اولین کامپیوتر جهان را چه کسی و در چه زمانی اختراع کرد؟

اولین کامپیوتر جهان به راستی در چه برهه‌ای از تاریخ متولد شد؟ شاید به نظر می‌رسد پاسخ به این سوال ساده است، اما برای یافتن زمان و سازنده اولین کامپیوتر دنیا باید به صورت عمیق، سری به تاریخ فناوری بزنیم.

حتی اگر از متخصص‌ترین افراد حوزه آی تی نیز درباره زمان و فرد سازنده اولین کامپیوتر جهان سوال بپرسید، در صورت ظاهر نشدن علامت سوالی بزرگ در ذهن خود آن‌ها، با پاسخ‌های مختلفی رو به رو خواهید شد. برای پی بردن به پاسخ صحیح این سوال، این مطلب را دنبال کنید.

تعریفی صحیح از اولین کامپیوتر جهان

یافتن پاسخ درست این سوال، به نحوه تعریف شما از یک «کامپیوتر» بستگی خواهد داشت. حتی در فرهنگ‌های لغات نیز درباره تعریف این واژه اختلافاتی وجود دارد. به عنوان نمونه، دیکشنری انگلیسی آکسفورد انگلستان، کامپیوتر را «یک دستگاه الکترونیکی به منظور پردازش و ذخیره‌سازی داده در فرم باینری (صفر و یک) بر اساس دستورالعمل‌های داده شده به آن در قالب یک برنامه متغیر» تعریف می‌کند.

در دیکشنری مریام وبستر آمریکایی، از کامپیوتر به عنوان «یک دستگاه معمولا الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی با توانایی ذخیره‌سازی، بازیابی و پردازش داده» یاد می‌شود. تعریف دیکشنری مریام وبستر از این واژه سبب می‌شود در یافتن اولین کامپیوتر جهان دچار مشکل شویم! بر اساس تعریف این فرهنگ لغت آمریکایی، یک کامپیوتر لزوما دستگاهی الکترونیکی نیست!

تعداد زیادی از متخصصان نیز بر این باورند که کامپیوترها می‌توانند به دو زیر شاخه کامپیوتری و آنالوگ تقسیم‌بندی شوند. در کامپیوترهای آنالوگ، لزوما نیازی به ابزارآلات و قطعات الکترونیکی نخواهد بود. حال بسته به تعریفی که از واژه Computer داریم، کاندیدهای زیادی برای مقام اولین کامپیوتر جهان یافت می‌شوند.

مخترع اولین کامپیوتر جهان

یکی از متداول‌ترین جواب‌هایی که در پاسخ به سوال اولین مخترع کامپیوتر داده می‌شود، چارلز ببیج (Charles Babbage) است. وی به عنوان یک بحرالعلوم و فیلسوف که بیشتر در حوزه ریاضیات تخصصص داشت، بین سال‌های 1791 الی 1871 زندگی می‌کرد. با وجود تسلط چارلز ببیج روی زمینه‌های کاری و علمی مختلف، او را بیشتر به خاطر حرفه‌ای بودنش در دنیای ریاضیات و همچنین مهندسی مکانیک می‌شناسند.

از بین اختراعات متعدد وی، دو مورد از مهم‌ترین ماشین‌ها را باید موتور تفاضلی (Difference Engine) و موتور تجزیه و تحلیل (Analytical Engine) دانست. ماشین تفاضل در سال 1821 اختراع شد و به وسیله محاسبه مقادیر توابع چند جمله‌ای، به مسیریابی کمک زیادی می‌کرد. موتور تحلیل در سال 1837 به عنوان ماشینی پیچیده‌تر اختراع شد و اولین کامپیوتر تورینگ کامل به شمار می‌رفت. موتور تحلیل بسیاری از ویژگی‌های یک سیستم کامپیوتری مدرن و امروزی را داشت. به عنوان نمونه می‌توان به مجهز شدن به یک پشروی پردازنده (CPU امروزی) و یک حافظه اشاره کرد. سازنده نام این دو قطعه را به ترتیب Mill و Store قرار داده بود.

متاسفانه موتور تجزیه و تحلیل در حد یک ایده نصف کاره باقی ماند و چارلز به خاطر نبود سرمایه کافی نتوانست این پروژه را اجرایی کند. در سال 1991، موزه علوم لندن در نهایت با استفاده از تکنیک‌هایی که طی قرن هجدهم و نوزدهم وجود داشت، یک نسخه کامل شده و قابل استفاده از موتور تجزیه و تحلیل چارلز ببیج ساخت.

محاسبات در زمان‌های باستان و تاریخ دور

اگرچه چارلز ببیج را پدر و سازنده اولین کامپیوتر جهان می‌دانند، اما کشف دو دستگاه باستانی سبب شد نظریه‌ها درباره زمان نخستین کامپیوترهای آنالوگ تغییر پیدا کند. کشف ارابه اشاره‌کننده به جنوب (South-Pointing Chariot) در چین و کامپیوتر دو هزار ساله آنتیکیترا (Antikythera Mechanism) در یونان تاریخ دستگاه‌های کامپیوتری را به چالش کشید.

South-Pointing Chariot را باید ساز و کاری منطبق با زره پوش‌های مورد استفاده حدود 500 سال قبل از میلاد مسیح (2500 سال پیش) با نام Dongwu Che دانست. بر اساس ارزیابی‌ها، ساخت این وسیله به عنوان یکی از کاندیدهای مقام اولین کامپیوتر جهان به یک قرن قبل از میلاد مسیح برمی‌گردد. در این وسیله خبری از آهنربا نیست، اما جهت جنوب به طور دقیق نمایش داده می‌شود. مسیر روی مکان آغاز سفر تنظیم می‌شد و دستگاه به سیستمی دنده‌ای و متصل به چرخ‌ها به منظور تنظیم نوک آن متکی بود.

کاربرد اصلی ماشین آنتیکیترا با وجود تحقیقات زیاد هنوز به طور دقیق مشخص نبوده و درباره افراد استفاده‌کننده از آن سوالات زیادی وجود دارد،‌ اما طبق حدس اولیه دانشمندان، این یک جهان‌نما است و برای مشخص کردن موقعیت‌های نجومی کاربرد داشته است! این وسیله در سال 1901 بین اجساد کشتی‌های غرق شده جزایر کشور یونان یافت شد. طبق بررسی‌ها، ساخت این وسیله به عنوان یکی دیگر از کاندیدهای اولین کامپیوتر جهان به حدود 205 الی 60 سال قبل از میلاد (2200 سال پیش) برمی‌گردد. در این وسیله نزدیک به 30 چرخ‌دنده به همراه یک شماره‌گیر دایره‌ای و کوک دستی وجود دارد

بعد از سقوط تمدن یونان باستان، تکنولوژی مربوط به ماشین آنتیکیترا برای نزدیک به هزار سال مفقود شد. تا نزدیک به قرن چهاردهم میلادی و زمان ساخت اولین سری ساعت‌های مکانیکی نجومی جدید طول کشید تا بشر، مجددا به تکنولوژی مشابهی دست پیدا کند! در یکی از مطالب قدیمی، به طور مفصل درباره کامپیوتر آنتیکیترا بحث کرده و تصاویر آن را قرار داده‌ایم.

ساخت اولین کامپیوتر جهان با قابلیت برنامه‌ریزی (نویسی)

کنراد زوس (Konrad Zuse) به عنوان یک مهندس عمران آلمانی (زندگی بین سال‌های 1910 الی 1995 میلادی) که در دنیای کامپیوتر یک پیشرو شناخته می‌شود، اولین کامپیوتر جهان با قابلیت برنامه‌ریزی را بین سال‌های 1935 الی 1938 میلادی در شهر برلین ساخت. این ماشین زد 1 نام داشت. اولین کامپیوتر جهان با قابلیت برنامه نویسی قادر بود از یک فیلم 35 میلی‌متری سوراخ‌دار، دستورالعمل‌ها را بخواند. با این حال، سیستم کامپیوتری کنراد زوس به خاطر اشتباهات 30 هزار قطعه فلزی به کار رفته در آن، هرگز قادر نبود به شیوه‌ای کارآمد دستورالعمل‌ها را اجرا کند. متاسفانه طی یک حمله هوایی در جریان جنگ جهانی دوم، کامپیوتر زد 1 از بین رفت.

کنراد زوس از این حوادث ناامید نشد و بعد از ساخت اولین کامپیوتر جهان با قابلیت برنامه نویسی، در سال 1940 تصمیم گرفت دومین مورد را با نام زد 2 خلق کند. دو کامپیوتر زد 3 و زد 4 نیز به ترتیب در سال‌های 1941 و 1949 به دست وی ساخته شدند. ماشین زد 3 کنراد زوس را می‌توان اولین کامپیوتر دنیا با توانایی اجرای دستورالعمل‌ها به شیوه‌ای کارآمد دانست. این ماشین یک کامپیوتر تمام دیجیتال خودکار بود! به طور دقیق‌تر می‌توان ماشین زد 3 را یک ماشین حساب باینری با ممیز شناور 22 بیتی خطاب کرد. در این کامپیوتر حتی امکان تعریف حلقه نیز وجود داشت، اما قابلیت جهش در فهرست دستور‌العمل‌ها در نظر گرفته نشده بود. گفتنی است حافظه و واحدهای محاسباتی ماشین زد 3 آقای کنراد زوش بر اساس رله‌های تلفن ساخته شده بودند.

تامی فلاورز، مخترع اولین کامپیوتر الکترونیکی جهان

اگر تعریف دیکشنری آکسفورد از کامپیوتر را به تعریف مریام وبستر ترجیح داده و عقیده دارید یک کامپیوتر حتما باید الکترونیکی باشد، تامی فلاورز (Tommy Flowers) مخترع اولین کامپیوتر جهان است. تامی فلاورز (زندگی بین سال‌های 1905 الی 1998 میلادی)، یک مهندس تلفن انگلستانی بود. با تکیه بر تعریف دیکشنری آکسفورد از Computer و بر اساس اسناد متعدد موجود، وی پدر علم کامپیوتر مدرن محسوب می‌شود.

تامی فلاورز ماشین کلاسس (Colossus) را برای ارتش انگلستان اختراع کرد تا به وسیله آن، پیام‌های رمزنگاری شده‌ای که طی جنگ جهانی دوم بین فرماندهان کشور آلمان رد و بدل می‌شد را رمزگشایی کنند. ماشین کلاسس قادر بود با استفاده از دریچه‌های حرارتی، اعمال محاسباتی و شمارشی را انجام بدهد. در واقع باید آن را اولین کامپیوتر جهان از نوع الکترونیکی – دیجیتالی با قابلیت برنامه ریزی دانست.

مشکل این ماشین را باید برنامه ریزی شدن با استفاده از سوئیچ‌ها و کلیدها به جای استفاده از برنامه‌های ذخیره‌ شده دانست. به همین دلیل در صورت نیاز به تغییر برنامه کامپیوتر می‌بایست سیم‌های پردازنده اصلی را از یکدیگر جدا و مجددا آن‌ها را به شیوه‌ای متفاوت به هم متصل می‌کردیم.

کامپیوتر منچستر بیبی

اولین کامپیوتر الکترونیکی دنیا با قابلیت ذخیره‌سازی برنامه‌ها از قبل به منظور اجرا، به عنوان یک ماشین آزمایشی کوچک با نام منچستر بیبی (Manchester Baby)، برای اولین مرتبه درسال 1948 میلادی اجرا شد. این کامپیوتر به دست فردریک ویلیامز (Frederic Williams)، تام کیل‌برن (Tom Kilburn) و جف تتیل (Geoff Tootill) در دانشگاه ویکتوریا منچستر اخراع شده بود. به شکلی تعجبی، این ماشین هرگز برای کار به صورت عملی و کاربردی طراحی نشده بود. می‌توان منچستر بیبی را جزو نخستین تلاش‌ها در راستای توسعه اولین حافظه‌های تصادفی (RAM) دانست.

سه فرد مخترع منچستر بیبی، خیلی زود با تعریف مجدد پروژه، ماشین منچستر مارک 1 (Manchester Mark I) را در سال 1949 ساختند. تا رسیدن به سال 1951، ماشین مارک 1 به کامپیوتر الکترونیکی منچستر (Manchester Electronic Computer) توسعه پیدا کرد. این ماشین، نخستین کامپیوتر همه منظوره دنیا محسوب می‌شد و به صورت محصولی تجاری، در بازار برای خرید شرکت‌های مختلف عرضه شده بود.

رقبای مدرن: جان بلنکن‌بیکر، زیراکس و آی بی ام

کامپیوتر الکترونیکی منچستر در مقایسه با سیستم‌های کامپیوتری که امروز استفاده می‌کنیم، تفاوت بسیار زیادی داشت. تا انتهای دهه 1950، سرعت رشد سیستم‌های کامپیوتری به صورت نمایی افزایش پیدا کرد و طی بازه‌های زمانی کوتاه، ماشین‌هایی با تغییرات فراوان و بسیار پیشرفته‌تر نسبت به قبل معرفی شد. در ادامه به مهم‌ترین‌های آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

• سال 1953: معرفی ماشین 701 توسط شرکت آی بی ام به عنوان به عنوان اولین کامپیوتر علمی دنیا
• سال 1955: معرفی ماشین ورل‌ویند (Whirlwind) توسط دانشگاه ام آی تی به عنوان اولین کامپیوتر مجهز به حافظه رم یکپارچه‌سازی شده
• سال 1956: معرفی دموی اولین کامپیوتر ترانزیستوری دنیا توسط دانشگاه ام آی تی
• سال 1964: معرفی ماشین Programma 101 توسط پیتر جورجیو پراتو (Pier Giorgio Perotto) به عنوان اولین کامپیوتری دسکتاپ با فروش 44 هزار دستگاه در دنیا
• سال 1968: آغاز فروش ماشین HP 9100A توسط شرکت هیولت پکت (Hewlett Packard) به عنوان اولین سیستم کامپیوتری دسکتاپ توزیع شده به صورت گسترده در بازار

اولین کامپیوتر جهان تا اینجا خلق شده است! از این پس، روند پیشرفت این سیستم‌ها را بررسی می‌کنیم. در دهه 1970، جان بلنکن‌بیکر (John Blankenbaker) ماشین Kenbak-1 را خلق کرد. از نظر بسیاری از متخصصان، این اولین کامپیوتر شخصی (PC) دنیا محسوب می‌شود. فروش این کامپیوتر در سال 1971 آغاز شد، در حالی که تنها 50 دستگاه از آن موجود بود. هر یک از آن‌ها به قیمت 750 دلار به فروش رسیدند. با در نظر گرفتن تورم، قیمت کنونی Kenbak-1 نزدیک به 5 هزار دلار است! اما حتی Kenbak-1 را نیز نمی‌توان با ساده‌ترین سیستم‌های کامپیوتری امروزی مقایسه کرد. در این وسیله، از یک سری سوئیچ و چراغ به منظور وارد کردن داده استفاده می‌شد.

اولین کامپیوتر جهان که در مقایسه با سیستم‌های امروزی، بیشترین شباهت را دارد، زیراکس آلتو (Xerox Alto) محسوب می‌شود. این وسیله در سال 1974 اختراع شد و از یک نمایشگر، رابط کاربری گرافیکی و ماوس بهره می‌برد. اپلیکیشن‌ها در پنجره‌ها و آیکون‌ها باز شده و منوها، در سرتاسر سیستم عامل رویت می‌شدند. این کامپیوتر هرگز در بازار عرضه نشد، اما 500 دستگاه از آن، در اختیار دانشگاه‌های مختلف سراسر دنیا قرار گرفت.

یک دموی زیراکس آلتو در سال 1979 در اختیار استیو جابز قرار گرفت. بنیان‌گذار شرکت اپل چند سال بعد، اپل لیزا (Apple Lisa) و مکینتاش (Macintosh) را اختراع کرد.

نهایتا در سال 1981 میلادی، شرکت آی بی ام اولین کامپیوتر شخصی خود را عرضه کرد. این ماشین از معماری پیچیده‌ای بهره می‌برد و امکان اتصال لوازم جانبی مختلف و اجرای برنامه‌های گوناگون روی آن فراهم شده بود. طی سال اول عرضه آن، نزدیک به 753 پکیج نرم افزاری در اختیار کاربران قرار گرفت. این تعداد در مقایسه با اپلیکیشن‌های عرضه شده برای مکینتاش اپل طی اولین سال عرضه آن، چهار برابر بیشتر بود.