تاريخ علم الحاسوب: الفرق بين النسختين

[مراجعة غير مفحوصة][مراجعة غير مفحوصة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
ZkBot (نقاش | مساهمات)
ط تغيير القوالب: ثبت المراجع
ZkBot (نقاش | مساهمات)
ط بوت: استبدال قالب: Citation needed; تغييرات تجميلية
سطر 2:
بدأ '''تاريخ علم الحاسوب''' قبل وقت طويل من ظهور فرع المعرفة الحديث [[علوم الحاسوب]] الذي ظهر في القرن العشرين ولاح أفقه في القرون السابقة. إن التقدم من الاختراعات الآلية والنظريات الرياضية إلي المفاهيم والآلات الحديثة شكّل مجال أكاديمي رئيسي ليكون الأساس لصناعة هائلة منتشرة علي مستوي العالم.<ref>[http://www.cs.uwaterloo.ca/~shallit/Courses/134/history.html History of Computer Science]</ref>
 
== التاريخ القديم ==
=== الحساب القديم ===
{{مقال تفصيلي|تاريخ الحوسبة|Timeline of computing 2400 BC–1949}}
 
سطر 9:
كان العداد أول الأدوات المعروفة للاستخدام في الحساب ومن المعتقد أنه تم اختراعه في [[بابل]] حوالي عام 2400 ق.م, وكان علي هيئة خطوط مرسومة علي الرمال مع وضع حصي. كان ذلك أول حاسوب وأكثر نظم الحساب المتقدمة المعروفة حتي الآن الذي سبق الطرق اليونانية بحوالي 2000 عام. لا زالت تستخدم العدادات ذات التصميم الحديث كأدوات حساب حتي الآن.
يُعتقد ان آلية أنتيكيثيرا أول حاسب تناظري آلي معروف.<ref>[http://www.antikythera-mechanism.gr/project/general/the-project.html ''The Antikythera Mechanism Research Project''], The Antikythera Mechanism Research Project. Retrieved 2007-07-01</ref> وقد تم تصميمه لحساب المواقع الفلكية. تم اكتشافه في عام 1901 في حطام السفينة أنتيكيثيرا علي شواطئ جزيرة [[اليونان]] بين كيثيرا وكريت ويرجع عمرها إلي حوالي 100 ق.م. لم تظهر المصنوعات التكنولوجية ذات هذا النوع من التعقيد حتي القرن الرابع عشر عندما ظهرت [[ساعة فلكية]] في [[أوروبا]].<ref name=insearchoflosttime>In search of lost time, Jo Marchant, ''Nature'' '''444''', #7119 (November 30, 2006), pp. 534–538, {{doi|10.1038/444534a}}.</ref>
 
في القرن الثالث بعد الميلاد ظهرت عربة ثنائية العجلات تعمل كبوصلة في [[تاريخ الصين]] وقد كانت أول آلية [[ترس]] تستخدم الترس التفاضلي الذي تم استخدامه بعد ذلك في الحاسبات التناظرية. كما اخترعت [[الصين (منطقة)]] عداد أكثر تعقيدا في حوالي القرن الثاني الميلادي والذي يُعرف باسم العديد الصيني.{{Citation neededحقيقة|date=September 2010}}
 
ظهرت أجهزة الحساب التناظري الآلية مرة أخرى بعد ألف عام في [[العصر الذهبي للإسلام]] وتتضمن أمثلة علي الأجهزة من هذه الفترة أداة الحساب الفلكي (إكواتوريوم) التي اخترعها [[إبراهيم بن يحيى الزرقالي]]<ref>{{Cite web|last=Hassan |first=Ahmad Y. |authorlink=Ahmad Y Hassan |url=http://www.history-science-technology.com/Articles/articles%2071.htm |title=Transfer Of Islamic Technology To The West, Part II: Transmission Of Islamic Engineering |accessdate=2008-01-22 |postscript=<!-- Bot inserted parameter. Either remove it; or change its value to "." for the cite to end in a ".", as necessary. -->}}</ref>, و[[أسطرلاب]] ذو الترس الميكانيكي الذي اخترعه [[أبو الريحان البيروني]]<ref name=usc>{{Cite web|url=http://www.usc.edu/dept/MSA/introduction/woi_knowledge.html|title=Islam, Knowledge, and Science|publisher=[[University of Southern California]]|accessdate=2008-01-22}}</ref> وجهاز رصد الأجرام السماوية الذي اخترعه[[جابر بن أفلح]]<ref>{{Cite journal|first=R. P.|last=Lorch|title=The Astronomical Instruments of Jabir ibn Aflah and the Torquetum|journal=[[Centaurus (journal)|Centaurus]]|volume=20|issue=1|year=1976|pages=11–34|doi=10.1111/j.1600-0498.1976.tb00214.x|postscript=<!-- Bot inserted parameter. Either remove it; or change its value to "." for the cite to end in a ".", as necessary. -->}}</ref>. بني المهندسون المسلمون عدد من [[آلة ذاتية التشغيل]] بما في ذلك بعض الآلات الموسيقية التي يمكن برمجتها لتشغيل أنماط موسيقية مختلفة. تم تطوير هذه الأجهزة علي يد أخوة [[بني موسي]]<ref name=Koetsier>Teun Koetsier (2001). "On the prehistory of programmable machines: musical automata, looms, calculators", ''Mechanism and Machine theory'' '''36''', p. 590-591.</ref> و[[الجزري]]<ref>[http://www.shef.ac.uk/marcoms/eview/articles58/robot.html A 13th Century Programmable Robot], [[University of Sheffield]]</ref>. كما حقق علماء الرياضيات المسلمين تقدم هام في [[علم التعمية]] مثل تطوير [[تحليل الشفرات]] وتحليل التكرار بواسطة [[يعقوب بن إسحق الكندي]].<ref>Simon Singh, ''The Code Book'', pp. 14-20</ref>
 
عندما اكتشف [[جون نابير]] [[الخوارزميات]] لأغراض الحوسبة في مطلع القرن السابع عشر، تبع ذلك فترة من التقدم الكبير صنعه المخترعون والعلماء في أدوات الحساب. في عام ض632 قام [[فيلهلم شيكارد]] بتصميم آلة حسابية لكنه تخلي عن هذا المشروع عندما تدمر النموذج الأولي الذي بدأ بناؤه في حريق عام 1624. في عام 1640 تقريباً, قام [[بليز باسكال]] وهو عالم رياضيات فرنسي رائد ببناء أول جهاز جمع ميكانيكي<ref>[http://www.knobblycrab.co.uk/computer-history.html Short history of the computer]</ref> علي أساس تصميم وصفه [[هيرو السكندري]]<ref>[http://lecture.eingang.org/pascaline.html History of Computing Science: The First Mechanical Calculator]</ref> عالم رياضيات في [[حضارة الإغريق]]. ثم في عام 1672 اخترع [[غوتفريد لايبنتز]] جدول الحسابات المتدرج الذي اكمله في عام 1694.<ref name="Meyer1925">{{Cite book
|last=Kidwell
|first=Peggy Aldritch
سطر 33:
لم تكن أي من أجهزة الحاسوب القديمة [[حاسوب]] بالمعني الحديث فقد استغرق الأمر حدوث تقدم حقيقي في علم الرياضيات والنظرية قبل إمكانية تصميم الحاسبات الحديثة.
 
=== الخوارزميات ===
في القرن السابع قام براهماغوبتا عالم الرياضيات الهندي بوضع أول شرح لـ [[نظام العد الهندي العربي]] واستخدام [[0 (عدد)]] باعتباره رمز رياضي و[[رقم]]
في العام [[ملحق:825]] تقريبا قام عالم الرياضيات الفارسي [[محمد بن موسى الخوارزمي]] بتأليف كتاب "عن الحساب باستخدام الأرقام الهندية" وقد كان مسؤلا في الساس عن انتشار [[نظام العد الهندي العربي]] في [[الشرق الأوسط]] وفي [[أوروبا]]. في القرن الثاني عشر تقريباً تمت ترجمة هذا الكتاب إلي [[لغة لاتينية]]: Algoritmi de numero Indorum. قدمت هذه الكتب مفاهيم أحدث لتكوين سلسلة من الخطوات لتحقيق المهمة مثل التطبيق المنظم للحساب علي الجبر والذي استمدينا من اسمه مصطلح [[خوارزمية]].
 
=== المنطق الثنائي ===
في حوالي القرن الثالث ق.م. اكتشف عالم الرياضيات الهندي بنجالا [[نظام عد ثنائي]]. وفي هذا النظام الذي يستخدم حتي الآن في الحاسبات الحديثة يمكن أن يمثل تتابع من الأعداد [[1 (عدد)]] والصفر أي رقم.
في [[ملحق:1703]] قام [[غوتفريد لايبنتز]] بوضع منطق بالمعني الرياضي الرسمي من خلال كتاباته عن النظام العددي الثنائي. في هذا النظام يمثل الواحد والصفر القيم الصحيحة والخاطئة أو حالات التشغيل والتوقف. لكن الأمر استغرق قرنا قبل أن ينشره [[جورج بول]] في كتابة الجبر البولياني عام [[ملحق:1854]] مع وضع نظام كامل يسمح بأن تتم النمذجة الرياضية للعمليات الحسابية.
سطر 43:
في هذا الوقت تم اختراع أول جهاز ميكانيكي يعمل بالنمط الثنائي. ساعدت [[ثورة صناعية]] علي تقدم ميكنة العديد من المهام وهذا يتضمن [[نسج]]. كما أن البطاقات المثقبة في منسج جاكارد الذي اخترعه جوزيف ماري في [[ملحق:1801]] حيث يشير الثقب في البطاقة إلي الواحد ثنائي أما المكان الغير مثقوب فيشير إلي الصفر الثنائي. كان منسج جاكارد أبعد ما يكون عن الحاسب الالي ولكنه أوضح أن الالات يمكن إدارتها بالأنظمة الثنائية.
 
=== ولادة علم الحاسوب ===
قبل العشرينات كان بدلا من الحاسبات الآلية موظفين بشريين يؤدون الحسابات. وكانوا في صدارة الوظائف بعد الطبيب مباشرة. كان يعمل عدة آلاف من المحاسبين فيمجال التجارة والحكومة والمؤسسات البحثية ومعظمهم كان من النساء اللواتي اشتهرن بالحصول علي درجات علمية في حساب التفاضل والتكامل. وقام بعضهم بعمل الحسابات الفلكية للتقويم.
بعد فترة العشرينات ظهرت آلات الحساب التعبيري التي تعتبر آلات تقوم بعمل الحاسوب البشري خاصة تلك التي تعمل وفق الطرق الفعالة لفرضية (شيرش وتورنج). تقول هذه الفرضية بأن الطرق الرياضية فعالة إذا أمكن تنظيمها في صورة تعليمات يمكن أن يتبعها الموظف البشري بالورقة والقلم لأطول وقت ممكن وبدون عبقرية أو براعة.
سطر 49:
 
الآلات الرقمية علي العكس من التناظرية كانت قادرة علي احتمال حالة من القيم العددية وتخزن كل عدد فردي. استخدمت الآلات الرقمية مرحلات أو محركات الفروق قبل اختراع أجهزة ذاكرة اسرع.
بدأ ينتشر مصطلح آلة حاسوبية وبعد أواخر الأربعينات أصبح المصطلح حاسوب فقط هو الشائع للتعبير عن آلة رقمية إلكترونية. كانت هذه الحواسيب قادرة علي أداء كافة العمليات الحسابية التي كان يقوم بها من قبل الموظفين البشريين.
بما أن القيم المخزنة في الآلات الرقمية لم تقتصر علي الخصائص الفيزيائية مثل الأجهزة التناظرية، فقد أصبح الحاسوب المنطقي القائم علي معدات رقمية قادر علي عمل أي شيء يمكن وصفه بأنه "ميكانيكي خالص". [[آلة تورنج]] النظرية التي اخترعها [[آلان تورنج]] هي جهاز فرضي تم وضعه نظريا لدراسة خصائص مثل هذه الأجهزة.
أنظر أيضاً: [[فلسفة الفيزياء]] وفلسفة الأحياء, و[[فلسفة الرياضيات]] و[[فلسفة اللغة]] و[[فلسفة العقل]]
 
== ظهور فرع للمعرفة ==
=== الأساس النظري ===
كونراد زوس : 22(يونيو 1910 برلين ـ 18 ديسمبر 1995 مدينة هنفيلد بالقرب من فولدا) كان مهندس ألماني ورائد في مجال الحاسبات. كان أعظم إنجازاته أول برنامج دوال في العالم للتحكم في حاسب آلي مصنوع من آلة تورينج وهو Z3 الذي بدأ العمل في مايو 1941. ولقد تلقي جائزة خاتم فينر فون سيمنز عام 1964 لاختراع Z3. قامت عائلته وتجارته بتمويل معظم عمله في البداية كما دعمته الحكومة الألمانية النازية.
كانت تعتبر آلة حاسوب زوس S2 أول حاسوب منضبط العمليات. في عام 1946 قام بتصميم أول لغة برمجة عالية المستوي تسمي Plankalkül وأسس زوس أول تجارة للحاسبات في الأول من أبريل 1941 وقامت هذه الشركة ببناء جهاز Z4 الذي أصبح أول حاسوب تجاري في العالم.
 
نظرا للحرب العالمية الثانية لم يلحظ أحد عمل زوس في المملكة المتحدة والولايات المتحدة علي الإطلاق. وكان أول تأثير مدون له علي شركة أمريكية كانت موافقة شركة آي بي إم علي براءة اختراعاته عام 1946, في أواخر الستينات اقترح زوس مفهوم الفراغ الحسابي (الفضاء الكوني القائم علي الحساب).
سطر 62:
هناك نسخ من أجهزة Z3 و Z4 في متحف دوتشيه في ميونخ. كما أقام المتحف التقني في برلين معرضاً مخصص لمنتجات زوس يعرض آلاته الأربعة ونسخة من جهاز Z1 وبعض الوثائق الأصلية بما في ذلك مواصفات لغة Plankalkül والعديد من رسومات زوس.
 
== قبل الحرب العالمية الثانية وجهاز Z1, العقل الميكانيكي ==
ولد زوس في برلين بألمانيا عام 1910 وانتقلت عائلته إلي برانسبرج غرب بروسيا في عام 1912 حيث عمل والده موظفاً بالبريد. والتحق زوس بمدرسة هوسانيم في برانسبرج. في عام 1923 انتقلت عائلته إلي هويرسفيردا حيث حصل علي شهادة الثانوية الألمانية في 1928.
التحق بالكلية التقنية في برلين ـ شارلتنبرج ودرس الهندسة والعمارة ولكنه وجدهما مملين. فأراد دراسة الهندسة المدنية وتخرج عام 1935. عمل لفترة لشركة فورد للسيارات واستخدم مهاراته الحرفية في تصميم الاعلانات وبدأ العمل كمهندس تصميم في مصنع هنسكل للطائرات في برلين ـ سكونفيلد. لزم ذلك أن يقوم بالعديد من العمليات الحسابية الروتينية يدويا مما وجده أمرا مملاً وأدي به إلي أن يحلم بأداء العمليات الحسابية باستخدام آلة.
سطر 71:
الأسس الرياضية لعلم الحاسوب الحديث بدأت في الإرساء علي يد [[كورت غودل]] من خلال [[مبرهنة عدم الاكتمال لغودل]] في عام [[(ملحق:1931)]]. أوضح في مبرهنته أن هناك حدود لما يمكن إثباته وإنكاره باستخدام النظام الرسمي. أدي ذلك إلي أن يكون عمل غودل وغيره تحديدا ووصفا لهذه النظم الرسمية بما فيها المفاهيم مثل دوال الاستدعاء الذاتي mu-recursive functions و[[حسابات اللامدا]].
 
كان عام 1936 هو الأهم لعلوم الحاسوب حيث قام آلان تورنج وألونزو شرش كل بمفرده ومع بعضهما البعض بتقديم تشكيل [[خوارزمية]] مع فرض حدود علي ما يمكن حسابه مع نموذج ميكانيكي خالص للحوسبة.
تم تناول هذه المواضيع من خلال ما يسمس الآن فرضية تورنج ـ شرش وهي فرضية حول طبيعة الأجهزة الحسابية مثل الحاسبات الإلكترونية. تدعي الفرضية بأن أي حساب يمكن أداؤه باستخدام خوارزمية تعمل علي الحاسوب بشرط توافر الوقت ومساحة التخزين الكافية.
كما ضم تورنج في فرضيته وصف لـ [[آلة تورنج]] وهي آلة ذات شريط طويل ورأس للقراءة والكتابة يمكنها التحرك علي طول الشريط مع تغير القيم طوال الوقت. بالطبع لا يمكن بناء مثل هذه الآلة لكن بالرغم من ذلك استطاع النموذج محاكاة حوسبة أي خوارزمية يمكن أداؤها بالحاسب الحديث.
سطر 77:
كان أعمال تورنج هامة للغاية لعلوم الحاسوب حتي أن هناك جائزة باسمه (جائزة تورنج) و(اختبار تورنج). وقد ساهم كثيرا في نجاح فك الشفرات البريطانية في [[الحرب العالمية الثانية]] واستمر في تصميم الحاسبات والبرمجيات طوال [[ملحق:عقد 1940]] لكنه انتحر عام [[ملحق:1954]].
في ندوة عن الألات الرقمية واسعة النطاق أقيمت في كامبردج قال تورنج : "لقد حاولنا بناء آبة تقوم بعمل كافة أنواع الأمور عن طريق برمجتها ببساطة بدلا من إضافة المزيد من الأجهزة إليها".
في 1948 تم بناء أول حاسب آلي عملي يمكنه تشغيل برامج مخزنة بناءا علي نموذج آلة تورنج وسمى "طفل مانشستر" Manchester Baby
في عام 1950 استطاع معمل الفيزياء القومي في بريطانيا إكمال جهاز Pilot ACE وهو جهاز حاسوب صغير قابل للبرمجة قائم علي أساس فلسفة تورنج.
 
=== شانون ونظرية المعلومات ===
حتي الثلاثينات وخلالها تمكن المهندسين الكهربيين من بناء دوائر إلكترونية كهربية لحل المسائل الرياضية والمنطقية ولكن بطريقة مخصوصة تفتقر الأساس النظري. تغير ذلك علي يد كلود إلوود شانون ونشر لرسالة الماجستير الخاصة به عام 1937 بعنوان تحليل رمزي لدوائر المرحلات والمفاتيح. أثناء دراسته الجامعية إطلع شانون علي أعمال [[جورج بول]] وأدرك إمكانية استخدامه لترتيب المرحلات الكهربية الميكانيكية (التي تم استخدامها بعد ذلك في مفاتيح دوائر الهواتف) لحل المسائل المنطقية. كان هذا هو المفهوم الأساسي الذي قامت عليه الحاسبات الرقمية الإلكترونية. وأصبحت رسالته للماجستير أساس تصميم الدوائر الرقمية العملية عندما انتشرت بين مهندسي الكهرباء خلال وبعد الحرب العالمية الثانية.
استمر عمل شانون حتي اكتشف [[نظرية المعلومات]] عام 1948 في بحثه بعنوان "النظرية الرياضية للاتصال" التي طبقت [[نظرية الاحتمالات]] علي مسألة أفضل طرق تشفير المعلومات التي يرغب المرسل في نقلها. كان هذا العمل أحد الأسس النظرية للعديد من مجالات الدراسة بما في ذلك [[ضغط بيانات]] و[[علم التعمية]]
 
=== فينر والسبرانية ===
من خلال التجارب في مجال أنظمة الدفاع ضد الطائرات التي تفسر صور الرادار للكشف عن طائرات العدو استطاع [[نوربرت فينر]] بلورة مصطلح [[سبرانية]] من الكلمة اللاتينية steersman أو مرشد دفة السفينة, فقام بنشر كتاب "علم التحكم الآلي عام 1948 الذي أثر علي [[ذكاء اصطناعي]]. كما قارن فينر بين [[الحوسبة (عام)]] وآلية الحوسبة وأجهزة الذاكرة وغيرها من المفاهيم المعرفية المتشابهة وبين تحليله لموجات الدماغ.
كان أول فيروس حاسوبي هو عثة حقيقية انحشرت بين المرحلات علي هارفارد مارك 2. بينما اختراع كلمة فيروس يرجع إلي جريس هوبر أدميرال في البحرية الأمريكية التي أدخلت فيروس بالفعل في 9 سبتمبر 1945 فتضاربت كافة الحسابات في هذا التفصيل علي الأقل. وفقا لهذه الحسابات فإن التاريخ الفعلي 9 سبتمبر 1949 عندما رفع المُشغل تقريرا بهذه الحادثة مع الحشرة وتعليقه القائل (أول حالة فعلية لوجود فيروس) (أنظر [[خطأ برمجي]] لمزيد من التفصيل)
 
== أنظر أيضا ==
* [[History of computing]]
* [[History of computing hardware]]
سطر 96:
* [[List of computer term etymologies]], the origins of computer science words
 
== ملاحظات ==
{{مراجع}}
 
== لمزيد من القراءة ==
* [http://www.cs.uwaterloo.ca/~shallit/Courses/134/history.html A Very Brief History of Computer Science]
* [http://www.computerhistory.org/ Computer History Museum]
* [http://www.eingang.org/Lecture/ Computers: From the Past to the Present]
سطر 107:
* Gordana Dodig-Crnkovic. "[http://www.mrtc.mdh.se/publications/0337.pdf History of Computer Science]". [[Mälardalen University]].
 
== وصلات خارجية ==
* [http://www.cbi.umn.edu/oh/display.phtml?id=5 Oral history interview with William F. Miller] at [[Charles Babbage Institute]], University of Minnesota, Minneapolis. Miller contrasts the emergence of computer science at Stanford with developments at Harvard and the University of Pennsylvania.
* [http://www.cbi.umn.edu/oh/display.phtml?id=274 Oral history interview with Alexandra Forsythe] at [[Charles Babbage Institute]], University of Minnesota, Minneapolis. Forsythe discusses the career of her husband, [[George Forsythe]], who established Stanford University's program in computer science.
* [http://www.cbi.umn.edu/oh/display.phtml?id=146 Oral history interview with Allen Newell] at [[Charles Babbage Institute]], University of Minnesota, Minneapolis. Newell discusses his entry into computer science, funding for computer science departments and research, the development of the Computer Science Department at Carnegie Mellon University, including the work of [[Alan Perlis|Alan J. Perlis]] and [[Raj Reddy]], and the growth of the computer science and artificial intelligence research communities. Compares computer science programs at Stanford, MIT, and Carnegie Mellon.
* [http://www.cbi.umn.edu/oh/display.phtml?id=271 Oral history interview with Louis Fein] at [[Charles Babbage Institute]], University of Minnesota, Minneapolis. Fein discusses establishing computer science as an academic discipline at [[Stanford Research Institute]] (SRI) as well as contacts with the University of California—Berkeley, the University of North Carolina, Purdue, [[International Federation for Information Processing]] and other institutions.
* [http://www.cbi.umn.edu/oh/display.phtml?id=132 Oral history interview with W. Richards Adrion] at [[Charles Babbage Institute]], University of Minnesota, Minneapolis. Adrion gives a brief history of theoretical computer science in the United States and NSF's role in funding that area during the 1970s and 1980s.
* [http://www.cbi.umn.edu/oh/display.phtml?id=153 Oral history interview with Bernard A. Galler] at [[Charles Babbage Institute]], University of Minnesota, Minneapolis. Galler describes the development of computer science at the University of Michigan from the 1950s through the 1980s and discusses his own work in computer science.
* {{sep entry|computing-history|The Modern History of Computing|B. Jack Copeland}}
 
{{DEFAULTSORT:History Of Computer Science}}