اختراع الكمبيوتر

الكمبيوتر أو الحاسب أو الحاسوب ترجمة حرفية للكلمة الإنجليزية COMPUTER ، وقد شاع استخدام الكلمة الإنجليزية التي اشتُقت من الفعل COMPUTE أي حَسَبَ... تطلق كلمة الحاسب أو الكمبيوتر على كافة الأحجام والأنواع من الحاسبات الآلية سواء أكان استعمالها للغرض الشخصي أو المنزلي أو أن يكون للاستخدام في مؤسسة أو شركة، أو أن يستخدم لأغراض بعينها في الصناعات الهندسية والطبية والفضائية وغيرها .ولقد تغلغل الكمبيوتر في مختلف نواحي الحياة ، حتى بات من نافلة القول أن الأمية لم تعد أمية القراءة والكتابة ، بل صار الجهل باستخدام الكمبيوتر هو الأمية الحقيقية في هذا العصر. وهذا المدخل لدراسة أساسيات علوم الحاسب الآلي يلقي الضوء والشرح على عدد من الموضوعات التي تغطي الخلفية التاريخية مع شرح العلاقة بين كيفية عمل الكمبيوتر ومحاكاته لكيفية تشغيل الجسم البشري ، شرح المكونات الشيئية للكمبيوتر من وحدات للإدخال ووحدات للإخراج ، ووحدة للمعالجة المركزية ، وكيفية تخزين المعلومات والبيانات وتمثيل الأرقام والحروف داخل ذاكرة الكمبيوتر .

تاريخ الحاسبات الشخصية
ظهر أول حاسب آلي في بداية الأربعينات من القرن العشرين ، وكان يتسم بضخامة الحجم والبطيء الشديد وكان يحتاج إلى مساحات واسعة وتجهيزات خاصة وكانت إجراءات التعامل معه معقدة تحتاج إلى متخصصين .
لكن على مدار الخمسين عاما التي تلت ظهور أول كمبيوتر حدثت تطورات وطفرات ، تمثل أولها في مرحلة الصمامات الزجاجية ، ثم مرحلة الترانزيستور الذي تم اختراعه بواسطة معامل شركة بل ؛ مما أدى إلى تخفيض حجم الكمبيوتر وسعره وتكاليف صيانته وتبريده . وكانت مرحلة المعالجات الدقيقة Processor و( أي وحدة المعالجة المركزية التي على قطعة واحدة ) التي أسستها شركة إنتل Intel خطوة محورية في تاريخ الكمبيوتر حيث دخلت بعد ذلك شركات كبيرة حلبة السباق ، مثل زيلوج Zilog وموتورولا Motorola وآبل Apple وأتاري Atari . وفي سنة 1981 أنتجت شركة آي بي إم I.B.M أول جهاز شخصي أطلقت عليه جهاز الكمبيوتر الشخصي من أي بي إم I.B.M Personal Computer ، وشاع استخدام هذه التسمية حتى أطلقت على كل جهاز كمبيوتر صغير .و في العام 1989 أعلنت أنتل عن ظهور معالجات 80486 ، والذي يحتوي على مليون ترنزستور قادر على تنفيذ 15 مليون عملية في الثانية .
ثم شهد عام 1993 ميلاد معالجات طراز بنتيوم " Pentium " ، أو 80586 بطرازات وسرعات مختلفة تقترب من 300 مليون ذبذبة في الثانية ، وقادرة على إجراء عمليات لـ 64 رقم ثنائي

الكمبيوتر يحاكي الإنسان ..كيف ؟
جون فون نيومان JOHN VON NEWMAN أول من قام بدراسة التركيب الوظيفي للإنسان عن طريق ملاحظة كيفية حله للمشكلات ، ووجد أن الإنسان لكي يحل مشكلة معينة فإنه يقوم بتوظيف حواسه في جمع عناصر المشكلة ومعلوماتها ، ثم يلي ذلك تخزين هذه المعلومات في الذاكرة ، ثم يقوم العقل بتحليل المشكلة ومن ثم إيجاد الحل المناسب من واقع خبرته التي تعلمها ، وينتهي الأمر باتخاذ قرار معين حيث تصدر الأوامر إلى العضلات المختلفة في عضو من أعضاء للتنفيذ وتقوم الأعصاب بدور الناقل في جميع مراحل هذه العملية.
و لما كانت ذاكرة الإنسان عاجزة عن استيعاب المعلومات والبيانات إلى ما لا نهاية فقد استعان الإنسان بوسائط مساعدة يقوم بتخزين المعلومات عليها ثم استدعائها في أي وقت ، وذلك عن طريق أيٍ من وحدات الإدخال الخاصة به ؛ لذلك فقد اختُرع الكتابُ المقروء والصوتُ المسجَّل والفيديو المرئي وغيرها من وسائل حفظ البيانات والمعلومات .
ولبيان كيفية تمثيل ما سبق شرحه نضرب مثالا بعملية بسيطة : كأن يقوم إنسان بتوجيه سؤال إلى إنسان آخر ولتكن عملية ضرب رقم في رقم ، فيقوم الأول بتوجيه السؤال صوتيا ، وتقوم وحدة الإدخال في الثاني وهي الأذن باستقبال السؤال الذي تنقله الأعصاب إلى وحدة المعالجة المركزية وهي العقل الذي يستدعي ما يخزنه في الذاكرة عن كيفية إجراء العمليات الحسابية قسم جدول الضرب ويتولى حساب النتيجة ويبث الناتج عبر الأعصاب إلى عضلات الفم واللسان الذي يترجمه إلى جواب صوتي يسمعه السائل .إن ما لاحظه جون فون نيومان هو ما تم تطبيقه عمليا عند تصميم جهاز الكمبيوتر؛ فوحدات إدخال تؤدي للكمبيوتر ما تؤديه الحواس الخمس، فنجد أن هناك عدة أنواع من أجهزة أو وحدات الإدخال ، مثل لوحة المفاتيح KEYBOARD والفأرة (MOUSE) والماسح الضوئي (SCANNER) ، وقلم القراءة الضوئي ، وهكذا .
سيحتاج الكمبيوتر إلى ذاكرة أساسية داخلية MAIN MEMORY ولا يمكن للجهاز أن يعمل بدونها وهي دائمة الاتصال بوحدة المعالجة المركزية ، والتقسيم المنطقي للذاكرة مكون من مجموعة من الحجرات تسع كل منها لثمانية بتّات BITS ، والبت هو أساس العمل في الكمبيوتر وكل ثمانية بتات BITS تمثل BYTE بايت واحد الذي يمثل بدوره حرف هجائي أو رقمي واحد .و الذاكرة الأساسية المرتبط بوحدة المعالجة المركزية محدودة في قدرتها التخزينية ؛ لذلك تم استحداث عدد من وسائل التخزين المساعدة تماما مثل الوضع في حالة الإنسان ، فنجد مثل الوسائط الممغنطة مثل الأسطوانات اللينة (FLOPPY DISKS) ، والأسطوانات الصلبة (HARD DISKS) والشرائط الممغنطة MAGNETIC TAP ، وكذلك الأسطوانات الضوئية OPTICAL DISKS ثم الأسطوانات المليزرة على اختلاف أنواعها .
للأمانة منقول