني بتسجيل جميع المعلومات اللازمة على البطاقات المثقوبة والتي تم وضعها بعد ذلك في آلة جدولة خاصة مع سلسلة من العدادات
وباستخدام آلة هوليريث، تم الانتهاء من جدولة التعداد السكاني الامريكي عام 1890 في 1/8 من الوقت. وتحققوا من العدد مرتين
في نفس الوقت استمرت التحسينات في الآلات الحاسبة: فبحلول ثمانينيات القرن التاسع عشر، أصبح بإمكانها إضافة النتائج الجزئية المتراكمة، وتخزين النتائج السابقة، وطباعتها. ثم في عام 1892 حصل الامريكي ويليام بوروز، الذي أسس شركة "American Arithmometer" بهدف تصنيع آلات الجمع Adding machine ، على براءة اختراع لإحدى أوائل الآلات الحاسبة العملية والناجحة تجاريًا
بعد التعداد السكاني، تحول هوليريث إلى استخدام آلاته للجدولة في أعماله، وفي عام 1896 أسس شركة آلات الجدولة التي اندمجت لاحقًا مع شركات أخرى لتُصبح شركة آلات الاعمال الدولية IBM
(8) الحاسبات التناظرية والرقمية الكهروميكانيكية Electromechanical analogue and digital computer (القرن 20)
مع صقل شركات آلات الأعمال لتقنية إنتاج الحاسوب في أوائل القرن العشرين، وُضعت الأسس النظرية في الأوساط الأكاديمية. خلال ثلاثينيات القرن العشرين، كان هناك مساران مهمان من الأبحاث المتعلقة بالحاسوب يُجرى في الولايات المتحدة في جامعتين في كامبريدج، ماساتشوستس. أنتجت إحداهما جهاز التحليل التفاضلي، بينما أنتجت الأخرى سلسلة من الأجهزة، انتهت بجهاز هارفارد مارك الرابع.
المحلل التفاضلي Differential Analyzer : آلة حاسبة تناظرية تُستخدم لحل فئات معينة من المعادلات التفاضلية، كانت المتغيرات تُمثَّل بحركة عمود الدوران، وكانت عمليات الجمع والضرب تُنفَّذ بإدخال القيم في مجموعة من التروس. أما التكامل فكان يُنفَّذ بواسطة عجلة حادة تدور بنصف قطر متغير على طاولة دائرية. ثم تُربط المُكاملات الميكانيكية الفردية مع بعضها البعض لحل مجموعة من المعادلات التفاضلية، طوره فانيفار بوش في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في عام 1930
حاسوب أتاناسوف-بيري Atanasoff Berry Computer (ABC) : استخدم هذا الحاسوب دائرة كهربائية مكونة من 45 صمامًا مفرغًا لإجراء الحسابات، ومكثفات للتخزين. وكان أيضًا أول حاسوب يستخدم النظام الثنائي، بُني في جامعة ولاية آيوا على يد البروفيسور جون أتاناسوف وطالب الدراسات العليا كليفورد بيري خلال الفترة من 1939 الي 1942
حاسوب زد 3 Z3 Computer : صممه الالماني كونراد زوسي عام ١٩٣٨، واكتمل بناؤه عام ١٩٤١. وكان أول حاسوب رقمي آلي بالكامل وقابل للبرمجة في العالم
حاسوب كولوسس Colossus : كان مجموعة من الحواسيب تم تطويرها من قبل مجموعة من محللي الشفرات البريطانيين في الفترة ما بين 1943 و1945 من القرن العشرين، للمساعدة في تحليل الرموز السرية لآلة التشفير الألمانية لورينز. استخدم كولوسس صمامات ثيرميونية (الأنابيب المفرغة) لأداء العمليات البوليانية الجبرية والعمليات الحسابية.
اجهزة هارفارد مارك Harvard Mark I to the Harvard Mark IV : بينما كان بوش يعمل على الحوسبة التناظرية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، كان هوارد أيكن، أستاذ جامعة هارفارد في الجهة المقابلة من المدينة، يعمل على الأجهزة الرقمية للحساب، بدأ أيكن يدرك في مجال الأجهزة شيئًا يشبه محرك باباج التحليلي، الذي قرأ عنه. ابتداءً من عام ١٩٣٧، وضع خططًا مفصلة لسلسلة من أربع آلات حاسبة متطورة، تعتمد على تقنيات مختلفة، من مارك ١ الميكانيكية إلى مارك ٤ الإلكترونية. mechanical Mark I to the electronic Mark IV.
آلة تورينغ The Turing machine : وضّح تورينج، بتفصيل كبير، المفاهيم الأساسية لآلة حوسبة عالمية، أي آلة قادرة، نظريًا على الأقل، على القيام بأي شيء يمكن لجهاز حوسبة خاص القيام به. وعلى وجه الخصوص، لن تقتصر على إجراء العمليات الحسابية. فالحالات الداخلية للآلة يمكن أن تمثل أرقامًا، ولكنها يمكن أن تمثل أيضًا قيمًا منطقية أو حروفًا. في الواقع، اعتقد تورينج أن كل شيء يمكن تمثيله رمزيًا، هذا النموذج يعطي تعريفا رياضيا دقيقا للمصطلح خوارزم Algorithm
مصادر:
