كمبيوترجي طريقك الى احتراف عالم الكمبيوتر والتكنلوجيا
اجيال الحاسوب ففي عصرنا الحالي، لا يمكننا الاستغناء عن الحواسيب في حياتنا اليومية. تمتد تطبيقاتها إلى مجالات متعددة مثل الاتصالات، والطب، والتعليم، والعمل، والترفيه، وغيرها الكثير. ولكن قبل أن نصل إلى هذا الحد، تطورت صناعة الحواسيب بشكل كبير على مر العصور.
يعود تاريخ أجيال الحواسيب إلى العقود السابقة، حيث كانت تعتبر حواسيب الأجيال الأولى ضخمة الحجم ومكلفة جدًا. تستخدم تلك الحواسيب التقنيات القديمة مثل الأنابيب الفراغية والمفاتيح الكهروميكانيكية للتحكم. لم يكن لديها قدرة على التخزين الداخلي واعتمدت بشكل رئيسي على الشرائط المغناطيسية والأشرطة الورقية للتخزين، لذلك سنتعرف في هذا المقال على اجيال الحاسوب بالتفصيل.
المصطلحات الأساسية المتعلقة بأجهزة الكمبيوتر
يتم سرد المصطلحات الأساسية المتعلقة بأجيال أجهزة الكمبيوتر أدناه.
- الأنبوب الفراغي: للأنابيب المفرغة وظيفة التحكم في تدفق الإلكترونيات في الفراغ. بشكل عام، يتم استخدامه في المفاتيح، ومكبرات الصوت، وأجهزة الراديو، وأجهزة التلفزيون، إلخ.
- الترانزستور: يساعد الترانزستور في التحكم في تدفق الكهرباء في الأجهزة، ويعمل كمضخم أو مفتاح.
- الدائرة المتكاملة (IC): الدوائر المتكاملة عبارة عن رقائق سيليكون تحتوي على عناصر دائرتها مثل الترانزستورات والمقاومات وما إلى ذلك.
- المعالجات الدقيقة: المعالجات الدقيقة هي المكونات التي تحتوي على وحدة المعالجة المركزية ودوائرها والموجودة في الدائرة المتكاملة.
- وحدة المعالجة المركزية (CPU): تسمى وحدة المعالجة المركزية دماغ الكمبيوتر. تقوم وحدة المعالجة المركزية بعمل المعالجة والعمليات.
- الأسطوانة المغناطيسية: تشبه الأسطوانة المغناطيسية الأسطوانة التي تخزن البيانات والأسطوانة.
- النواة المغناطيسية: تستخدم النوى المغناطيسية لتخزين المعلومات. هذه صفائف من الحلقات الصغيرة.
- لغة الآلة: لغة الآلة هي اللغة التي يقبلها الكمبيوتر (في شكل أرقام ثنائية). وتسمى أيضًا لغة البرمجة منخفضة المستوى.
- الذاكرة: تُستخدم الذاكرة لتخزين البيانات والمعلومات والبرامج في الكمبيوتر.
- الذكاء الاصطناعي: يتعامل الذكاء الاصطناعي مع إنشاء آلات وسلوكيات ذكية.
اجيال الحاسوب
غالبًا ما يتم تقسيم هذه الفترة الطويلة بشكل ملائم إلى مراحل لاحقة تسمى أجيال الكمبيوتر.
- حواسيب الجيل الأول (1940-1956)
- حواسيب الجيل الثاني (1956-1963)
- كمبيوترات الجيل الثالث (1964-1971)
- حاسبات الجيل الرابع (1971 حتى الآن)
- حواسيب الجيل الخامس (الحاضر وما بعده)
| اجيال من الحاسبات | فترة زمنية | تطور الأجهزة |
|---|---|---|
| الجيل الاول | أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين | فراغ أنبوب مقرها |
| الجيل الثاني | من الخمسينيات إلى الستينيات | الترانزستور القائم |
| الجيل الثالث | الستينيات – السبعينيات | الدوائر المتكاملة القائمة |
| الجيل الرابع | 1970s – حتى الآن | يعتمد على المعالجات الدقيقة |
| الجيل الخامس | الحاضر – المستقبل | يعتمد على الذكاء الاصطناعي |
قبل إنشاء أجهزة الكمبيوتر ، استخدمنا الآلات الحاسبة وجداول البيانات وأنظمة الجبر الحاسوبية ، وبحث علماء الرياضيات والمخترعون عن حلول لتخفيف عبء الحساب.
فيما يلي 8 حاسبات ميكانيكية قبل اختراع أجهزة الكمبيوتر الحديثة.
- العداد (حوالي 2700 قبل الميلاد)
- حاسبة باسكال (1652)
- صعد Reckoner (1694)
- مقياس الحرارة (1820)
- كومبتيوميتر (1887) وكومبتوغراف (1889)
- محرك الفرق (1822)
- محرك تحليلي (1834)
- المليونير (1893)
أجهزة كمبيوتر الجيل الأول
كانت التقنية الكامنة وراء أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأساسي عبارة عن جهاز زجاجي هش، والذي كان يُطلق عليه اسم الأنبوب المفرغ. كانت أجهزة الكمبيوتر هذه ثقيلة جدًا وكبيرة جدًا. لم تكن هذه موثوقة للغاية وكانت البرمجة عليها مهمة شاقة لأنهم استخدموا لغة برمجة منخفضة المستوى ولم يستخدموا أي نظام تشغيل. تم استخدام أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول لأغراض الحساب والتخزين والتحكم. كانت ضخمة جدًا وكبيرة لدرجة أنها كانت بحاجة إلى غرفة كاملة وتستهلك الكثير من الكهرباء.
مذكورة أدناه أمثلة لبعض أجهزة الكمبيوتر الرئيسية من الجيل الأول.
- EDVAC: تم تصميم الكمبيوتر الأوتوماتيكي المتغير المنفصل الإلكتروني بواسطة فون نيومان. يمكنه تخزين البيانات أيضًا كتعليمات وبالتالي تم تحسين السرعة.
- UNIVAC: تم تطوير Universal Automatic Computer في عام 1952 بواسطة Eckert و Mauchly.
خصائص حواسيب الجيل الأول
| صفات | عناصر |
|---|---|
| المكون الإلكتروني الرئيسي | أنبوب مفرغ. |
| لغة برمجة | لغة الآلة. |
| الذاكرة الرئيسية | شرائط مغناطيسية واسطوانات مغناطيسية. |
| أجهزة الإدخال / الإخراج | شريط ورقي وبطاقات مثقوبة. |
| السرعة والحجم | بطيء جدًا وكبير جدًا (غالبًا ما يشغل غرفة كاملة). |
| أمثلة من الجيل الأول | IBM 650 ، IBM 701 ، ENIAC ، UNIVAC1 ، إلخ. |
حاسبات الجيل الثاني
وفي قائمتنا التالية في اجيال الحاسوب الجيل الثاني، حيث استخدمت أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثاني تقنية الترانزستورات بدلاً من الأنابيب المفرغة الضخمة. ميزة أخرى هي وحدة التخزين الأساسية. قد يكون الترانزستور جهازًا يتكون من مادة شبه موصلة تضخم إشارة أو تفتح أو تغلق دائرة.
تم اختراع الترانزستورات في مختبرات بيل. جعل استخدام الترانزستورات من الممكن الأداء بقوة وبسرعة مناسبة. خفضت الأبعاد والسعر والحمد لله أيضًا الدفء الذي تولد من الأنابيب المفرغة. كما دخلت وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة ولغة البرمجة ووحدات الإدخال والإخراج حيز التنفيذ خلال الجيل الثاني.
تم تحويل لغة البرمجة من مستوى عالٍ إلى لغة برمجة وجعلت البرمجة مهمة بسيطة نسبيًا للمبرمجين. كانت اللغات المستخدمة في البرمجة خلال هذه الحقبة هي FORTRAN (1956) و ALGOL (1958) و COBOL (1959).
خصائص حواسيب الجيل الثاني
| صفات | عناصر |
|---|---|
| المكون الإلكتروني الرئيسي | الترانزستور. |
| لغة برمجة | لغة الآلة ولغة التجميع. |
| ذاكرة | قلب مغناطيسي وشريط / قرص مغناطيسي. |
| أجهزة الإدخال / الإخراج | شريط مغناطيسي وبطاقات مثقبة. |
| القوة والحجم | أصغر حجمًا ، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة ، وولدت حرارة أقل (مقارنة بأجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول). |
| أمثلة من الجيل الثاني | PDP-8 ، سلسلة IBM1400 ، IBM 7090 و 7094 ، UNIVAC 1107 ، CDC 3600 ، إلخ. |
حاسبات الجيل الثالث
خلال الجيل الثالث، تصورت التكنولوجيا تحولًا من الترانزستورات الضخمة إلى الدوائر المتكاملة، والتي يشار إليها أيضًا باسم IC. هنا تم وضع مجموعة متنوعة من الترانزستورات على رقائق السيليكون، تسمى أشباه الموصلات. كانت أكثر ميزات كمبيوتر هذا العصر هي السرعة والموثوقية. تم تصنيع IC من السيليكون وتسمى أيضًا رقائق السيليكون.
يحتوي IC واحد على العديد من الترانزستورات والسجلات والمكثفات المبنية على شريحة رقيقة واحدة من السيليكون. تم تقليل حجم القيمة وزيادة مساحة الذاكرة وكفاءة التعامل خلال هذا الجيل. تم الآن القضاء على البرمجة بلغات المستوى الأعلى مثل BASIC (كود التعليمات الرمزية لجميع الأغراض للمبتدئين). تجد الحواسيب الصغيرة شكلها خلال هذه الحقبة.
خصائص حواسيب الجيل الثالث
| صفات | عناصر |
|---|---|
| المكون الإلكتروني الرئيسي | الدوائر المتكاملة (ICs). |
| لغة برمجة | لغة عالية المستوى. |
| ذاكرة | قلب مغناطيسي كبير ، شريط مغناطيسي / قرص. |
| أجهزة الإدخال / الإخراج | شريط مغناطيسي ، شاشة ، لوحة مفاتيح ، طابعة ، إلخ. |
| أمثلة من الجيل الثالث | IBM 360 و IBM 370 و PDP-11 و NCR 395 و B6500 و UNIVAC 1108 وما إلى ذلك. |
حاسبات الجيل الرابع
في عام 1971، تم استخدام المعالجات الدقيقة الأولى ، وهي الدوائر واسعة النطاق للتكامل LSI المبنية على شريحة واحدة تسمى المعالجات الدقيقة. تتمثل ميزة هذه التقنية في أن معالجًا دقيقًا واحدًا يمكن أن يحتوي على جميع الدوائر المطلوبة لأداء وظائف الحساب والمنطق والتحكم على شريحة واحدة.
كانت الحواسيب التي تستخدم الرقائق تسمى الحواسيب الصغيرة. قدم هذا الجيل أجهزة كمبيوتر ذات حجم أصغر ، وبسعات أكبر ثم حلت الدوائر المتكاملة كبيرة الحجم (VLSI) محل دوائر LSI. وضعت شريحة Intel 4004 ، التي تم تطويرها في عام 1971، جميع مكونات الكمبيوتر من وحدة المعالجة المركزية والذاكرة إلى عناصر التحكم في الإدخال / الإخراج على شريحة واحدة وسمحت للأبعاد بالتقلص بشكل كبير.
جعلت تقنيات مثل المعالجة المتعددة، وتعدد البرمجة، ومشاركة الوقت، وسرعة التشغيل، والذاكرة الافتراضية من الجهاز أكثر سهولة في الاستخدام ومألوفًا. ظهر مفهوم أجهزة الكمبيوتر الخاصة وشبكات الكمبيوتر في الجيل الرابع.
خصائص حواسيب الجيل الرابع
| صفات | عناصر |
|---|---|
| المكون الإلكتروني الرئيسي | تكامل واسع النطاق (VLSI) والمعالج الدقيق (يحتوي VLSI على آلاف الترانزستورات على رقاقة واحدة). |
| ذاكرة | ذاكرة أشباه الموصلات (مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، ذاكرة القراءة فقط ، إلخ). |
| أجهزة الإدخال / الإخراج | أجهزة التأشير ، المسح الضوئي ، لوحة المفاتيح ، الشاشة ، الطابعة ، إلخ. |
| أمثلة من الجيل الرابع | كمبيوتر IBM الشخصي ، و STAR 1000 ، و APPLE II ، و Apple Macintosh ، و Alter 8800 ، وما إلى ذلك. |
حاسبات الجيل الخامس
وأخيرا الجيل الخامس من اجيال الحاسوب، فالتكنولوجيا وراء الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر هي الذكاء الاصطناعي. يسمح لأجهزة الكمبيوتر بالتصرف مثل البشر. غالبًا ما يتم رؤيته في برامج مثل التعرف على الصوت ومجال الطب والترفيه. في مجال اللعب، يظهر أيضًا أداءً رائعًا حيث تكون أجهزة الكمبيوتر قادرة على التغلب على المنافسين من البشر.
السرعة هي الأعلى والحجم هو الأصغر وزادت مساحة الاستخدام بشكل ملحوظ داخل أجهزة الكمبيوتر من الجيل الخامس. على الرغم من أنه لم يتم تحقيق الذكاء الاصطناعي بنسبة مائة بالمائة حتى الآن ولكن مع مراعاة التطورات الحالية ، غالبًا ما يقال أن هذا الحلم سيصبح حقيقة في القريب العاجل.
لتلخيص ميزات الأجيال المتنوعة من أجهزة الكمبيوتر، غالبًا ما يقال إنه قد لوحظ تحسن كبير حتى الآن بسبب سرعة ودقة رعاية الأداء، ولكن إذا ذكرنا الأبعاد، فقد كان صغيرًا على مر السنين. بالإضافة إلى ذلك، تتضاءل القيمة وتزداد الموثوقية.
خصائص حاسبات الجيل الخامس
| صفات | عناصر |
|---|---|
| المكون الإلكتروني الرئيسي | استنادًا إلى الذكاء الاصطناعي ، يستخدم تقنية Ultra Large-Scale Integration (ULSI) وطريقة المعالجة المتوازية (يحتوي ULSI على ملايين الترانزستورات على رقاقة واحدة ، وتستخدم طريقة المعالجة المتوازية اثنين أو أكثر من المعالجات الدقيقة لتشغيل المهام في وقت واحد). |
| لغة | فهم اللغة الطبيعية (لغة البشر). |
| مقاس | محمول وصغير الحجم. |
| جهاز الإدخال / الإخراج | لوحة التتبع (أو لوحة اللمس) ، وشاشة اللمس ، والقلم ، وإدخال الكلام (التعرف على الصوت / الكلام) ، والماسح الضوئي ، والطابعة ، ولوحة المفاتيح ، والشاشة ، والماوس ، إلخ. |
| مثال للجيل الخامس | أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وما إلى ذلك. |
في ختام مقالنا اجيال الحاسوب، يمكن القول أنه مع كل جيل جديد من الحواسيب، ظهرت تقنيات وابتكارات جديدة تحسنت من تجربتنا في استخدام الحواسيب وزادت إمكانياتنا في مجالات عديدة. فقد تحسنت قدرات المعالجة والتخزين والعرض، مما سهل علينا الوصول إلى المعلومات وتنفيذ المهام بفاعلية أكبر.
اقرأ أيضًا:
