تبلیغات
نمونه سوال - مخترع اولین كامپیوتر

نمونه سوال
 
مخترع اولین كامپیوتر
   مخترع اولین كامپیوتر ومعروف به پدر دوران رایانه:

در بسیاری از دایره المعارف‌ها و مراجع کامپیوتری نام Harvard Mark1 به عنوان اولین کامپیوتر دیجیتالی اتوماتیک معرفی شده است. این کامپیوتر را آقای Howard H.Aiken به همراه گروهش در سال های 1939 تا 1944 در آمریکا ساخت، اما بسیاری از کارشناسان به گواه تاریخ و انجام بررسی های دقیق می گویند که اولین کامپیوتری که قابل کنترل و برنامه نویسی با زبان های برنامه نویسی بود را کنراد زوسه (konrad Zuse) در سال 1941 به نام Z3 تکمیل و ارائه کرد. وی اولین کامپیوتر خود را به نام Z1 در سال 1938 ساخته بود که البته قابلیت برنامه نویسی را نداشت.

Zuse که بود؟

کنراد زوسه در 22 ژوئن سال 1910 (99سال پیش) در شهر برلین آلمان متولد شد. در طول دوران مدرسه، دانش آموز بسیار خلاق و باهوشی بود و سال 1928 از مدرسه فارغ التحصیل شد. او در دوران تحصیل 3 بار رشته تحصیلی اش را تغییر داد، چون نمی دانست که چه رشته ای برای او بهتر است و خودش می گفت بین مهندس شدن و هنرمند شدن دو دل مانده است.

آثار بسیار زیبای نقاشی که از او باقیمانده بیانگر استعداد خوب او در زمینه نقاشی است. کنراد در بعضی از مقاطع تحصیل و زندگی توانست با فروش تابلوها و آثار هنری خود ،هزینه ‌های جاری زندگی اش را تامین کند ولی در نهایت تصمیم گرفت تا در رشته مهندسی عمران و شهرسازی ادامه تحصیل دهد.

در دوران تحصیل محاسبات پیچیده و سنگین رشته عمران که مدت‌ها وقت مهندسین عمران را می گرفت ،او را به فکر واداشت تا راه حل بهتری برای رسیدن به پاسخ آنها پیدا کند، چون کنراد معتقد بود که این کار باید توسط یک ماشین انجام شود و نه نیروی انسانی، به همین دلیل در سال 1934 به طور جدی تصمیم گرفت یک ماشین پیشرفته برای انجام محاسبات پیچیده ریاضی بسازد که از ماشین حساب های آن زمان کارآمدتر باشد و با برنامه‌های کامپیوتری نیز به خوبی کار کند، به عبارتی بتوان آن را برنامه ریزی کرد.

او مبنای اعداد را در کامپیوتر خود به صورت باینری (صفر و یک) در نظر گرفت و سعی کرد تا یک حافظه (Memory) بسازد که قابلیت آدرس‌دهی و ذخیره کردن مقادیر مختلف دیتا (داده) را داشته باشد. همچنین برای ماشین خود یک بخش کنترل در نظر گرفت که قادر به کنترل کلیه عملیات ماشین باشد. بیشتر بخش های این ماشین به صورت مکانیکی بود و تنها بخش برقی آن یک موتور الکتریکی بود که فرکانس دستگاه را بر مبنای Hertz تولید می کرد. تعداد بسیار زیادی ورقه های کوچک آهنی که با اره مویی بریده شده بودند، قسمت اعظم این دستگاه را تشکیل می داد. این ماشین به وسیله یک نوار پانچ و یک نوار پانچ خوان خروجی سیستم(ورودی مثل کیبرد و خروجی مثل پرینتر) از هم مجزا بود و از این لحاظ بسیار شبیه به کامپیوترهای امروزی بود.

این ماشین یک حافظه مکانیکی 64 کلمه‌ای (Word) داشت که هر Word آن 22 بیت (Bit) بود که امتیاز انحصاری این حافظه در سال 1936 به نام کنراد زوسه به ثبت رسید.ماشین زوسه می توانست اعداد را به صورت عادی و ده-دهی دریافت کند و سپس آن را به صورت باینری -دو دویی- تبدیل کند.كنراد  نام این ماشین را در ابتدا V1 گذاشت، اما آن روزها V1  به عنوان نام یک موشک نظامی مطرح شده بود و کنراد تصمیم گرفت تا نام آن را به Z1 تغییر دهد.Z1 اولین کامپیوتر بر مبنای اعداد باینری در دنیاست.

 

Z2

اما کنراد از بازدهی ورقه‌های کوچک آهنی در Z1 چندان راضی نبود و تصمیم گرفت تا بخش های کنترل مرکزی و محاسبات را به دستگاه های رله (Relay) بسپارد، اما بخش حاقظه تغییر چندانی نکرد. متاسفانه تصاویر و نقشه‌های طراحی Z2 که در حقیقت مدل اصلاح شده Z1 بود ،در جنگ جهانی دوم از بین رفت. به هر حال زوسه مطمئن شد که بازدهی دستگاه‌های رله بسیار بهتر از ورقه‌های آهنی است و باید آن را جایگزین ورقه های آهنی کند. به همین خاطر تصمیم گرفت تا با کمک دوستان نزدیکش و همچنین کمک اندکی که دولت به او پرداخت کرده بود Z3 را بسازد.

Z3

در طول سال های 1939 تا 1941 او توانست Z3 را با استفاده از دستگاه‌های رله به طور کامل بازسازی کند. این ماشین، 5متر طول، 2متر ارتفاع و 80سانتی متر عرض داشت و الگوریتم‌هایی که در آن به کار رفته ، در بعضی موارد به عنوان یک شاهکار محسوب می شد. تعداد عملیات لازم برای انجام یک دستور بسیار کمتر از قبل شده بود و بنابراین سرعت ماشین در بسیاری موارد بسیار بهبود داده شده بود. کنراد  نشان داد که ماشینش می تواند محاسبات ریاضی را بدون مشکل انجام دهد و در سال 41 به دوستانش گفته بود که Z3 قادر به شطرنچ بازی کردن نیز هست. در همین ایام کامپیوترهایی موسوم به S1 و S2 توسط شرکت هواپیمایی Henchel ساخته شد که البته این کامپیوترها مخصوص محاسبات مربوط به معادلات بال‌های هواپیماها بود.

Z4

زوسه در سال 1940 دفتر کار کوچکی برای انجام کارهای خود در برلین تهیه کرد و یکسال بعد ساختن Z4 را به طور جدی آغاز کرد. او متوجه شده بود که Z4 باید حافظه بیشتری نسبت به کامپیوترهای قبلی داشته باشد. برای درست کردن یک حافظه 3200 بیتی او نیاز به یک متر مکعب فضا داشت و هر 32 بیت حافظه برای او حدود 5/2 دلار هزینه داشت.

کنراد دستبردار نبود و می خواست ماشینی با قدرت برنامه‌ریزی بسیار قوی‌تری بسازد. در طول سال های 46-1942 تحقیقات مفصلی بر روی مسائل ریاضی ای که مهندسین با آن ها سروکار داشتند را آغاز کرد و با جمع آوری مثال‌های زیادی توانست به الگوهای خاصی دست پیدا کند. کنراد می خواست ماشینی بسازد که علاوه بر توانایی انجام عملیات ریاضی و عددی، قادر به انجام مسائل منطقی نیز باشد و با این عقیده Z4 که یک مدل اصلاح شده از Z3 بود را ، ماشین منطقی (Logistic Machine) نام گذاشت. برای رسیدن به هدفش ، او زبان برنامه نویسی برای خود را با نام آلمانی Plankalkul معادل انگلیسی( Plan Calculator) نوشت. او مثال‌های زیادی را با استفاده از این زبان برنامه نویسی برای خود حل کرد و آن را در سال 1946 تکمیل کرد، اما متاسفانه به دلایلی که جلوتر می خوانیم تا سال 1972 نتوانست آن را منتشر کند.

ساخت Z4 حدود 4 سال زمان برد و از مدل های قبلی جمع و جورتر ساخته شده بود، او قصد داشت تا زبان Plankalkul را ارتقاء دهد، همچنین برای Z4، 4 عدد Punch Tape Reader و 2 عدد Punch Tape Writer طراحی کرده بود ، اما متاسفانه کمبود ابزارهای لازم در آن زمان، وقوع جنگ جهانی دوم و ناامنی زندگی در برلین به او اجازه اتمام کار را نداد.

در سال 1945 او حدود 20 کارمند داشت، اما متاسفانه دفتر کارش در جریان حمله‌های هوایی جنگ جهانی دوم از بین رفت و این مساله رؤیای او را که قصد داشت از روی Z4 چندین دستگاه برای شرکت های مختلف تهیه کند از بین برد. برلین در سال 1945 با حدود 600 بمب افکن به صورت شبانه روزی مورد حمله قرار می گرفت و شرایط زندگی در این شهر بسیار وحشتناک بود. در نهایت کنراد مجبور شد تا برلین را به همراه همسرش و Z4 که با یک کامیون نظامی حمل می شد ترک کند و به شهر Gotlingen که تقریباً 300 کبلومتر با برلین فاصله داشت ، نقل مکان کرد. آنها مجبور بودند که فقط شب ها سفر کنند، چون در طول روز خطر حمله هوایی بسیار بیشتر بود، به خصوص اینکه Z4 با یک کامیون نظامی حمل می‌شد و به همین خاطر حدود یک هفته در راه بودند.

پس از آن قرار شد تا Z4 را به یک زیرزمین که موشک های نظامی V2 در آن تولید می شد منتقل کنند، اما زوسه بعد از مراجعه به آن زیرزمین به قدری شوکه و وحشت زده شده بود که حاضر نشد Z4 را به آنجا منتقل کند. در آن زیرزمین حدود 20،000 زندانی به صورت کاملاً غیرانسانی و تحت سخت‌ترین شرایط به بیگاری گرفته شده بودند و زوسه شاهد یکی از فجیع ترین وقایع دوران جنگ بود. او توانست Z4 را پس از چند ماه جستجو به شهر باواریا در آلپ منتقل کند و در آنجا توانست با آقای Von Braun Wernher که مدیر طراحی پروژه موشک V2 بود ملاقات کند، اما این ملاقات هیچ کمکی به پیشبرد پروژه Z4 نکرد. کنراد معتقد بود که Wernher اصلاً دید درستی به آینده و تأثیر کامپیوترها در زندگی مردم ندارد، البته واقعیت این بود که کنراد بسیار جلوتر از زمان خود زندگی می کرد. او دوباره به شهر دیگری سفر کرد تا بدون درگیر شدن در پروژه V2 کار خود را ادامه دهد و مجبور شد تا در سال های 1945 و 1946 ماشین Z4 را در انبار یکی از هتل ها پنهان کرده و به خاطر شرایط سخت زندگی و جنگ تا چند سال از بازیابی و ترمیم Z4 کناره گیری کند.

بالاخره جنگ تمام شد و او با ناامیدی تمام سعی کرد ،کارش را ادامه دهد، اما مهم‌ترین مشکل وی در آن زمان ، این بود که چگونه نیازهای اولیه زندگی اش از قبیل خورد و خوراک را تهیه کند. او تصمیم گرفت با توجه به سابقه هنری‌اش، تابلوهایی را ساخته و بفروشد و با درست کردن تابلوهای چوبی بسیار زیبا و فروش آن به کشاورزان و سربازان آمریکایی توانست بخشی از هزینه‌های خود را تأمین کند. گفتنی است تابلوهای چوب وی که بسیار زیبا و هنرمندانه تهیه شده بود در آن زمان در نوع خود بی نظیر بود. در شهر محل اقامت کنراد هیچ مکان مناسبی برای ادامه کار وجود نداشت و کنراد و پسر و همسرش مجبور شدند تا به شهری به فاصله 30کیلومتری آنجا تغییر مکان دهند و بالاخره در سال 1948 توانست Z4 را در محلی كه قبلاً کارخانه آردسازی بود ، بازسازی کند.

کنراد می خواست بخش محاسبات را کمی تغییر داده و تا حدی آن را الکتریکی کند، اما متأسفانه او فقط مدت محدودی در طول روز می توانست از برق استفاده کند و آن میزان برق به سختی برای خود Z4 پاسخگو بود. کنراد دوران بسیار سختی را می گذراند اما تسلیم شرایط نشد و کار خود را ادامه داد. در همان سال(1948) شخصی به نام Eduard Stiefel از شرکت معتبر ETH برای انجام تحلیل‌های ریاضی و منطقی و آماری نیاز به ماشینی پیشرفته تر از ماشین حساب های معمولی داشت و شنیده بود که کامپیوترهای الکترونیکی در آمریکا در دست تهیه هستند به همین دلیل 2 تن از دستیارانش را برای انجام تحقیقات بیشتر به آمریکا فرستاد.

در سال 1949 او از پروژه Z4 خبردار شد و سعی کرد تا کنراد را پیدا کند. او توانست Z4 را بررسی کند و پس از شنیدن توضیحات کنراد راجع به Z4 تصمیم هوشمندانه و جسورانه‌ای گرفت. او سعی کرد مدیر خود را متقاعد کند تا Z4 را برای مدتی اجاره کند. مسأله اینجا بود که کامپیوترهای الکترونیکی بسیار سریع تر از Z4 عمل می کردند و Z4 از بعضی جهات از رده خارج شده بود اما نکته ای که Stiefel بر آن تأکید داشت قابلیت خوب و آسان برنامه نویسی برای Z4 بود.

در سال 1949 کنراد اولین شرکت رسمی خود به نام Zuse KG را با 5 کارمند در یک دهکده کوچک با 800 نفر جمعیت در 120کیلومتری شمال فرانکفورت بنا گذاشت. این شرکت، اولین شرکت کامپیوتری در آلمان محسوب می شود و اولین پروژه ای که در آن انجام شد، آماده کردن و افزودن قابلیت‌های Z4 برای انتقال آن به شرکت ETH بود، Z4 در11 جولای سال 1950 به شرکت ETH در شهر زوریخ سوئیس منتقل شد ، که این روز به عنوان یک روز تاریخی و هیجان انگیز در تاریخ این کشور ثبت شده است.

Z4 روز به روز بهتر می شد و توانسته بود ثابت کند که ماشین قابل اطمینانی است، همچنین پس از برنامه‌ریزی می‌توانست بدون نیاز به نیروی انسانی در طول شب نیز کار کند که این قابلیت در آن زمان بسیار قابل توجه بود. Z4 می توانست حدود 2000 دستورالعمل یا حدود  1000 دستور ریاضی را در یک ساعت انجام دهد. مسئول نگهداری از  Z4 می گوید، که نگهداری و رفع عیب از Z4 بسیار ساده و بدون مشکل انجام می شد، اما گاهی مشکلاتی مثل گرد و غبار باعث اختلالاتی در کار می شد.

فراگیری زبان برنامه نویسی Z4 هم بسیار آسان بود و می شد در طول 3 ساعت آن را به طور کامل آموخت. زمان انجام محاسبات اصلی در Z4 بدین صورت بود: عمل جمع5/0 ثانیه، تفریق 3 ثانیه، تقسیم و توان و ضرب 6 ثانیه.

 

در سال 1951stiefel تصمیم گرفت تا Z4 را در اختیار دانشجویان قرار دهد تا بتوانند برنامه نویسی با آن را یاد بگیرند. این اولین باری بود که در اروپا چنین امکانی در اختیار دانشجویان قرار می گرفت و همین موضوع باعث شد تا مردم متعصب آلمان بخواهند تا Z4 به کشور آلمان بازگردانده شود. گفتنی است که در اوایل دهه 50 حدود 3 کامپیوتر در آلمان در دست تهیه بود.

 




نوشته شده در تاریخ دوشنبه 25 بهمن 1389 توسط علی یزدان پرست
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
قالب وبلاگ