حاسوب

📅 آخر تحديث: ١٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 36 صور
الموسوعة الحرة

صورة بالأبيض والأسود لرجل يستبدل أنبوبًا مفرغًا واحدًا من بين مئات الأنابيب في جهاز كمبيوتر قديم
غرفة حاسوب مزودة بخزائن حاسوب متعددة ولوحة تشغيل
هاتف ذكي بشاشة تشبه قوس قزح يُحمل باليد
جهاز كمبيوتر مكتبي أسود اللون مزود بشاشة في الأعلى ولوحة مفاتيح في الأمام
صفوف من خزائن الكمبيوتر الكبيرة والداكنة في غرفة تشبه المستودع
أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الحوسبة من عصور مختلفة - من اليسار إلى اليمين، ومن الأعلى إلى الأسفل:

الحاسوب هو آلة قابلة للبرمجة لتنفيذ تسلسلات من العمليات الحسابية أو المنطقية تلقائيًا . تستطيع الحواسيب الإلكترونية الرقمية الحديثة تنفيذ مجموعات عامة من العمليات تُعرف بالبرامج ، مما يُمكّنها من أداء نطاق واسع من المهام. قد يُشير مصطلح " نظام الحاسوب" إلى حاسوب متكامل اسميًا يشمل المكونات المادية ، ونظام التشغيل ، والبرمجيات ، والأجهزة الطرفية اللازمة لتشغيله بالكامل، أو إلى مجموعة من الحواسيب المتصلة ببعضها وتعمل معًا، مثل شبكة حاسوب أو مجموعة حواسيب .

بعد أن كانت الحواسيب قليلة العدد في ثلاثينيات القرن العشرين، أصبحت اليوم منتشرة في كل مكان، وتُستخدم في مجموعة واسعة من المنتجات الصناعية والاستهلاكية التي تعتمد عليها كأنظمة تحكم . تتفاوت أسعار الحواسيب وأحجامها وتعقيداتها، بدءًا من الأجهزة البسيطة ذات الاستخدام الواحد، مثل سلاسل المفاتيح وأفران الميكروويف وأجهزة التحكم عن بُعد ، وصولًا إلى الحواسيب العملاقة والمصانع التي تستخدم الروبوتات الصناعية . تُعدّ الحواسيب أساس الأجهزة متعددة الأغراض، مثل الحواسيب الشخصية والأجهزة المحمولة ، كالهواتف الذكية . كما تُشغّل الحواسيب شبكة الإنترنت ، التي تربط مليارات الحواسيب والمستخدمين.

كانت الحواسيب الأولى مخصصةً فقط لإجراء العمليات الحسابية. وقد ساعدت الأدوات اليدوية البسيطة، كالمعداد، الناس في إجراء العمليات الحسابية منذ القدم. وفي بدايات الثورة الصناعية ، صُممت بعض الأجهزة الميكانيكية لأتمتة المهام الطويلة والشاقة، مثل توجيه أنماط النسيج على الأنوال . وفي أوائل القرن العشرين، قامت آلات كهربائية أكثر تطورًا بإجراء حسابات تناظرية متخصصة. أما آلات الحساب الإلكترونية الرقمية الأولى، فقد طُوّرت خلال الحرب العالمية الثانية ، بدءًا بالأجهزة الكهروميكانيكية (في ثلاثينيات القرن العشرين)، والصمامات الحرارية (في ثلاثينيات القرن العشرين)، وترانزستورات أشباه الموصلات (في أربعينيات القرن العشرين)، وترانزستورات MOSFET (في خمسينيات القرن العشرين)، وأخيرًا الدوائر المتكاملة أحادية البنية (في خمسينيات القرن العشرين وما بعدها). ومع كل تقدم تكنولوجي، ظهرت تصميمات دوائر أصغر حجمًا وأكثر كفاءة، مما أدى إلى ظهور المعالج الدقيق وثورة الحواسيب الصغيرة في سبعينيات القرن العشرين. منذ ذلك الحين، ازدادت سرعة أجهزة الكمبيوتر وقوتها الحاسوبية وتعدد استخداماتها بشكل كبير مع زيادة عدد الترانزستورات بوتيرة سريعة ( أشار قانون مور إلى أن العدد يتضاعف كل عامين)، مما أدى إلى الثورة الرقمية خلال أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.

يتكون الحاسوب الحديث تقليديًا من عنصر معالجة واحد على الأقل ، وهو عادةً وحدة المعالجة المركزية (CPU) على شكل معالج دقيق ، بالإضافة إلى نوع من ذاكرة الحاسوب ، عادةً ما تكون رقائق ذاكرة أشباه الموصلات . يقوم عنصر المعالجة بإجراء العمليات الحسابية والمنطقية، بينما تقوم وحدة التسلسل والتحكم بتغيير ترتيب العمليات استجابةً للمعلومات المخزنة . تشمل الأجهزة الطرفية أجهزة الإدخال ( لوحات المفاتيح ، والفأرات ، وعصي التحكم ، وما إلى ذلك)، وأجهزة الإخراج ( الشاشات ، والطابعات ، وما إلى ذلك)، وأجهزة الإدخال/الإخراج التي تؤدي كلا الوظيفتين (مثل شاشات اللمس ). تسمح الأجهزة الطرفية باسترجاع المعلومات من مصدر خارجي، كما تُمكّن من حفظ نتائج العمليات واسترجاعها.

أصل الكلمة

حاسوب بشري.
حاسوب بشري ، مزود بمجهر وآلة حاسبة، 1952

لم يكتسب مصطلح "الحاسوب" معناه الحديث إلا في منتصف القرن العشرين؛ فبحسب قاموس أكسفورد الإنجليزي ، كان أول استخدام معروف لكلمة "حاسوب" بمعنى مختلف، في كتاب صدر عام 1613 بعنوان " مقتطفات من يونغ مانز" للكاتب الإنجليزي ريتشارد براثويت : "لقد قرأتُ أصدق حاسوب في هذا الزمان، وأفضل حاسبٍ على الإطلاق ، وهو يُختزل أيامك إلى عدد قليل " . كان هذا الاستخدام للمصطلح يُشير إلى " الحاسوب البشري " ، أي الشخص الذي يُجري العمليات الحسابية . وظلّ المصطلح يحمل المعنى نفسه حتى منتصف القرن العشرين. خلال الجزء الأخير من هذه الفترة، كان يتم توظيف النساء في كثير من الأحيان كحاسوبات لأنه كان يُمكن أن يتقاضين أجورًا أقل من نظرائهن من الرجال. [ 1 ] وبحلول عام 1943، كانت معظم "الحاسوبات البشرية" من النساء. [ 2 ]

يُشير قاموس أصل الكلمات على الإنترنت إلى أن أول استخدام موثق لكلمة "كمبيوتر " يعود إلى أربعينيات القرن السابع عشر، بمعنى "الشخص الذي يحسب"؛ وهي اسم فاعل مشتق من الفعل "compute". ويذكر القاموس نفسه أن استخدام المصطلح بمعنى " آلة حاسبة" (من أي نوع) يعود إلى عام 1897. كما يُشير إلى أن الاستخدام الحديث للمصطلح، بمعنى "كمبيوتر إلكتروني رقمي قابل للبرمجة"، يعود إلى عام 1945 تحت هذا الاسم؛ [بمعنى نظري] منذ عام 1937، باسم " آلة تورينج " . [ 3 ] وقد بقي هذا الاسم مستخدمًا، على الرغم من أن أجهزة الكمبيوتر الحديثة قادرة على أداء العديد من الوظائف ذات المستوى الأعلى.

تاريخ

ما قبل القرن العشرين

عظمة إيشانغو ، وهي أداة عظمية تعود إلى عصور ما قبل التاريخ في أفريقيا

استُخدمت الأدوات للمساعدة في الحساب لآلاف السنين، وكان معظمها يعتمد على التناظر بين كل عنصر وآخر باستخدام الأصابع . ويُرجّح أن أقدم أداة للعدّ كانت نوعًا من عصا العدّ . وشملت أدوات حفظ السجلات اللاحقة في جميع أنحاء الهلال الخصيب أدوات حسابية (كرات طينية، مخاريط، إلخ) تمثل أعداد العناصر، والتي يُحتمل أن تكون ماشية أو حبوبًا، مُغلّفة في أوعية طينية مجوفة غير مخبوزة. [ أ ] [ 4 ] ويُعدّ استخدام قضبان العدّ مثالًا على ذلك.

المعداد الصيني ( سوانبان ). الرقم المُمثل على هذا المعداد هو 6,302,715,408.

استُخدم المعداد في البداية لإجراء العمليات الحسابية. وقد طُوّر المعداد الروماني من أدوات استُخدمت في بابل منذ عام 2400 قبل الميلاد. ومنذ ذلك الحين، اختُرعت العديد من أشكال ألواح أو طاولات الحساب. في بيوت الحساب الأوروبية في العصور الوسطى ، كان يُوضع قماش مُرَبَّع على طاولة، وتُحرَّك علامات عليه وفقًا لقواعد مُحدَّدة، كوسيلة مساعدة لحساب المبالغ المالية. [ 5 ]

تُعد آلية أنتيكيثيرا ، التي يعود تاريخها إلى اليونان القديمة حوالي 200-80 قبل الميلاد، جهازًا حاسوبيًا تناظريًا مبكرًا .

يُعتقد أن آلية أنتيكيثيرا هي أقدم حاسوب تناظري ميكانيكي معروف ، وفقًا لديريك ج. دي سولا برايس . [ 6 ] صُممت هذه الآلية لحساب المواقع الفلكية. اكتُشفت عام 1901 في حطام سفينة أنتيكيثيرا قبالة جزيرة أنتيكيثيرا اليونانية ، بين كيثيرا وكريت ، ويُرجّح تاريخها إلى حوالي 100 قبل الميلاد . لم تظهر أجهزة ذات تعقيد مماثل لآلية أنتيكيثيرا حتى القرن الرابع عشر الميلادي. [ 7 ]

صُممت العديد من الأدوات الميكانيكية المساعدة في الحساب والقياس لأغراض فلكية وملاحية. وكانت الكرة المستوية خريطة نجمية اخترعها أبو ريحان البيروني في أوائل القرن الحادي عشر الميلادي. [ 8 ] أما الأسطرلاب ، فقد اختُرع في العالم الهلنستي في القرنين الأول أو الثاني قبل الميلاد، ويُنسب غالبًا إلى هيبارخوس . وباعتباره مزيجًا من الكرة المستوية والديوبترا ، كان الأسطرلاب بمثابة حاسوب تناظري قادر على حل أنواع مختلفة من المسائل في علم الفلك الكروي . اخترع أبي بكر من أصفهان ، بلاد فارس في عام 1235 أسطرلابًا يتضمن حاسوبًا تقويميًا ميكانيكيًا [ 9 ] [ 10 ] وعجلات مسننة . [ 11 ] اخترع أبو ريحان البيروني أول أسطرلاب تقويم قمري شمسي ميكانيكي مسنن ، [ 12 ] وآلة معالجة معرفة سلكية ثابتة مبكرة [ 13 ] مع سلسلة تروس وعجلات مسننة ، [ 14 ] حوالي عام 1000 ميلادي .

تم تطوير القطاع ، وهو أداة حسابية تستخدم لحل المشكلات في التناسب وعلم المثلثات والضرب والقسمة، وللوظائف المختلفة، مثل التربيعات والجذور التكعيبية، في أواخر القرن السادس عشر ووجد تطبيقًا في المدفعية والمسح والملاحة .

كان جهاز قياس المساحة أداة يدوية لحساب مساحة شكل مغلق عن طريق تتبعه بوصلة ميكانيكية.

مسطرة حسابية

اخترع رجل الدين الإنجليزي ويليام أوتريد المسطرة الحاسبة حوالي عام 1620-1630 ، بعد فترة وجيزة من نشر مفهوم اللوغاريتم . وهي عبارة عن حاسوب تناظري يدوي يُستخدم لإجراء عمليات الضرب والقسمة. ومع تطور المسطرة الحاسبة، أُضيفت إليها مقاييس جديدة لحساب المقلوب، والمربعات والجذور التربيعية، والمكعبات والجذور التكعيبية، بالإضافة إلى الدوال المتسامية مثل اللوغاريتمات والأسس، وعلم المثلثات الدائري والزائدي ، وغيرها من الدوال . ولا تزال المساطر الحاسبة ذات المقاييس الخاصة تُستخدم لإجراء العمليات الحسابية الروتينية بسرعة، مثل المسطرة الحاسبة الدائرية E6B المستخدمة لحساب الزمن والمسافة في الطائرات الخفيفة.

في سبعينيات القرن الثامن عشر، صنع بيير جاكيه-دروز ، صانع الساعات السويسري ، دمية ميكانيكية ( أوتوماتون ) قادرة على الكتابة باستخدام قلم ريشة. ومن خلال تغيير عدد وترتيب عجلاتها الداخلية، كان بالإمكان إنتاج حروف مختلفة، وبالتالي رسائل مختلفة. في الواقع، كان بالإمكان "برمجتها" ميكانيكيًا لقراءة التعليمات. إلى جانب آلتين معقدتين أخريين، تُعرض هذه الدمية في متحف الفن والتاريخ في نوشاتيل ، سويسرا ، ولا تزال تعمل حتى اليوم. [ 15 ]

في الفترة ما بين عامي 1831 و1835، ابتكر عالم الرياضيات والمهندس جيوفاني بلانا آلة التقويم الدائم ، التي كانت تستخدم نظامًا من البكرات والأسطوانات للتنبؤ بالتقويم الدائم لكل عام من 0 ميلادي (أي 1 قبل الميلاد) إلى 4000 ميلادي، مع مراعاة السنوات الكبيسة واختلاف طول النهار. أما آلة التنبؤ بالمد والجزر التي اخترعها العالم الاسكتلندي السير ويليام طومسون عام 1872، فقد كانت ذات فائدة عظيمة للملاحة في المياه الضحلة. إذ استخدمت نظامًا من البكرات والأسلاك لحساب مستويات المد والجزر المتوقعة تلقائيًا لفترة محددة في موقع معين.

يستخدم المحلل التفاضلي ، وهو حاسوب تناظري ميكانيكي مصمم لحل المعادلات التفاضلية بالتكامل ، آليات العجلة والقرص لإجراء التكامل. في عام 1876، ناقش السير ويليام طومسون إمكانية بناء مثل هذه الآلات الحاسبة، لكنه واجه صعوبة بسبب عزم الدوران المحدود الناتج عن مُكاملات الكرة والقرص . [ 16 ] في المحلل التفاضلي، يُشغّل خرج مُكامل واحد مدخل المُكامل التالي، أو خرج الرسم البياني. وكان مُضخّم عزم الدوران هو التطور الذي مكّن هذه الآلات من العمل. ابتداءً من عشرينيات القرن العشرين، طوّر فانيفار بوش وآخرون محللات تفاضلية ميكانيكية.

في تسعينيات القرن التاسع عشر، بدأ المهندس الإسباني ليوناردو توريس كيفيدو بتطوير سلسلة من الآلات التناظرية المتقدمة التي يمكنها حل الجذور الحقيقية والمركبة لكثيرات الحدود ، [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] والتي نشرتها أكاديمية العلوم في باريس عام 1901. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

أول جهاز كمبيوتر

تشارلز باباج
رسم تخطيطي لجزء من محرك الفرق لباباج
محرك الفرق رقم 2 في مختبر المشاريع الفكرية في سياتل

ابتكر تشارلز باباج ، وهو مهندس ميكانيكي إنجليزي وعالم موسوعي ، مفهوم الحاسوب القابل للبرمجة. ويُعتبر " أبو الحاسوب "، [ 23 ] حيث قام بتصميم واختراع أول حاسوب ميكانيكي في أوائل القرن التاسع عشر.

بعد العمل على محرك الفروق الخاص به ، أعلن عن اختراعه عام 1822 في ورقة بحثية قدمها للجمعية الفلكية الملكية بعنوان "ملاحظة حول تطبيق الآلات في حساب الجداول الفلكية والرياضية". [ 24 ] كما صمم آلةً للمساعدة في الحسابات الملاحية، وفي عام 1833 أدرك إمكانية تصميم أكثر شمولية، وهو محرك تحليلي . كان من المقرر إدخال البرامج والبيانات إلى الآلة عبر بطاقات مثقبة ، وهي طريقة كانت تُستخدم آنذاك لتوجيه الأنوال الميكانيكية مثل نول جاكارد . أما بالنسبة للإخراج، فكانت الآلة مزودة بطابعة ، وراسمة منحنيات، وجرس. كما كانت الآلة قادرة على تثقيب الأرقام على البطاقات لقراءتها لاحقًا. تضمنت الآلة وحدة حسابية منطقية ، وتدفق تحكم على شكل تفرعات شرطية وحلقات ، وذاكرة مدمجة ، مما جعلها أول تصميم لحاسوب متعدد الأغراض يمكن وصفه بمصطلحات حديثة بأنه كامل تورينج . [ 25 ] [ 26 ]

كانت الآلة متقدمة على عصرها بنحو قرن. كان لا بد من تصنيع جميع أجزاء الآلة يدويًا، وهو ما شكّل تحديًا كبيرًا لجهاز يتألف من آلاف الأجزاء. في نهاية المطاف، أُلغي المشروع بقرار من الحكومة البريطانية بوقف التمويل. يُعزى فشل باباج في إكمال المحرك التحليلي بشكل رئيسي إلى صعوبات سياسية ومالية، فضلًا عن رغبته في تطوير حاسوب أكثر تطورًا والتقدم بوتيرة أسرع من أي شخص آخر. مع ذلك، أنجز ابنه، هنري باباج ، نسخة مبسطة من وحدة الحوسبة الخاصة بالمحرك التحليلي ( الطاحونة ) عام ١٨٨٨. وقدّم عرضًا ناجحًا لاستخدامها في حساب الجداول عام ١٩٠٦.

آلة حاسبة كهروميكانيكية

آلة حاسبة كهروميكانيكية (1920) من تصميم ليوناردو توريس كويفيدو .

في كتابه "مقالات في الآلات الأوتوماتيكية" الذي نُشر عام 1914، كتب ليوناردو توريس كيفيدو تاريخًا موجزًا ​​لجهود تشارلز باباج في بناء محرك تفاضلي ميكانيكي ومحرك تحليلي . وتتضمن الورقة تصميمًا لآلة قادرة على حساب صيغ مثلأx(y-z)2{\displaystyle a^{x}(yz)^{2}}، لتسلسل مجموعات من القيم. كان من المقرر التحكم في الآلة بأكملها بواسطة برنامج للقراءة فقط ، مزود بآليات للتفرع الشرطي . كما قدم فكرة الحساب ذي الفاصلة العائمة . [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] في عام 1920، احتفالًا بالذكرى المئوية لاختراع آلة الحساب ، قدم توريس في باريس آلة الحساب الكهروميكانيكية، التي سمحت للمستخدم بإدخال مسائل حسابية عبر لوحة مفاتيح ، وحساب النتائج وطباعتها، [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] مما يدل على جدوى المحرك التحليلي الكهروميكانيكي. [ 34 ]

الحواسيب التناظرية

تصميم السير ويليام طومسون الثالث لآلة التنبؤ بالمد والجزر، 1879-1881

خلال النصف الأول من القرن العشرين، لُبّيت العديد من احتياجات الحوسبة العلمية بواسطة حواسيب تناظرية متطورة بشكل متزايد، والتي استخدمت نموذجًا ميكانيكيًا أو كهربائيًا مباشرًا للمسألة كأساس للحساب . ومع ذلك، لم تكن هذه الحواسيب قابلة للبرمجة، وافتقرت عمومًا إلى تنوع ودقة الحواسيب الرقمية الحديثة. [ 35 ] كان أول حاسوب تناظري حديث عبارة عن آلة للتنبؤ بالمد والجزر ، اخترعها السير ويليام طومسون (الذي أصبح فيما بعد اللورد كلفن) عام 1872. أما المحلل التفاضلي ، وهو حاسوب تناظري ميكانيكي مصمم لحل المعادلات التفاضلية بالتكامل باستخدام آليات العجلة والقرص، فقد تم تصوره عام 1876 على يد جيمس طومسون ، الشقيق الأكبر للسير ويليام طومسون الأكثر شهرة. [ 16 ]

بلغ فن الحوسبة التناظرية الميكانيكية ذروته مع المحلل التفاضلي ، الذي أكمله فانيفار بوش في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عام 1931. [ 36 ] وبحلول الخمسينيات من القرن العشرين، كان نجاح أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الرقمية قد أدى إلى نهاية معظم أجهزة الحوسبة التناظرية، لكن أجهزة الكمبيوتر التناظرية ظلت قيد الاستخدام خلال الخمسينيات في بعض التطبيقات المتخصصة مثل التعليم ( المسطرة الحاسبة ) والطائرات ( أنظمة التحكم ).

الحواسيب الرقمية

الكهروميكانيكية

أرست أطروحة الماجستير التي قدمها كلود شانون عام 1937 أسس الحوسبة الرقمية، حيث شكّلت رؤيته لتطبيق الجبر البولياني على تحليل وتصميم دوائر التبديل المفهوم الأساسي الذي تقوم عليه جميع الحواسيب الرقمية الإلكترونية. [ 37 ] [ 38 ]

بحلول عام 1938، طورت البحرية الأمريكية حاسوب بيانات الطوربيد ، وهو حاسوب تناظري كهروميكانيكي للغواصات يستخدم علم المثلثات لحل مشكلة إطلاق طوربيد على هدف متحرك. وخلال الحرب العالمية الثانية ، طُورت أجهزة مماثلة في دول أخرى. [ 39 ]

نسخة طبق الأصل من جهاز Z3 الخاص بكونراد تسوزه ، وهو أول جهاز كمبيوتر رقمي (كهروميكانيكي) أوتوماتيكي بالكامل

كانت الحواسيب الرقمية الأولى كهروميكانيكية ؛ حيث كانت المفاتيح الكهربائية تُشغّل المرحلات الميكانيكية لإجراء العمليات الحسابية. تميزت هذه الأجهزة بسرعة تشغيل منخفضة، وسرعان ما حلت محلها حواسيب كهربائية بالكامل أسرع بكثير، كانت تستخدم في الأصل الصمامات المفرغة . يُعدّ جهاز Z2 ، الذي ابتكره المهندس الألماني كونراد تسوزه عام 1939 في برلين ، أحد أقدم الأمثلة على الحواسيب الكهروميكانيكية التي تعمل بالمرحلات. [ 40 ]

كونراد زوزه مخترع الكمبيوتر الحديث [ 41 ] [ 42 ]

في عام 1941، طوّر زوس جهاز Z3 ، وهو أول حاسوب رقمي كهروميكانيكي قابل للبرمجة وآلي بالكامل في العالم ، وذلك بعد جهازه السابق. [ 43 ] [ 44 ] بُني جهاز Z3 باستخدام 2000 مرحل ، مُنفذًا طول كلمة 22 بت ، ويعمل بتردد ساعة يتراوح بين 5 و10 هرتز . [ 45 ] كان يتم إدخال رمز البرنامج على فيلم مثقوب ، بينما كان بالإمكان تخزين البيانات في ذاكرة سعتها 64 كلمة أو إدخالها عبر لوحة المفاتيح. كان الجهاز مشابهًا إلى حد كبير للأجهزة الحديثة في بعض الجوانب، حيث كان رائدًا في العديد من التطورات مثل الأرقام العشرية . وبدلًا من النظام العشري الأكثر صعوبة في التنفيذ (المستخدم في تصميم تشارلز باباج السابق)، فإن استخدام النظام الثنائي جعل أجهزة زوس أسهل في البناء وأكثر موثوقية، نظرًا للتقنيات المتاحة في ذلك الوقت. [ 46 ] لم يكن جهاز Z3 حاسوبًا شاملًا بحد ذاته، ولكنه كان قابلًا للتطوير ليصبح حاسوبًا كاملًا من نوع تورينج . [ 47 ] [ 48 ]

أصبح حاسوب زوس التالي، Z4 ، أول حاسوب تجاري في العالم؛ فبعد تأخير مبدئي بسبب الحرب العالمية الثانية، اكتمل بناؤه عام 1950 وسُلّم إلى المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich) . [ 49 ] صُنع الحاسوب من قِبل شركة زوس الخاصة، Zuse KG ، التي تأسست عام 1941 كأول شركة في برلين تُعنى حصريًا بتطوير الحواسيب. [ 49 ] شكّل Z4 مصدر إلهام لبناء حاسوب ERMETH ، أول حاسوب سويسري وأحد أوائل الحواسيب في أوروبا. [ 50 ]

أنابيب التفريغ والدوائر الإلكترونية الرقمية

سرعان ما حلت عناصر الدوائر الإلكترونية محل نظيراتها الميكانيكية والكهروميكانيكية، بالتزامن مع استبدال الحساب الرقمي بالحساب التناظري. بدأ المهندس تومي فلاورز ، الذي كان يعمل في محطة أبحاث مكتب البريد في لندن في ثلاثينيات القرن العشرين، باستكشاف إمكانية استخدام الإلكترونيات في مقسم الهاتف . دخلت المعدات التجريبية التي بناها عام 1934 حيز التشغيل بعد خمس سنوات، محولةً جزءًا من شبكة مقسم الهاتف إلى نظام إلكتروني لمعالجة البيانات، باستخدام آلاف الصمامات المفرغة . [ 35 ] في الولايات المتحدة، قام جون فنسنت أتاناسوف وكليفورد إي. بيري من جامعة ولاية أيوا بتطوير واختبار حاسوب أتاناسوف-بيري (ABC) عام 1942، [ 51 ] وهو أول "حاسوب إلكتروني رقمي أوتوماتيكي". [ 52 ] كان هذا التصميم إلكترونيًا بالكامل أيضًا، واستخدم حوالي 300 صمام مفرغ، مع مكثفات مثبتة في أسطوانة دوارة ميكانيكيًا للذاكرة. [ 53 ]

يظهر حاسوب كولوسوس امرأتين.
استُخدم جهاز كولوسوس ، وهو أول جهاز حاسوبي رقمي إلكتروني قابل للبرمجة، لفك الشفرات الألمانية خلال الحرب العالمية الثانية. ويظهر هنا أثناء استخدامه في بليتشلي بارك عام 1943.

خلال الحرب العالمية الثانية، حقق محللو الشفرات البريطانيون في بليتشلي بارك عددًا من النجاحات في فك تشفير الاتصالات العسكرية الألمانية. وتمت محاولة فك شفرة جهاز التشفير الألماني، إنجما ، لأول مرة باستخدام أجهزة فك الشفرات الكهروميكانيكية التي كانت تُشغلها النساء في كثير من الأحيان. [ 54 ] [ 55 ] ولفك شفرة جهاز لورنز SZ 40/42 الألماني الأكثر تطورًا ، المستخدم في اتصالات الجيش رفيعة المستوى، كلف ماكس نيومان وزملاؤه فلاورز ببناء جهاز كولوسوس . [ 53 ] أمضى فلاورز أحد عشر شهرًا، بدءًا من أوائل فبراير 1943، في تصميم وبناء أول جهاز كولوسوس. [ 56 ] بعد إجراء اختبار تشغيلي في ديسمبر 1943، تم شحن كولوسوس إلى بليتشلي بارك، حيث تم تسليمه في 18 يناير 1944 [ 57 ] ، وقام بفك أول رسالة له في 5 فبراير. [ 53 ]

كان كولوسوس أول حاسوب إلكتروني رقمي قابل للبرمجة في العالم . [ 35 ] استخدم عددًا كبيرًا من الصمامات (أنابيب التفريغ). كان مزودًا بمدخل شريط ورقي، وكان قابلًا للبرمجة لإجراء مجموعة متنوعة من العمليات الجبرية المنطقية على بياناته، ولكنه لم يكن كاملًا من حيث قدرة تورينج. تم بناء تسعة أجهزة كولوسوس من طراز Mk II (تم تحويل Mk I إلى Mk II، ليصبح المجموع عشرة أجهزة). احتوى كولوسوس مارك 1 على 1500 صمام حراري (أنبوب)، بينما كان مارك 2، الذي يحتوي على 2400 صمام، أسرع بخمس مرات وأسهل في التشغيل من مارك 1، مما أدى إلى تسريع عملية فك التشفير بشكل كبير. [ 58 ] [ 59 ]

كان جهاز ENIAC أول جهاز إلكتروني كامل من حيث قدرة تورينج، وقد أجرى حسابات مسار المقذوفات لصالح جيش الولايات المتحدة .

كان جهاز إينياك [ 60 ] (المكامل العددي الإلكتروني والحاسوب) أول حاسوب إلكتروني قابل للبرمجة يُصنع في الولايات المتحدة. ورغم تشابهه مع جهاز كولوسوس، إلا أنه كان أسرع وأكثر مرونة، كما أنه كان كاملاً من حيث قدرة تورينج. ومثل كولوسوس، كان "البرنامج" على إينياك يُحدد من خلال حالة كابلات التوصيل والمفاتيح، وهو ما يختلف تمامًا عن أجهزة الحاسوب الإلكترونية ذات البرامج المخزنة التي ظهرت لاحقًا. فبعد كتابة البرنامج، كان لا بد من إدخاله ميكانيكيًا في الجهاز عن طريق إعادة ضبط المقابس والمفاتيح يدويًا. وكان مبرمجو إينياك ست نساء، يُعرفن غالبًا باسم "فتيات إينياك". [ 61 ] [ 62 ]

جمع جهاز إينياك بين السرعة الفائقة للإلكترونيات وإمكانية برمجته لحل العديد من المسائل المعقدة. كان بإمكانه إجراء عمليات الجمع والطرح 5000 مرة في الثانية، أي أسرع بألف مرة من أي جهاز آخر. كما احتوى على وحدات للضرب والقسمة وحساب الجذر التربيعي. كانت ذاكرة الجهاز عالية السرعة محدودة بـ 20 كلمة (حوالي 80 بايت). بُني إينياك تحت إشراف جون موشلي وج . بريسبر إيكرت في جامعة بنسلفانيا، واستمر تطويره وبناؤه من عام 1943 حتى تشغيله الكامل في نهاية عام 1945. كان الجهاز ضخمًا، إذ بلغ وزنه 30 طنًا، ويستهلك 200 كيلوواط من الطاقة الكهربائية، ويحتوي على أكثر من 18000 صمام مفرغ، و1500 مرحل، ومئات الآلاف من المقاومات والمكثفات والمحاثات. [ 63 ]

الحواسيب الحديثة

مفهوم الحاسوب الحديث

اقترح آلان تورينج مبدأ الحاسوب الحديث في بحثه الرائد عام 1936، [ 64 ] بعنوان "حول الأعداد القابلة للحساب ". اقترح تورينج جهازًا بسيطًا أطلق عليه اسم "آلة الحوسبة الشاملة"، وهو ما يُعرف الآن باسم آلة تورينج الشاملة . أثبت تورينج أن هذه الآلة قادرة على حساب أي شيء قابل للحساب من خلال تنفيذ تعليمات (برنامج) مخزنة على شريط، مما يسمح ببرمجة الآلة. يتمثل المفهوم الأساسي لتصميم تورينج في البرنامج المخزن ، حيث تُخزن جميع تعليمات الحساب في الذاكرة. أقر فون نيومان بأن المفهوم المركزي للحاسوب الحديث يعود إلى هذا البحث. [ 65 ] لا تزال آلات تورينج حتى يومنا هذا موضوعًا رئيسيًا للدراسة في نظرية الحوسبة . باستثناء القيود التي تفرضها سعة ذاكرتها المحدودة، يُقال إن الحواسيب الحديثة كاملة تورينج ، أي أنها تمتلك قدرة على تنفيذ الخوارزميات تُعادل قدرة آلة تورينج الشاملة.

البرامج المخزنة

ثلاثة رفوف طويلة تحتوي على لوحات دوائر إلكترونية
جزء من جهاز مانشستر بيبي المُعاد بناؤه ، وهو أول جهاز كمبيوتر إلكتروني ذو برنامج مُخزّن

كانت أجهزة الحوسبة المبكرة مزودة ببرامج ثابتة. وكان تغيير وظائفها يتطلب إعادة توصيل الأسلاك وإعادة هيكلة الجهاز. [ 53 ] مع ظهور الحاسوب ذي البرنامج المخزن، تغير هذا الوضع. يتضمن هذا الحاسوب، بحكم تصميمه، مجموعة تعليمات ، ويمكنه تخزين مجموعة من التعليمات ( برنامج ) في الذاكرة، تُفصّل عملية الحساب . وقد وضع آلان تورينج الأساس النظري للحاسوب ذي البرنامج المخزن في بحثه عام 1936. في عام 1945، انضم تورينج إلى المختبر الفيزيائي الوطني ، وبدأ العمل على تطوير حاسوب رقمي إلكتروني ذي برنامج مخزن. وكان تقريره الصادر عام 1945 بعنوان "الحاسبة الإلكترونية المقترحة" أول مواصفات لمثل هذا الجهاز. كما قام جون فون نيومان، من جامعة بنسلفانيا، بتعميم مسودته الأولى لتقرير عن الحاسوب الرقمي الإلكتروني ذي البرنامج المخزن (EDVAC) في عام 1945. [ 35 ]

كان جهاز مانشستر بيبي أول حاسوب في العالم يعمل بنظام تخزين البرامج . بُني في جامعة مانشستر بإنجلترا على يد فريدريك سي. ويليامز ، وتوم كيلبورن، وجيف توتيل ، وشغّل أول برنامج له في 21 يونيو 1948. [ 66 ] صُمم الجهاز كمنصة اختبار لأنبوب ويليامز ، وهو أول جهاز تخزين رقمي ذو وصول عشوائي . [ 67 ] على الرغم من وصف الحاسوب بأنه "صغير وبدائي" في دراسة استعادية عام 1998، إلا أنه كان أول جهاز عامل يحتوي على جميع العناصر الأساسية للحاسوب الإلكتروني الحديث. [ 68 ] بمجرد أن أثبت جهاز بيبي جدوى تصميمه، بدأ مشروع في الجامعة لتطويره إلى حاسوب عملي، وهو مانشستر مارك 1 .

سرعان ما أصبح جهاز Mark 1 النموذج الأولي لجهاز Ferranti Mark 1 ، أول حاسوب متعدد الأغراض متاح تجاريًا في العالم. [ 69 ] صُنع هذا الجهاز من قِبل شركة Ferranti ، وسُلّم إلى جامعة مانشستر في فبراير 1951. وتم تسليم سبعة أجهزة على الأقل من هذه الأجهزة اللاحقة بين عامي 1953 و1957، أحدها إلى مختبرات شركة Shell في أمستردام . [ 70 ] في أكتوبر 1947، قرر مديرو شركة J. Lyons & Company البريطانية للتموين الاضطلاع بدور فعّال في تعزيز التطوير التجاري للحواسيب. وبدأ تشغيل حاسوب LEO I من شركة Lyons ، المصمم على غرار حاسوب Cambridge EDSAC لعام 1949، في أبريل 1951 [ 71 ] ، وقام بأول مهمة حاسوبية مكتبية روتينية في العالم .

الترانزستورات

ترانزستور ثنائي القطب (BJT)

طُرح مفهوم ترانزستور تأثير المجال من قِبل يوليوس إدغار ليليينفيلد عام 1925. وفي عام 1947، قام جون باردين ووالتر براتين ، أثناء عملهما تحت إشراف ويليام شوكلي في مختبرات بيل ، ببناء أول ترانزستور عامل ، وهو ترانزستور نقطة التلامس ، والذي تبعه ترانزستور الوصلة ثنائية القطب لشوكلي عام 1948. [ 72 ] [ 73 ] ومنذ عام 1955، حلت الترانزستورات محل الصمامات المفرغة في تصميمات الحواسيب، مما أدى إلى ظهور "الجيل الثاني" من الحواسيب. وبالمقارنة مع الصمامات المفرغة، تتمتع الترانزستورات بالعديد من المزايا: فهي أصغر حجمًا، وتستهلك طاقة أقل، وبالتالي تُصدر حرارة أقل. كما كانت ترانزستورات الوصلة أكثر موثوقية من الصمامات المفرغة، ولها عمر خدمة أطول وغير محدود. ويمكن للحواسيب التي تعمل بالترانزستورات أن تحتوي على عشرات الآلاف من دوائر المنطق الثنائي في مساحة صغيرة نسبيًا. ومع ذلك، كانت الترانزستورات الوصلية المبكرة أجهزة ضخمة نسبياً يصعب تصنيعها بكميات كبيرة ، مما حدّ من استخدامها في عدد من التطبيقات المتخصصة. [ 74 ]

في جامعة مانشستر ، قام فريق بقيادة توم كيلبورن بتصميم وبناء جهاز باستخدام الترانزستورات المطورة حديثًا بدلًا من الصمامات الإلكترونية. [ 75 ] كان أول حاسوب يعمل بالترانزستورات، والأول من نوعه في العالم، جاهزًا للعمل بحلول عام 1953 ، وتم إنجاز نسخة ثانية منه هناك في أبريل 1955. مع ذلك، استخدم الجهاز الصمامات الإلكترونية لتوليد  موجات الساعة بتردد 125 كيلوهرتز، وفي الدوائر الإلكترونية للقراءة والكتابة على ذاكرة الأسطوانة المغناطيسية ، لذا لم يكن أول حاسوب يعمل بالترانزستورات بالكامل. يعود هذا التميّز إلى حاسوب هارويل كاديت لعام 1955، [ 76 ] الذي بنته شعبة الإلكترونيات في مؤسسة أبحاث الطاقة الذرية في هارويل . [ 76 ] [ 77 ]

ترانزستور MOSFET (ترانزستور MOS)، يوضح أطراف البوابة (G) والجسم (B) والمصدر (S) والمصب (D). تفصل طبقة عازلة (وردية) البوابة عن الجسم.

تم اختراع ترانزستور تأثير المجال المعدني-أكسيد-السيليكون (MOSFET)، المعروف أيضًا باسم ترانزستور MOS، في مختبرات بيل بين عامي 1955 و1960 [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] ، وكان أول ترانزستور صغير الحجم حقًا يمكن تصغيره وإنتاجه بكميات كبيرة لمجموعة واسعة من الاستخدامات. [ 74 ] بفضل قابليته العالية للتوسع ، [ 84 ] واستهلاكه المنخفض للطاقة وكثافته العالية مقارنةً بترانزستورات الوصلة ثنائية القطب، [ 85 ] مكّن ترانزستور MOSFET من بناء دوائر متكاملة عالية الكثافة . [ 86 ] [ 87 ] بالإضافة إلى معالجة البيانات، فقد مكّن أيضًا من الاستخدام العملي لترانزستورات MOS كعناصر تخزين في خلايا الذاكرة ، مما أدى إلى تطوير ذاكرة أشباه الموصلات MOS، التي حلت محل ذاكرة النواة المغناطيسية السابقة في أجهزة الكمبيوتر. أدى ترانزستور MOSFET إلى ثورة الحواسيب الصغيرة ، [ 88 ] وأصبح القوة الدافعة وراء ثورة الحوسبة . [ 89 ] [ 90 ] يُعد ترانزستور MOSFET أكثر الترانزستورات استخدامًا في الحواسيب، [ 91 ] [ 92 ] وهو اللبنة الأساسية للإلكترونيات الرقمية . [ 93 ]

الدوائر المتكاملة

عادة ما يتم تغليف الدوائر المتكاملة في علب بلاستيكية أو معدنية أو خزفية لحماية الدائرة المتكاملة من التلف ولتسهيل عملية التجميع.

جاء التقدم الكبير التالي في قوة الحوسبة مع ظهور الدائرة المتكاملة . وقد طُرحت فكرة الدائرة المتكاملة لأول مرة على يد عالم الرادار جيفري دبليو إيه دومر ، الذي كان يعمل في المؤسسة الملكية للرادار التابعة لوزارة الدفاع . وقدّم دومر أول وصف علني للدائرة المتكاملة في ندوة التقدم في مكونات الإلكترونيات عالية الجودة في واشنطن العاصمة ، في 7 مايو 1952. [ 94 ] 

اخترع جاك كيلبي في شركة تكساس إنسترومنتس وروبرت نويس في شركة فيرتشايلد سيميكوندكتور أولى الدوائر المتكاملة العاملة . [ 95 ] دوّن كيلبي أفكاره الأولية حول الدائرة المتكاملة في يوليو 1958، ونجح في عرض أول نموذج عملي متكامل في 12 سبتمبر 1958. [ 96 ] في طلب براءة اختراعه بتاريخ 6 فبراير 1959، وصف كيلبي جهازه الجديد بأنه "جسم من مادة شبه موصلة  ... حيث تكون جميع مكونات الدائرة الإلكترونية متكاملة تمامًا". [ 97 ] [ 98 ] مع ذلك، كان اختراع كيلبي عبارة عن دائرة متكاملة هجينة ، وليست شريحة دائرة متكاملة متجانسة . [ 99 ] احتوت دائرة كيلبي المتكاملة على توصيلات سلكية خارجية، مما صعّب إنتاجها بكميات كبيرة. [ 100 ]

توصل نويس أيضًا إلى فكرته الخاصة عن الدائرة المتكاملة بعد ستة أشهر من كيلبي. [ 101 ] كان اختراع نويس أول شريحة دائرة متكاملة متجانسة حقيقية، وقد حلّ العديد من المشاكل العملية التي لم يحلّها اختراع كيلبي. [ 102 ] [ 100 ] صُنعت شريحة نويس، التي أنتجتها شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات، من السيليكون ، بينما صُنعت شريحة كيلبي من الجرمانيوم . صُنعت الدائرة المتكاملة المتجانسة لنويس باستخدام عملية الطباعة المستوية ، التي طورها زميله جان هورني في أوائل عام 1959. بدورها، استندت عملية الطباعة المستوية إلى عمل كارل فروتش ولينكولن ديريك على تخميل سطح أشباه الموصلات بواسطة ثاني أكسيد السيليكون. [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ] [ 108 ]

تُعدّ الدوائر المتكاملة الحديثة أحادية البنية في الغالب دوائر متكاملة من نوع MOS ( أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة )، والمصنوعة من ترانزستورات MOSFET (ترانزستورات MOS). [ 109 ] وكانت أول دائرة متكاملة تجريبية من نوع MOS عبارة عن شريحة مكونة من 16 ترانزستورًا، بناها فريد هايمان وستيفن هوفستين في شركة RCA عام 1962. [ 110 ] وفي وقت لاحق، طرحت شركة جنرال مايكروإلكترونيكس أول دائرة متكاملة تجارية من نوع MOS عام 1964، [ 111 ] والتي طورها روبرت نورمان. [ 110 ] وبعد تطوير ترانزستور MOS ذي البوابة ذاتية المحاذاة (بوابة السيليكون) على يد روبرت كيروين ودونالد كلاين وجون ساراس في مختبرات بيل عام 1967، طوّر فيديريكو فاجين أول دائرة متكاملة من نوع MOS ذات بوابة سيليكون ذاتية المحاذاة في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات عام 1968. [ 112 ] ومنذ ذلك الحين، أصبح ترانزستور MOSFET أهم مكون في الدوائر المتكاملة الحديثة. [ 109 ]

صورة لرقاقة MOS 6502 ، وهي معالج دقيق من أوائل سبعينيات القرن العشرين يضم 3500 ترانزستور على شريحة واحدة

أدى تطوير الدائرة المتكاملة MOS إلى اختراع المعالج الدقيق ، [ 113 ] [ 114 ] وبشر بانتشار واسع النطاق للحواسيب في الاستخدام التجاري والشخصي. وبينما لا يزال الجدل قائمًا حول تحديد أول معالج دقيق، ويعود ذلك جزئيًا إلى عدم وجود اتفاق على تعريف دقيق لمصطلح "المعالج الدقيق"، إلا أنه من المتفق عليه إلى حد كبير أن أول معالج دقيق أحادي الشريحة كان Intel 4004 ، [ 115 ] الذي صممه ونفذه فيديريكو فاجين باستخدام تقنية الدوائر المتكاملة MOS ذات البوابة السيليكونية، [ 113 ] بالتعاون مع تيد هوف ، وماساتوشي شيما ، وستانلي مازور في شركة إنتل . [ ب ] [ 117 ] في أوائل سبعينيات القرن العشرين، أتاحت تقنية الدوائر المتكاملة MOS دمج أكثر من 10000 ترانزستور على شريحة واحدة. [ 87 ]

تُعدّ أنظمة SoC حواسيب متكاملة على شريحة إلكترونية بحجم العملة المعدنية. [ 118 ] وقد تحتوي أو لا تحتوي على ذاكرة وصول عشوائي (RAM) وذاكرة فلاش مدمجة . في حال عدم وجودهما، تُوضع ذاكرة الوصول العشوائي عادةً فوق نظام SoC مباشرةً (وهي تقنية تُعرف باسم " حزمة على حزمة ") أو أسفله (على الجانب المقابل من لوحة الدوائر )، بينما تُوضع ذاكرة الفلاش عادةً بجوار نظام SoC مباشرةً. يُجرى ذلك لتحسين سرعات نقل البيانات، حيث لا تضطر إشارات البيانات إلى قطع مسافات طويلة. منذ جهاز ENIAC عام 1945، شهدت الحواسيب تطورًا هائلًا، حيث أصبحت أنظمة SoC الحديثة (مثل Snapdragon 865) بحجم العملة المعدنية، وفي الوقت نفسه أقوى بمئات آلاف المرات من ENIAC، إذ تضم مليارات الترانزستورات، وتستهلك بضعة واط فقط من الطاقة.

أجهزة الكمبيوتر المحمولة

كانت الحواسيب المحمولة الأولى ثقيلة الوزن وتعمل بالكهرباء. وكان جهاز IBM 5100 الذي يزن 23 كيلوغرامًا (50 رطلاً) مثالًا مبكرًا على ذلك. أما الحواسيب المحمولة اللاحقة، مثل Osborne 1 و Compaq Portable، فكانت أخف وزنًا بكثير، لكنها كانت لا تزال بحاجة إلى التوصيل بالكهرباء. وقد ألغى ظهور أجهزة الكمبيوتر المحمولة الأولى، مثل Grid Compass ، هذا الشرط من خلال دمج البطاريات. ومع استمرار تصغير موارد الحوسبة والتقدم في عمر بطاريات الأجهزة المحمولة، ازدادت شعبية الحواسيب المحمولة في العقد الأول من الألفية الثانية. [ 119 ] وقد سمحت هذه التطورات نفسها للمصنعين بدمج موارد الحوسبة في الهواتف المحمولة الخلوية بحلول أوائل العقد الأول من الألفية الثانية.  

تعمل هذه الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية بأنظمة تشغيل متنوعة، وقد أصبحت مؤخرًا الجهاز الحاسوبي المهيمن في السوق. [ 120 ] وهي مدعومة بنظام على شريحة (SoC)، وهي عبارة عن حواسيب كاملة على شريحة دقيقة بحجم العملة المعدنية. [ 118 ]

الأنواع

يمكن تصنيف أجهزة الكمبيوتر بعدة طرق مختلفة، بما في ذلك:

عن طريق الهندسة المعمارية

حسب الحجم والشكل والغرض

أجهزة كمبيوتر غير تقليدية

لا يشترط أن يكون الحاسوب إلكترونيًا ، ولا حتى أن يحتوي على معالج ، أو ذاكرة وصول عشوائي (RAM) ، أو قرص صلب . بينما يُستخدم مصطلح "حاسوب" بشكل شائع كمرادف للحاسوب الإلكتروني الشخصي، [ ج ] فإن التعريف الحديث للحاسوب هو: " جهاز يقوم بالحساب ، وخاصةً آلة إلكترونية قابلة للبرمجة [عادةً] تُجري عمليات حسابية أو منطقية عالية السرعة، أو تُجمّع المعلومات أو تخزنها أو تربطها أو تعالجها بأي شكل آخر." [ 125 ] وبناءً على هذا التعريف، يُعتبر أي جهاز يُعالج المعلومات حاسوبًا.

الأجهزة

فيديو يوضح المكونات القياسية لجهاز كمبيوتر "نحيف"

يشمل مصطلح " المكونات المادية" جميع الأجزاء المادية الملموسة للحاسوب. الدوائر الإلكترونية ، ورقائق الحاسوب ، وبطاقات الرسومات ، وبطاقات الصوت ، والذاكرة (RAM) ، واللوحات الأم ، والشاشات ، ووحدات التزويد بالطاقة ، والكابلات، ولوحات المفاتيح ، والطابعات ، وفأرات الحاسوب ، كلها مكونات مادية.

تاريخ أجهزة الحوسبة

الجيل الأول (ميكانيكي/كهروميكانيكي)الآلات الحاسبةآلة حاسبة باسكال ، آلة حسابية ، محرك الفروق ، آلات كويفيدو التحليلية
الأجهزة القابلة للبرمجةنول جاكارد ، محرك تحليلي ، IBM ASCC/Harvard Mark I ، Harvard Mark II ، IBM SSEC ، Z1 ، Z2 ، Z3
الجيل الثاني (أنابيب مفرغة)الآلات الحاسبةحاسوب أتاناسوف-بيري ، آي بي إم 604 ، يونيفاك 60 ، يونيفاك 120
الأجهزة القابلة للبرمجةكولوسوس ، إنياك ، مانشستر بيبي ، إدساك ، مانشستر مارك 1 ، فيرانتي بيجاسوس ، فيرانتي ميركوري ، سيسيراك ، إدفاك ، يونيفاك الأول ، آي بي إم 701 ، آي بي إم 702 ، آي بي إم 650 ، Z22
الجيل الثالث ( الترانزستورات المنفصلة والدوائر المتكاملة SSI و MSI و LSI )الحواسيب المركزيةIBM 7090 ، IBM 7080 ، IBM System/360 ، مجموعة
حاسوب صغيرHP 2116A ، IBM System/32 ، IBM System/36 ، LINC ، PDP-8 ، PDP-11
جهاز كمبيوتر مكتبيHP 9100
الجيل الرابع ( الدوائر المتكاملة VLSI )حاسوب صغيرVAX ، IBM AS/400
حاسوب صغير ذو 4 بتإنتل 4004 ، إنتل 4040
حاسوب صغير ذو 8 بتإنتل 8008 ، إنتل 8080 ، موتورولا 6800 ، موتورولا 6809 ، موس تكنولوجي 6502 ، زيلوج Z80
حاسوب صغير ذو 16 بتإنتل 8088 ، زيلوج Z8000 ، دبليو دي سي 65816/65802
حاسوب صغير 32 بتإنتل 80386 ، بنتيوم ، موتورولا 68000 ، ARM
حاسوب صغير 64 بت [ د ]ألفا ، ميبس ، بي إيه-ريسك ، باور بي سي ، سبارك ، إكس 86-64 ، إيه آر إم في 8-إيه
الحاسوب المدمجإنتل 8048 ، إنتل 8051
كمبيوتر شخصيحاسوب مكتبي ، حاسوب منزلي ، حاسوب محمول، مساعد رقمي شخصي (PDA)، حاسوب محمول ، حاسوب لوحي ، حاسوب قابل للارتداء
نظري/تجريبيالحاسوب الكمومينظام IBM Q System One
الحاسوب الكيميائي
الحوسبة باستخدام الحمض النووي
الحاسوب البصري
حاسوب قائم على تقنية سبينترونيكس
الحاسوب العضوي/البرمجيات الرطبة

مواضيع أخرى متعلقة بالأجهزة

جهاز طرفي ( إدخال/إخراج )مدخلفأرة ، لوحة مفاتيح ، عصا تحكم ، ماسح ضوئي للصور ، كاميرا ويب ، لوحة رسم ، ميكروفون
الناتجشاشة ، طابعة ، مكبر صوت
كلاهمامحرك أقراص مرنة ، محرك أقراص صلبة ، محرك أقراص ضوئية ، طابعة عن بعد
حافلات الكمبيوترمدى قصيرRS-232 ، SCSI ، PCI ، USB
شبكات الحاسوب بعيدة المدىإيثرنت ، ATM ، FDDI

يتكون الحاسوب متعدد الأغراض من أربعة مكونات رئيسية: وحدة الحساب والمنطق (ALU)، ووحدة التحكم ، والذاكرة ، وأجهزة الإدخال والإخراج (يُشار إليها مجتمعةً بـ I/O). وترتبط هذه الأجزاء فيما بينها عبر ناقلات ، تتكون غالبًا من مجموعات من الأسلاك. ويحتوي كل جزء من هذه الأجزاء على آلاف إلى تريليونات من الدوائر الكهربائية الصغيرة التي يمكن تشغيلها أو إيقافها بواسطة مفتاح إلكتروني. تمثل كل دائرة بتًا ( رقمًا ثنائيًا) من المعلومات، فعندما تكون الدائرة قيد التشغيل، فإنها تمثل "1"، وعندما تكون مطفأة، فإنها تمثل "0" (في التمثيل المنطقي الموجب). تُرتّب الدوائر في بوابات منطقية بحيث يمكن لدائرة واحدة أو أكثر التحكم في حالة دائرة أخرى أو أكثر.

أجهزة الإدخال

أجهزة الإدخال هي الوسائل التي يتم من خلالها التحكم في عمليات الحاسوب وتزويده بالبيانات. ومن الأمثلة على ذلك:

أجهزة الإخراج

أجهزة الإخراج هي الوسائل التي يوفر بها الحاسوب نتائج حساباته بصيغة يسهل على الإنسان فهمها. ومن الأمثلة على ذلك:

وحدة التحكم

رسم تخطيطي يوضح كيفية فك تشفير تعليمات معمارية MIPS معينة بواسطة نظام التحكم

تتولى وحدة التحكم (التي تُسمى غالبًا نظام التحكم أو وحدة التحكم المركزية) إدارة مكونات الحاسوب المختلفة؛ فهي تقرأ تعليمات البرنامج وتفسرها (تفك شفرتها)، وتحولها إلى إشارات تحكم تُفعّل أجزاءً أخرى من الحاسوب. [ هـ ] قد تُغير أنظمة التحكم في الحواسيب المتقدمة ترتيب تنفيذ بعض التعليمات لتحسين الأداء.

يُعد عداد البرنامج مكونًا رئيسيًا مشتركًا بين جميع وحدات المعالجة المركزية ، وهو عبارة عن خلية ذاكرة خاصة ( سجل ) تتتبع موقع الذاكرة الذي ستُقرأ منه التعليمات التالية. [ f ]

تتمثل وظيفة نظام التحكم فيما يلي - وهذا وصف مبسط، وقد يتم تنفيذ بعض هذه الخطوات في وقت واحد أو بترتيب مختلف اعتمادًا على نوع وحدة المعالجة المركزية:

  1. اقرأ رمز التعليمات التالية من الخلية التي يشير إليها عداد البرنامج.
  2. فك شفرة الرمز الرقمي للتعليمات إلى مجموعة من الأوامر أو الإشارات لكل نظام من الأنظمة الأخرى.
  3. قم بزيادة عداد البرنامج بحيث يشير إلى التعليمات التالية.
  4. اقرأ البيانات المطلوبة من خلايا الذاكرة (أو ربما من جهاز إدخال). عادةً ما يتم تخزين موقع هذه البيانات المطلوبة داخل رمز التعليمات.
  5. قم بتوفير البيانات اللازمة لوحدة الحساب والمنطق أو المسجل.
  6. إذا كانت التعليمات تتطلب وحدة حساب ومنطق أو أجهزة متخصصة لإكمالها، فقم بتوجيه الجهاز لتنفيذ العملية المطلوبة.
  7. اكتب النتيجة من وحدة الحساب والمنطق (ALU) مرة أخرى إلى موقع في الذاكرة أو إلى سجل أو ربما إلى جهاز إخراج.
  8. ارجع إلى الخطوة (1).

من الناحية النظرية، بما أن عداد البرنامج هو مجرد مجموعة أخرى من خلايا الذاكرة، فإنه يمكن تغييره من خلال العمليات الحسابية التي تُجرى في وحدة الحساب والمنطق (ALU). إضافة 100 إلى عداد البرنامج ستؤدي إلى قراءة التعليمات التالية من موقع يبعد 100 موقع في البرنامج. تُعرف التعليمات التي تُعدّل عداد البرنامج عادةً باسم "القفزات"، وهي تسمح بإنشاء حلقات تكرارية (تعليمات يُكررها الحاسوب) وتنفيذ التعليمات المشروطة (كلاهما مثالان على تدفق التحكم ).

إن تسلسل العمليات التي تمر بها وحدة التحكم لمعالجة التعليمات يشبه في حد ذاته برنامج كمبيوتر قصير، وفي الواقع، في بعض تصميمات وحدة المعالجة المركزية الأكثر تعقيدًا، يوجد جهاز كمبيوتر آخر أصغر يسمى جهاز التسلسل الدقيق ، والذي يقوم بتشغيل برنامج التعليمات البرمجية الدقيقة الذي يتسبب في حدوث كل هذه الأحداث.

وحدة المعالجة المركزية (CPU)

تُعرف وحدة التحكم ووحدة الحساب والمنطق والسجلات مجتمعةً باسم وحدة المعالجة المركزية (CPU). كانت وحدات المعالجة المركزية الأولى تتألف من العديد من المكونات المنفصلة. ومنذ سبعينيات القرن الماضي، أصبحت وحدات المعالجة المركزية تُصنع عادةً على شريحة دارة متكاملة واحدة من نوع MOS تُسمى المعالج الدقيق .

وحدة الحساب والمنطق (ALU)

تستطيع وحدة الحساب والمنطق (ALU) إجراء نوعين من العمليات: الحسابية والمنطقية. [ 126 ] قد تقتصر مجموعة العمليات الحسابية التي تدعمها وحدة حساب ومنطق معينة على الجمع والطرح، أو قد تشمل الضرب والقسمة ودوال حساب المثلثات مثل الجيب وجيب التمام، بالإضافة إلى الجذور التربيعية . بعض هذه الوحدات لا تعمل إلا على الأعداد الصحيحة ، بينما يستخدم البعض الآخر الأعداد العشرية لتمثيل الأعداد الحقيقية ، وإن كان ذلك بدقة محدودة. مع ذلك، يمكن برمجة أي حاسوب قادر على إجراء أبسط العمليات لتقسيم العمليات الأكثر تعقيدًا إلى خطوات بسيطة يمكنه تنفيذها. لذا، يمكن برمجة أي حاسوب لإجراء أي عملية حسابية، مع العلم أن ذلك سيستغرق وقتًا أطول إذا لم تدعم وحدة الحساب والمنطق هذه العملية بشكل مباشر. كما يمكن لوحدة الحساب والمنطق مقارنة الأعداد وإرجاع قيم منطقية (صواب أو خطأ) بناءً على ما إذا كان أحد العددين يساوي الآخر أو أكبر منه أو أصغر منه ("هل 64 أكبر من 65؟"). تتضمن العمليات المنطقية المنطق البولياني : AND و OR و XOR و NOT . ويمكن أن تكون هذه العمليات مفيدة لإنشاء عبارات شرطية معقدة ومعالجة المنطق البولياني .

قد تحتوي الحواسيب فائقة القياس على وحدات حسابية ومنطقية متعددة، مما يسمح لها بمعالجة عدة تعليمات في وقت واحد. [ 127 ] غالبًا ما تحتوي معالجات الرسومات والحواسيب المزودة بميزات SIMD و MIMD على وحدات حسابية ومنطقية قادرة على إجراء العمليات الحسابية على المتجهات والمصفوفات .

ذاكرة

كانت ذاكرة النواة المغناطيسية (باستخدام النوى المغناطيسية ) هي ذاكرة الكمبيوتر المفضلة في الستينيات، إلى أن تم استبدالها بذاكرة أشباه الموصلات (باستخدام خلايا ذاكرة MOS ).

يمكن اعتبار ذاكرة الحاسوب بمثابة قائمة من الخلايا التي يمكن تخزين الأرقام فيها أو قراءتها. لكل خلية عنوان مرقم ، ويمكنها تخزين رقم واحد فقط. يمكن توجيه الحاسوب لوضع الرقم 123 في الخلية رقم 1357، أو لجمع الرقم الموجود في الخلية 1357 مع الرقم الموجود في الخلية 2468 ووضع الناتج في الخلية 1595. قد تمثل المعلومات المخزنة في الذاكرة أي شيء تقريبًا، من حروف وأرقام، وحتى تعليمات الحاسوب، حيث يمكن تخزينها بسهولة متساوية. ولأن وحدة المعالجة المركزية لا تُميز بين أنواع المعلومات المختلفة، فإن مسؤولية إضفاء معنى على ما تراه الذاكرة مجرد سلسلة من الأرقام تقع على عاتق البرنامج .

في معظم الحواسيب الحديثة، تُهيأ كل خلية ذاكرة لتخزين الأرقام الثنائية في مجموعات من ثمانية بتات (تُسمى بايت ). يستطيع كل بايت تمثيل 256 رقمًا مختلفًا (2⁸ = 256)؛ إما من 0 إلى 255 أو من -128 إلى +127. لتخزين أرقام أكبر، يمكن استخدام عدة بايتات متتالية (عادةً اثنان أو أربعة أو ثمانية). عند الحاجة إلى أرقام سالبة، تُخزن عادةً بنظام المتمم الثنائي . توجد ترتيبات أخرى ممكنة، ولكنها غير شائعة خارج التطبيقات المتخصصة أو السياقات التاريخية. يستطيع الحاسوب تخزين أي نوع من المعلومات في الذاكرة إذا أمكن تمثيلها عدديًا. تحتوي الحواسيب الحديثة على مليارات أو حتى تريليونات البايتات من الذاكرة.

تحتوي وحدة المعالجة المركزية (CPU) على مجموعة خاصة من خلايا الذاكرة تُسمى المسجلات ، والتي يمكن قراءتها وكتابتها بسرعة أكبر بكثير من الذاكرة الرئيسية. يتراوح عدد المسجلات عادةً بين اثنين ومئة مسجل، وذلك حسب نوع وحدة المعالجة المركزية. تُستخدم المسجلات لتخزين البيانات الأكثر استخدامًا لتجنب الحاجة إلى الوصول إلى الذاكرة الرئيسية في كل مرة تُطلب فيها البيانات. وبما أن البيانات تُعالج باستمرار، فإن تقليل الحاجة إلى الوصول إلى الذاكرة الرئيسية (التي غالبًا ما تكون بطيئة مقارنةً بوحدة الحساب والمنطق ووحدات التحكم) يُحسّن سرعة الحاسوب بشكل كبير.

تأتي ذاكرة الحاسوب الرئيسية بنوعين رئيسيين:

يمكن قراءة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والكتابة إليها في أي وقت يأمرها المعالج المركزي (CPU)، بينما ذاكرة القراءة فقط (ROM) مُحمّلة مسبقًا ببيانات وبرامج ثابتة، لذا لا يمكن للمعالج المركزي سوى القراءة منها. تُستخدم ذاكرة القراءة فقط عادةً لتخزين تعليمات بدء تشغيل الحاسوب. بشكل عام، تُمسح محتويات ذاكرة الوصول العشوائي عند إيقاف تشغيل الحاسوب، بينما تحتفظ ذاكرة القراءة فقط ببياناتها إلى أجل غير مسمى. في الحاسوب الشخصي، تحتوي ذاكرة القراءة فقط على برنامج متخصص يُسمى BIOS، وهو المسؤول عن تحميل نظام تشغيل الحاسوب من القرص الصلب إلى ذاكرة الوصول العشوائي عند تشغيل الحاسوب أو إعادة تشغيله. في الحواسيب المدمجة ، التي غالبًا لا تحتوي على أقراص صلبة، قد تُخزّن جميع البرامج المطلوبة في ذاكرة القراءة فقط. يُطلق على البرامج المخزنة في ذاكرة القراءة فقط اسم البرامج الثابتة (Firmware) ، لأنها تُشبه من الناحية النظرية المكونات المادية أكثر من البرامج. تُطمس ذاكرة الفلاش التمييز بين ذاكرة القراءة فقط وذاكرة الوصول العشوائي، حيث تحتفظ ببياناتها عند إيقاف تشغيلها ، كما أنها قابلة لإعادة الكتابة. ومع ذلك ، فهي عادةً أبطأ بكثير من ذاكرة القراءة فقط وذاكرة الوصول العشوائي التقليدية، لذا يقتصر استخدامها على التطبيقات التي لا تتطلب سرعة عالية.

في الحواسيب الأكثر تطوراً، قد يوجد ذاكرة تخزين مؤقتة واحدة أو أكثر من نوع RAM ، وهي أبطأ من المسجلات ولكنها أسرع من الذاكرة الرئيسية. وعادةً ما تُصمَّم الحواسيب المزودة بهذا النوع من ذاكرة التخزين المؤقتة لنقل البيانات المطلوبة بشكل متكرر إليها تلقائياً، غالباً دون الحاجة إلى أي تدخل من المبرمج.

المدخلات/المخرجات (I/O)

تُعد محركات الأقراص الصلبة من أجهزة التخزين الشائعة المستخدمة مع أجهزة الكمبيوتر.

تُعدّ عمليات الإدخال والإخراج الوسيلة التي يتبادل بها الحاسوب المعلومات مع العالم الخارجي. [ 129 ] تُسمى الأجهزة التي تُدخل أو تُخرج البيانات إلى الحاسوب بالأجهزة الطرفية . [ 130 ] في الحاسوب الشخصي النموذجي، تشمل الأجهزة الطرفية أجهزة الإدخال مثل لوحة المفاتيح والفأرة ، وأجهزة الإخراج مثل الشاشة والطابعة . تعمل محركات الأقراص الصلبة ، ومحركات الأقراص المرنة ، ومحركات الأقراص الضوئية كأجهزة إدخال وإخراج في آنٍ واحد. تُعدّ شبكات الحاسوب شكلاً آخر من أشكال الإدخال والإخراج. غالبًا ما تكون أجهزة الإدخال والإخراج عبارة عن حواسيب معقدة بحد ذاتها، مزودة بوحدة معالجة مركزية وذاكرة خاصتين بها. قد تحتوي وحدة معالجة الرسومات على خمسين حاسوبًا صغيرًا أو أكثر تُجري العمليات الحسابية اللازمة لعرض الرسومات ثلاثية الأبعاد . تحتوي الحواسيب المكتبية الحديثة على العديد من الحواسيب الصغيرة التي تُساعد وحدة المعالجة المركزية الرئيسية في تنفيذ عمليات الإدخال والإخراج. تحتوي شاشة العرض المسطحة، التي يعود تاريخها إلى عام 2016، على دوائر حاسوبية خاصة بها.

تعدد المهام

على الرغم من إمكانية النظر إلى الحاسوب على أنه يُشغّل برنامجًا واحدًا ضخمًا مُخزّنًا في ذاكرته الرئيسية، إلا أنه في بعض الأنظمة يكون من الضروري إظهار تشغيل عدة برامج في وقت واحد. ويتحقق ذلك من خلال تعدد المهام، أي جعل الحاسوب ينتقل بسرعة بين تشغيل كل برنامج بدوره. [ 131 ]

إحدى طرق تحقيق ذلك هي استخدام إشارة خاصة تُسمى المقاطعة ، والتي يمكنها أن تُوقف الحاسوب دوريًا عن تنفيذ التعليمات التي توقف عندها، وتُحوّلها إلى مهمة أخرى. وبفضل تذكّر الحاسوب للمكان الذي كان يُنفّذ فيه التعليمات قبل المقاطعة، يُمكنه العودة إلى تلك المهمة لاحقًا. إذا كانت عدة برامج تعمل "في الوقت نفسه"، فقد يُولّد مُولّد المقاطعات مئات المقاطعات في الثانية، مما يُؤدي إلى تبديل البرامج في كل مرة. ولأن الحواسيب الحديثة تُنفّذ التعليمات عادةً بسرعة تفوق سرعة الإدراك البشري بعدة مراتب، فقد يبدو أن العديد من البرامج تعمل في الوقت نفسه، مع أن برنامجًا واحدًا فقط هو الذي يُنفّذ في أي لحظة. تُسمى هذه الطريقة في تعدد المهام أحيانًا "المشاركة الزمنية"، حيث يُخصّص لكل برنامج "شريحة" زمنية بالتناوب. [ 132 ]

قبل عصر الحواسيب الرخيصة، كان الاستخدام الرئيسي لتعدد المهام هو تمكين العديد من الأشخاص من استخدام نفس الحاسوب. ظاهريًا، قد يؤدي تعدد المهام إلى إبطاء أداء الحاسوب الذي ينتقل بين عدة برامج، بما يتناسب طرديًا مع عدد البرامج قيد التشغيل، ولكن معظم البرامج تقضي وقتًا طويلًا في انتظار أجهزة الإدخال/الإخراج البطيئة لإتمام مهامها. إذا كان البرنامج ينتظر نقرة المستخدم على الفأرة أو ضغطه على مفتاح في لوحة المفاتيح، فلن يستحوذ على أي وقت حتى يتحقق هذا الأمر . هذا يوفر وقتًا للبرامج الأخرى للتنفيذ، مما يسمح بتشغيل العديد من البرامج في وقت واحد دون فقدان ملحوظ في السرعة.

المعالجة المتعددة

صممت شركة كراي العديد من الحواسيب العملاقة التي استخدمت المعالجة المتعددة بشكل مكثف.

صُممت بعض الحواسيب لتوزيع مهامها على عدة وحدات معالجة مركزية في تكوين متعدد المعالجة، وهي تقنية كانت تُستخدم سابقًا فقط في الأجهزة الكبيرة والقوية مثل الحواسيب العملاقة والحواسيب المركزية والخوادم . أصبحت الحواسيب الشخصية والمحمولة متعددة المعالجات ومتعددة النوى (وحدات معالجة مركزية متعددة على دائرة متكاملة واحدة) متوفرة على نطاق واسع، ويزداد استخدامها في الأسواق منخفضة التكلفة نتيجة لذلك.

تتميز الحواسيب العملاقة، على وجه الخصوص، ببنية فريدة للغاية تختلف اختلافًا كبيرًا عن بنية البرامج المخزنة الأساسية وعن الحواسيب العامة. [ ح ] غالبًا ما تحتوي على آلاف وحدات المعالجة المركزية، ووصلات عالية السرعة مُخصصة، ومكونات حاسوبية متخصصة. تميل هذه التصاميم إلى أن تكون مفيدة فقط للمهام المتخصصة نظرًا لحجم تنظيم البرامج الكبير المطلوب لاستخدام معظم الموارد المتاحة في وقت واحد. تُستخدم الحواسيب العملاقة عادةً في المحاكاة واسعة النطاق ، وعرض الرسومات ، وتطبيقات التشفير ، بالإضافة إلى مهام أخرى تُعرف باسم " المهام المتوازية للغاية ".

برمجة

يتألف البرمجيات من المعلومات المشفرة التي تحدد كيفية عمل الحاسوب، مثل البيانات أو التعليمات المتعلقة بمعالجة هذه البيانات. وعلى عكس المكونات المادية التي يُبنى منها النظام، فإن البرمجيات غير مادية. تشمل البرمجيات برامج الحاسوب ، والمكتبات ، والبيانات غير التنفيذية ذات الصلة، مثل الوثائق الإلكترونية أو الوسائط الرقمية . وغالبًا ما تُقسم إلى برمجيات النظام وبرمجيات التطبيقات . وتُعدّ كل من البرمجيات والمكونات المادية جزءًا أساسيًا من الحاسوب الحديث.

البرامج الثابتة هي مجموعة فرعية من البرامج التي تستخدم للتحكم في الأجهزة المادية، كما هو الحال مع BIOS ROM في جهاز كمبيوتر متوافق مع IBM PC .

نظام التشغيل / برامج النظاميونكس وبي إس ديأنظمة التشغيل UNIX System V و IBM AIX و HP-UX و Solaris ( SunOS ) و IRIX وقائمة أنظمة تشغيل BSD
لينكسقائمة توزيعات لينكس ، مقارنة بين توزيعات لينكس
ويندوزويندوز 95 ، ويندوز 98 ، ويندوز إن تي ، ويندوز 2000 ، ويندوز إم إي ، ويندوز إكس بي ، ويندوز فيستا ، ويندوز 7 ، ويندوز 8 ، ويندوز 8.1 ، ويندوز 10 ، ويندوز 11
متوافق مع نظام التشغيل MS-DOSMS-DOS ، IBM PC DOS ، DR-DOS ، FreeDOS
ماكنظام التشغيل ماك الكلاسيكي ، macOS (سابقًا OS X و Mac OS X)
مضمن وفي الوقت الفعليقائمة أنظمة التشغيل المدمجة
تجريبيالأميبا ، أوبرون – AOS، بلوبوتل، A2 ، بلان 9 من مختبرات بيل
مكتبةالوسائط المتعددةدايركت اكس ، برنامج OpenGL ، OpenAL ، فولكان (API)
مكتبة البرمجةمكتبة C القياسية ، مكتبة القوالب القياسية
بياناتبروتوكولبروتوكول TCP/IP ، كيرميت ، بروتوكول نقل الملفات FTP ، بروتوكول HTTP ، بروتوكول SMTP
تنسيق الملفHTML ، XML ، JPEG ، MPEG ، PNG
واجهة المستخدمواجهة المستخدم الرسومية ( WIMP )ويندوز ، جنوم ، كيدي ، كيو إن إكس فوتون، سي دي إي ، جيم ، أكوا
واجهة مستخدم نصيةواجهة سطر الأوامر ، واجهة المستخدم النصية
برامج التطبيقاتمجموعة برامج المكتبمعالجة النصوص ، النشر المكتبي ، برنامج العروض التقديمية ، نظام إدارة قواعد البيانات ، جدولة وإدارة الوقت، جداول البيانات ، برامج المحاسبة
الوصول إلى الإنترنتمتصفح ، عميل بريد إلكتروني ، خادم ويب ، وكيل نقل البريد ، مراسلة فورية
التصميم والتصنيعالتصميم بمساعدة الحاسوب ، التصنيع بمساعدة الحاسوب ، إدارة المصانع، التصنيع الروبوتي، إدارة سلسلة التوريد
الرسوماتمحرر رسومات نقطية ، محرر رسومات متجهة ، مصمم نماذج ثلاثية الأبعاد ، محرر رسوم متحركة ، رسومات حاسوبية ثلاثية الأبعاد ، تحرير فيديو ، معالجة صور
صوتيمحرر الصوت الرقمي ، تشغيل الصوت ، المزج ، توليف الصوت ، موسيقى الكمبيوتر
هندسة البرمجياتالمترجم ، والمجمع ، والمفسر ، ومصحح الأخطاء ، ومحرر النصوص ، وبيئة التطوير المتكاملة ، وتحليل أداء البرمجيات ، والتحكم في المراجعات ، وإدارة تكوين البرمجيات
التعليمألعاب تعليمية ترفيهية ، ألعاب تعليمية ، ألعاب جادة ، محاكاة طيران
ألعاباستراتيجية ، ألعاب أركيد ، ألغاز ، محاكاة ، ألعاب إطلاق نار من منظور الشخص الأول ، منصات ، ألعاب متعددة اللاعبين عبر الإنترنت ، قصص تفاعلية
متفرقاتالذكاء الاصطناعي ، برامج مكافحة الفيروسات ، برامج فحص البرامج الضارة ، أنظمة إدارة التثبيت / الحزم ، مدير الملفات

البرامج

السمة المميزة للحواسيب الحديثة، والتي تميزها عن جميع الآلات الأخرى، هي قابليتها للبرمجة . إذ يُمكن إعطاء الحاسوب نوعًا من التعليمات ( البرنامج )، فيقوم بمعالجتها. غالبًا ما تستخدم الحواسيب الحديثة المبنية على معمارية فون نيومان لغة برمجة إجرائية . عمليًا، قد يتكون برنامج الحاسوب من بضع تعليمات فقط، أو قد يمتد إلى ملايين التعليمات، كما هو الحال في برامج معالجة النصوص ومتصفحات الإنترنت على سبيل المثال. يستطيع الحاسوب الحديث النموذجي تنفيذ مليارات التعليمات في الثانية ( جيجافلوب )، ونادرًا ما يرتكب خطأً على مدار سنوات طويلة من التشغيل. أما البرامج الحاسوبية الضخمة التي تتكون من ملايين التعليمات، فقد تستغرق فرق المبرمجين سنوات لكتابتها، ونظرًا لتعقيد المهمة، فمن شبه المؤكد أنها تحتوي على أخطاء.

بنية البرنامج المخزن

نسخة طبق الأصل من جهاز مانشستر بيبي ، أول حاسوب إلكتروني في العالم يعمل بنظام تخزين البرامج ، في متحف العلوم والصناعة في مانشستر، إنجلترا

ينطبق هذا القسم على معظم أجهزة الكمبيوتر الشائعة التي تعتمد على ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) .

في معظم الحالات، تكون تعليمات الحاسوب بسيطة: جمع عددين، نقل بيانات من موقع إلى آخر، إرسال رسالة إلى جهاز خارجي، وما إلى ذلك. تُقرأ هذه التعليمات من ذاكرة الحاسوب ، وتُنفذ عادةً بالترتيب الذي أُعطيت به. مع ذلك، توجد عادةً تعليمات متخصصة لإخبار الحاسوب بالقفز للأمام أو للخلف إلى مكان آخر في البرنامج، ومتابعة التنفيذ من هناك. تُسمى هذه التعليمات "تعليمات القفز" (أو التفرعات ). علاوة على ذلك، يمكن برمجة تعليمات القفز بحيث تُنفذ بشكل مشروط ، ما يسمح باستخدام تسلسلات مختلفة من التعليمات بناءً على نتيجة عملية حسابية سابقة أو حدث خارجي. تدعم العديد من الحواسيب الإجراءات الفرعية مباشرةً ، من خلال توفير نوع من القفز "يتذكر" الموقع الذي قفز منه، وتعليمات أخرى للعودة إلى التعليمات التي تليه.

يمكن تشبيه تنفيذ البرامج بقراءة كتاب. فبينما يقرأ الإنسان عادةً كل كلمة وسطر بالتسلسل، قد يعود أحيانًا إلى موضع سابق في النص أو يتجاوز أجزاءً غير مهمة. وبالمثل، قد يعود الحاسوب أحيانًا ويكرر التعليمات في جزء معين من البرنامج مرارًا وتكرارًا حتى يتحقق شرط داخلي محدد. يُسمى هذا بتدفق التحكم داخل البرنامج، وهو ما يسمح للحاسوب بأداء المهام بشكل متكرر دون تدخل بشري.

بالمقارنة، يستطيع مستخدم الآلة الحاسبة الجيبية إجراء عملية حسابية بسيطة كجمع عددين بضغطة زر واحدة. لكن جمع جميع الأعداد من 1 إلى 1000 يتطلب آلاف الضغطات ووقتًا طويلًا، مع احتمال كبير للوقوع في خطأ. في المقابل، يمكن برمجة الحاسوب للقيام بذلك ببضع تعليمات بسيطة. المثال التالي مكتوب بلغة التجميع MIPS :

ابدأ: addi $8 , $0 , 0 # تهيئة المجموع إلى 0 addi $9 , $0 , 1 # تعيين أول رقم للجمع = 1 حلقة: slti $10 , $9 , 1000 # التحقق مما إذا كان الرقم أقل من 1000 beq $10 , $0 , finish # إذا كان الرقم فرديًا أكبر من n، فاخرج add $8 , $8 , $9 # تحديث المجموع addi $9 , $9 , 1 # الحصول على الرقم التالي j حلقة # تكرار عملية الجمع إنهاء: add $2 , $8 , $0 # وضع المجموع في سجل الإخراج

بمجرد إعطاء الأمر بتشغيل هذا البرنامج، سيقوم الحاسوب بتنفيذ عملية الجمع المتكررة دون أي تدخل بشري إضافي. يكاد يكون من المستحيل أن يرتكب خطأً، ويمكن للحاسوب الحديث إنجاز المهمة في جزء من الثانية.

لغة الآلة

في معظم الحواسيب، تُخزَّن التعليمات الفردية كلغة آلية ، ويُعطى لكل تعليمة رقم فريد (رمز العملية أو opcode اختصارًا). فمثلاً، يكون لأمر جمع عددين رمز opcode واحد، ولأمر ضربهما رمز opcode مختلف، وهكذا. تستطيع أبسط الحواسيب تنفيذ عدد محدود من التعليمات، بينما تمتلك الحواسيب الأكثر تعقيدًا مئات التعليمات للاختيار من بينها، ولكل منها رمز رقمي فريد. وبما أن ذاكرة الحاسوب قادرة على تخزين الأرقام، فإنها تستطيع أيضًا تخزين رموز التعليمات. وهذا يقودنا إلى حقيقة مهمة، وهي أن البرامج الكاملة (التي هي مجرد قوائم من هذه التعليمات) يمكن تمثيلها كقوائم من الأرقام، ويمكن معالجتها داخل الحاسوب بنفس طريقة معالجة البيانات الرقمية. ويُعدّ المفهوم الأساسي لتخزين البرامج في ذاكرة الحاسوب جنبًا إلى جنب مع البيانات التي تعمل عليها جوهر بنية فون نيومان، أو بنية البرنامج المخزن. [ 134 ] [ 135 ] في بعض الحالات، قد يخزن الحاسوب جزءًا من برنامجه أو كله في ذاكرة منفصلة عن البيانات التي يعمل عليها. يُطلق على هذا اسم بنية هارفارد نسبةً إلى حاسوب هارفارد مارك 1. وتُظهر حواسيب فون نيومان الحديثة بعض سمات بنية هارفارد في تصميماتها، كما هو الحال في ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية .

على الرغم من إمكانية كتابة برامج الحاسوب على شكل قوائم طويلة من الأرقام ( لغة الآلة )، وعلى الرغم من استخدام هذه التقنية في العديد من الحواسيب القديمة، [ i ] إلا أنها عملية شاقة للغاية وعرضة للأخطاء، خاصةً في البرامج المعقدة. بدلاً من ذلك، يمكن إعطاء كل تعليمة أساسية اسمًا مختصرًا يدل على وظيفتها ويسهل تذكره  ، مثل اختصارات مثل ADD وSUB وMULT وJUMP. تُعرف هذه الاختصارات مجتمعةً بلغة التجميع . عادةً ما يتم تحويل البرامج المكتوبة بلغة التجميع إلى لغة يفهمها الحاسوب (لغة الآلة) بواسطة برنامج حاسوب يُسمى المُجمِّع.

بطاقة مثقبة من سبعينيات القرن الماضي تحتوي على سطر واحد من برنامج مكتوب بلغة فورتران . نص البطاقة: "Z(1) = Y + W(1)" ومكتوب عليها "PROJ039" لأغراض التعريف.

لغة البرمجة

لغة البرمجة هي نظام كتابة يُستخدم لكتابة الشفرة المصدرية التي يُنتج منها برنامج الحاسوب . توفر لغات البرمجة طرقًا متنوعة لتحديد البرامج التي تُشغّلها الحواسيب. على عكس اللغات الطبيعية ، صُممت لغات البرمجة لتكون واضحة وموجزة. وهي لغات مكتوبة بحتة، وغالبًا ما يصعب قراءتها بصوت عالٍ. تُترجم هذه اللغات عادةً إلى لغة الآلة بواسطة مُترجم أو مُجمّع قبل تشغيلها، أو تُترجم مباشرةً أثناء التشغيل بواسطة مُفسّر . أحيانًا تُنفّذ البرامج بطريقة هجينة تجمع بين الطريقتين.

توجد آلاف من لغات البرمجة - بعضها مخصص للبرمجة العامة ، والبعض الآخر مفيد فقط للتطبيقات المتخصصة للغاية.

لغات البرمجة
قوائم لغات البرمجةالتسلسل الزمني للغات البرمجة ، قائمة لغات البرمجة حسب الفئة ، قائمة لغات البرمجة حسب الأجيال ، قائمة لغات البرمجة ، لغات البرمجة غير القائمة على اللغة الإنجليزية
لغات التجميع الشائعة الاستخدامARM ، MIPS ، x86
لغات البرمجة عالية المستوى شائعة الاستخدامأدا ، بيسك ، سي ، سي++ ، سي# ، كوبول ، فورتران ، بي إل/آي ، ريكس ، جافا ، ليسب ، باسكال ، أوبجكت باسكال
لغات البرمجة النصية الشائعة الاستخدامبورن سكريبت ، جافا سكريبت ، بايثون ، روبي ، بي إتش بي ، بيرل

تصميم البرنامج

يُعدّ تصميم البرامج الصغيرة بسيطًا نسبيًا، ويتضمن تحليل المشكلة، وجمع المدخلات، واستخدام بنيات البرمجة في اللغات، وابتكار أو استخدام الإجراءات والخوارزميات المُعتمدة، وتوفير البيانات لأجهزة الإخراج، وإيجاد حلول للمشكلة عند الاقتضاء. [ 136 ] ومع ازدياد حجم المشكلات وتعقيدها، تظهر ميزات مثل البرامج الفرعية، والوحدات، والتوثيق الرسمي، ونماذج جديدة مثل البرمجة كائنية التوجه. [ 137 ] أما البرامج الكبيرة التي تتضمن آلاف الأسطر البرمجية أو أكثر، فتتطلب منهجيات برمجية رسمية. [ 138 ] ويُمثل تطوير أنظمة برمجية كبيرة تحديًا فكريًا كبيرًا. [ 139 ] لطالما كان إنتاج برمجيات ذات موثوقية عالية مقبولة ضمن جدول زمني وميزانية مُحددين أمرًا صعبًا؛ [ 140 ] ويركز تخصص هندسة البرمجيات الأكاديمي والمهني تحديدًا على هذا التحدي. [ 141 ]

الأخطاء

أول خطأ برمجي حقيقي في الكمبيوتر، وهو عبارة عن عثة تم العثور عليها عالقة على مرحل كمبيوتر هارفارد مارك 2

تُسمى الأخطاء في برامج الحاسوب " أخطاء برمجية". قد تكون هذه الأخطاء غير ضارة ولا تؤثر على فائدة البرنامج، أو قد يكون لها تأثيرات طفيفة فقط. مع ذلك، في بعض الحالات، قد تتسبب في " توقف " البرنامج أو النظام بأكمله، ما يجعله غير مستجيب للمدخلات مثل نقرات الماوس أو ضغطات المفاتيح، أو قد يؤدي إلى فشله التام أو تعطله . [ 142 ] في بعض الأحيان، قد تُستغل الأخطاء البرمجية، التي تبدو غير ضارة، لأغراض خبيثة من قِبل مستخدم عديم الضمير يكتب برنامج استغلال ، وهو عبارة عن كود مصمم للاستفادة من خطأ برمجي وتعطيل التنفيذ السليم للحاسوب. عادةً لا تكون الأخطاء البرمجية خطأ الحاسوب نفسه. بما أن الحواسيب تُنفذ التعليمات المُعطاة لها فقط، فإن الأخطاء البرمجية تكاد تكون دائمًا نتيجة خطأ من المبرمج أو سهو في تصميم البرنامج. [ j ] يُنسب إلى الأدميرال غريس هوبر ، عالمة الحاسوب الأمريكية ومطورة أول مُترجم برمجي ، الفضل في استخدام مصطلح "الأخطاء البرمجية" لأول مرة في مجال الحوسبة بعد العثور على عثة ميتة تُسبب قصرًا كهربائيًا في مُرحِّل في حاسوب هارفارد مارك 2 في سبتمبر 1947. [ 143 ]

الشبكات والإنترنت

عرض مرئي لجزء من المسارات على الإنترنت

استُخدمت الحواسيب لتنسيق المعلومات بين مواقع مادية متعددة منذ خمسينيات القرن الماضي. وكان نظام SAGE التابع للجيش الأمريكي أول مثال واسع النطاق لمثل هذا النظام، مما أدى إلى ظهور عدد من الأنظمة التجارية ذات الأغراض الخاصة مثل Sabre . [ 144 ]

في سبعينيات القرن العشرين، بدأ مهندسو الحاسوب في المؤسسات البحثية في جميع أنحاء الولايات المتحدة بربط حواسيبهم معًا باستخدام تقنية الاتصالات. وقد مُوِّل هذا الجهد من قِبَل وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة (ARPA) (التي تُعرف الآن باسم وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة الدفاعية DARPA )، وأُطلق على شبكة الحاسوب الناتجة اسم ARPANET . [ 145 ] تُعدّ البوابات المنطقية تجريدًا شائعًا يُمكن تطبيقه على معظم النماذج الرقمية أو التناظرية المذكورة أعلاه . إنّ قدرة الحواسيب على تخزين وتنفيذ قوائم التعليمات التي تُسمى البرامج تجعلها متعددة الاستخدامات للغاية، مما يُميّزها عن الآلات الحاسبة . تُقدّم نظرية تشرش-تورينج بيانًا رياضيًا لهذه المرونة: أي حاسوب ذي قدرة دنيا (كونه كاملًا تورينج) قادر، من حيث المبدأ، على أداء نفس المهام التي يُمكن لأي حاسوب آخر أداءها. لذلك، فإن أي نوع من الحواسيب ( الحاسوب الصغير ، والحاسوب العملاق ، والأتمتة الخلوية ، وما إلى ذلك) قادر على أداء نفس المهام الحسابية، إذا توفر له الوقت الكافي وسعة التخزين اللازمة.

الذكاء الاصطناعي

في القرن العشرين، كانت أنظمة الذكاء الاصطناعي رمزية في الغالب ، حيث كانت تُنفذ شيفرة برمجية مكتوبة صراحةً من قِبل مطوري البرمجيات. [ 146 ] أما نماذج التعلم الآلي ، فلها مجموعة من المعايير التي تُعدّل باستمرار خلال عملية التدريب، بحيث يتعلم النموذج إنجاز مهمة ما بناءً على البيانات المُقدمة. وقد تحسنت كفاءة التعلم الآلي (وخاصةً الشبكات العصبية ) بشكل سريع مع التقدم في أجهزة الحوسبة المتوازية ، ولا سيما وحدات معالجة الرسومات (GPUs). [ 147 ] وتستطيع بعض نماذج اللغة الكبيرة التحكم في أجهزة الكمبيوتر أو الروبوتات. [ 148 ] [ 149 ] وقد يُفضي التقدم في مجال الذكاء الاصطناعي إلى ابتكار الذكاء الاصطناعي العام (AGI)، وهو نوع من الذكاء الاصطناعي قادر على إنجاز أي مهمة فكرية تقريبًا بكفاءة لا تقل عن كفاءة البشر. [ 150 ]

المهن والمنظمات

مع انتشار استخدام أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء المجتمع، يتزايد عدد الوظائف التي تتضمن استخدام أجهزة الكمبيوتر.

المهن المتعلقة بالحاسوب
متعلقة بالأجهزةالهندسة الكهربائية ، الهندسة الإلكترونية ، هندسة الحاسوب ، هندسة الاتصالات ، الهندسة البصرية ، الهندسة النانوية
البرمجيات ذات الصلةعلوم الحاسوب ، هندسة الحاسوب ، النشر المكتبي ، التفاعل بين الإنسان والحاسوب ، تكنولوجيا المعلومات، نظم المعلومات ، العلوم الحسابية ، هندسة البرمجيات، صناعة ألعاب الفيديو ، تصميم المواقع الإلكترونية

أدت الحاجة إلى أن تعمل أجهزة الكمبيوتر بشكل جيد معًا وأن تكون قادرة على تبادل المعلومات إلى ظهور الحاجة إلى العديد من منظمات المعايير والنوادي والجمعيات ذات الطابع الرسمي وغير الرسمي.

المنظمات
مجموعات المعاييرANSI ، IEC ، IEEE ، IETF ، ISO ، W3C
الجمعيات المهنيةACM ، AIS ، IET ، IFIP ، BCS
مجموعات البرمجيات الحرة / مفتوحة المصدرمؤسسة البرمجيات الحرة ، مؤسسة موزيلا ، مؤسسة برمجيات أباتشي

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. بحسب شمندت-بيسيرات (1981) ، احتوت هذه الأوعية الطينية على رموز، كان مجموعها يمثل عدد الأشياء المنقولة. وهكذا، مثّلت هذه الأوعية نوعًا منسند الشحن أو دفتر الحسابات. ولتجنب كسر الأوعية، وُضعت أولًا طبعات طينية للرموز على سطحها الخارجي لغرض العد؛ ثم جُرّدت أشكال هذه الطبعات إلى علامات مُنمّقة؛ وأخيرًا، استُخدمت هذه العلامات المُنمّقة بشكل منهجي كأرقام؛ ثم صِيغت هذه الأرقام في النهاية.وفي نهاية المطاف، أصبحت العلامات الموجودة على سطح الأوعية كافيةً لنقل العدد، وتطورت الأوعية الطينية إلى ألواح طينية تحمل علامات العد. ويُقدّر شمندت-بيسيرات (1999) أن هذه العملية استغرقت 4000 عام.
  2. ↑ كانت شريحة معالج إنتل 4004 (1971) تبلغ مساحتها 12 مم²  ،وتتكون من 2300 ترانزستور؛ وبالمقارنة، كانت شريحة معالج بنتيوم برو تبلغ مساحتها 306 مم² ،وتتكون من 5.5مليون ترانزستور. [ 116 ]  
  3. ↑ وفقًا لقاموس أكسفورد الإنجليزي المختصر (الطبعة السادسة، 2007)، يعود تاريخ كلمة كمبيوتر إلى منتصف القرن السابع عشر، عندما كانت تشير إلى "الشخص الذي يقوم بالحسابات؛ وتحديدًا الشخص الذي يعمل لهذا الغرض في مرصد وما إلى ذلك".
  4. ↑ معظم بنى مجموعات التعليمات الرئيسية ذات 64 بتهي امتدادات لتصاميم سابقة. جميع البنى المذكورة في هذا الجدول، باستثناء ألفا، كانت موجودة في شكل 32 بت قبل طرح نسخها ذات 64 بت.
  5. ↑ تفاوت دور وحدة التحكم في تفسير التعليمات نوعًا ما في الماضي. فعلى الرغم من أن وحدة التحكم هي المسؤولة الوحيدة عن تفسير التعليمات في معظم الحواسيب الحديثة، إلا أن هذا ليس هو الحال دائمًا. إذ تحتوي بعض الحواسيب على تعليمات تُفسَّر جزئيًا بواسطة وحدة التحكم، ثم يُجرى تفسيرها لاحقًا بواسطة جهاز آخر. على سبيل المثال، استخدم حاسوب EDVAC ، وهو من أوائل الحواسيب ذات البرامج المخزنة، وحدة تحكم مركزية تُفسِّر أربع تعليمات فقط. أما جميع التعليمات المتعلقة بالحساب، فكانت تُمرَّر إلى وحدة الحساب الخاصة به، حيث تُفكَّ شفرتها.
  6. ↑ غالبًا ما تشغل التعليمات أكثر من عنوان ذاكرة واحد، لذلك عادةً ما يزيد عداد البرنامج بعدد مواقع الذاكرة المطلوبة لتخزين تعليمة واحدة.
  7. ↑ كما أن ذاكرة الفلاش لا يمكن إعادة كتابتها إلا لعدد محدود من المرات قبل أن تتلف، مما يجعلها أقل فائدة للاستخدام المكثف للوصول العشوائي. [ 128 ]
  8. ↑ مع ذلك، من الشائع جدًا أيضًا بناء الحواسيب العملاقة باستخدام العديد من قطع الأجهزة الرخيصة المتوفرة تجاريًا؛ عادةً ما تكون حواسيب فردية متصلة بشبكات. غالبًا ما توفر هذه المجموعات الحاسوبية أداءً فائقًا بتكلفة أقل بكثير من التصاميم المُخصصة. في حين لا تزال البنى المُخصصة تُستخدم في معظم الحواسيب العملاقة الأقوى، فقد شهدت السنوات الأخيرة انتشارًا واسعًا للحواسيب العنقودية. [ 133 ]
  9. ↑ حتى بعض الحواسيب اللاحقة كانت تُبرمج عادةً مباشرةً بلغة الآلة. بعض الحواسيب الصغيرة ، مثل DEC PDP-8، كان بالإمكان برمجتها مباشرةً من لوحة مفاتيح. مع ذلك، كانت هذه الطريقة تُستخدم عادةً كجزء من عملية الإقلاع فقط . أما معظم الحواسيب الحديثة، فتُقلع تلقائيًا بالكامل عن طريق قراءة برنامج الإقلاع من ذاكرة غير متطايرة .
  10. ↑ ليس صحيحًا دائمًا أن الأخطاء البرمجية ناتجة فقط عن إهمال المبرمج. فقد تتعطل مكونات الحاسوب أو قد تعاني من مشكلة جوهرية تُنتج نتائج غير متوقعة في بعض الحالات. على سبيل المثال، تسبب خطأ FDIV في معالجات بنتيوم في أوائل التسعينيات في إنتاجبعض معالجات إنتل نتائج غير دقيقة في عمليات قسمة الأعداد العشرية . وكان سبب ذلك خللًا في تصميم المعالج ، مما أدى إلى سحب جزئي للأجهزة المتأثرة.

مراجع

  1. ↑ إيفانز 2018 ، ص 23.
  2. ↑ سميث 2013 ، ص. 6.
  3. ↑ "حاسوب (اسم)" . قاموس أصل الكلمات على الإنترنت . مؤرشف من الأصل في 16 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 19 أغسطس 2021 .
  4. ↑ روبسون، إليانور (2008). الرياضيات في العراق القديم . مطبعة جامعة برينستون. ص 5. ISBN  978-0-691-09182-2.استُخدمت الحسابات في العراق لأنظمة محاسبية بدائية منذ الفترة ما بين 3200 و3000 قبل الميلاد، مع أنظمة تمثيل عددية خاصة بكل سلعة. وبدأ استخدام المحاسبة المتوازنة بين عامي 3000 و2350 قبل الميلاد، بينما استُخدم النظام العددي الستيني بين عامي 2350 و2000 قبل الميلاد.
  5. ↑ فليج، جراهام. (1989). الأرقام عبر العصور . هاوندسميلز، باسينجستوك، هامبشاير: ماكميلان للتعليم. ISBN 0-333-49130-0. OCLC 24660570 . 
  6. ↑ مشروع أبحاث آلية أنتيكيثيرا، مؤرشف في 28 أبريل 2008 على موقع Wayback Machine ، مشروع أبحاث آلية أنتيكيثيرا. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2007.
  7. ↑ مارشانت، جو (1 نوفمبر 2006). "بحثًا عن الزمن الضائع" . مجلة نيتشر . 444 (7119): 534-538 . Bibcode : 2006Natur.444..534M . doi : 10.1038/444534a . ISSN 0028-0836 . PMID 17136067. S2CID 4305761 .   
  8. ↑ جي. ويت، في. إليسيف، بي. وولف، جيه. نودو (1975). تاريخ البشرية، المجلد 3: الحضارات العظيمة في العصور الوسطى ، ص 649. جورج ألين وأونوين المحدودة، اليونسكو .
  9. ↑ فؤاد سزجين. "كتالوج معرض معهد تاريخ العلوم العربية والإسلامية (في جامعة يوهان فولفغانغ غوته)، فرانكفورت، ألمانيا"، معرض فرانكفورت للكتاب 2004، ص 35 و38.
  10. ↑ شاريت، فرانسوا (2006). "علم الآثار: التكنولوجيا المتقدمة من اليونان القديمة" . مجلة نيتشر . 444 (7119): 551-552 . Bibcode : 2006Natur.444..551C . doi : 10.1038/444551a . PMID: 17136077. S2CID : 33513516 .  
  11. ^ بيديني، سيلفيو أ. ماديسون، فرانسيس ر. (1966). “الكون الميكانيكي: أستراريوم جيوفاني دي دوندي”. معاملات الجمعية الفلسفية الأمريكية . 56 (5): 1– 69. دوى : 10.2307/1006002 . جستور 1006002 . 
  12. ↑ برايس، ديريك دي إس. (1984). "تاريخ آلات الحساب". IEEE Micro . 4 (1): 22–52 . Bibcode : 1984IMicr...4a..22S . doi : 10.1109/MM.1984.291305 .
  13. ↑ أورين، تونجر (2001). "تطورات في علوم الحاسوب والمعلومات: من المعداد إلى الوكلاء الهولونيين" (ملف PDF) . المجلة التركية للهندسة الكهربائية . 9 (1): 63-70 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 15 سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2016 .
  14. ↑ دونالد روتليدج هيل (1985). "التقويم الميكانيكي للبيروني"، حوليات العلوم 42 ، ص 139-163.
  15. ↑ "الكاتب الآلي، سويسرا" . chonday.com. ١١ يوليو ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٢٠ فبراير ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه في ٢٨ يناير ٢٠١٥ .
  16. 1 2 راي جيرفان، "الجمال الكاشف للآلية: الحوسبة بعد باباج" ، مؤرشف في 3 نوفمبر 2012 في آلة Wayback ، عالم الحوسبة العلمية ، مايو/يونيو 2003.
  17. ^ توريس ، ليوناردو (10 أكتوبر 1895). "Memória sobre las Máquinas Algébricas" (PDF) . ريفيستا دي أوبراس بوبليكاس (بالإسبانية) (28): 217- 222.
  18. ^ ليوناردو توريس. الذاكرة حول الآلات الجبرية: مع معلومات من الأكاديمية الحقيقية للعلوم الدقيقة والفيزياء والطبيعية ، Misericordia، 1895.
  19. ↑ توماس، فيديريكو (أغسطس 2008). "عرض موجز عن المغزل اللانهائي لليوناردو توريس". نظرية الآليات والآلات . 43 (8): 1055-1063 . doi : 10.1016/j.mechmachtheory.2007.07.003 . hdl : 10261/30460 .
  20. ^ أكاديمية العلوم (فرنسا). تطبيق ميكانيكي. – Rapport sur un Mèmoire de M. Torres intitulè Machines à calculer présenté à l’Académie dans la séance du 19 de février 1900 أرشفة 29 ديسمبر 2025 في آلة Wayback . الصفحات 874–876، المفوضون: مم. مارسيل ديبريز، بوانكاريه، أبيل، مقرر.
  21. ^ توريس كيفيدو، ليوناردو (1901). "آلات حاسبة" . مذكرات مقدمة من Divers Savants à l'Académie des Sciences de l'Institut de France (باللغة الفرنسية). الثاني والثلاثون . مرات الظهور الوطنية (باريس). مؤرشفة من الأصلي في 26 مايو 2023 . تم الاسترجاع في 19 أغسطس 2023 .
  22. ^ جوميز جوريجوي، فالنتين؛ جوتيريز جارسيا، أندريس؛ غونزاليس ريدوندو، فرانسيسكو أ؛ إجليسياس، ميغيل؛ مانشدو، كريستينا؛ أوتيرو ، سيزار (1 يونيو 2022). "آلة حاسبة توريس كيفيدو الميكانيكية لمعادلات الدرجة الثانية ذات المعاملات المعقدة" . الآلية ونظرية الآلة . 172 (8) 104830. IFToMM . دوى : 10.1016/j.mechmachtheory.2022.104830 . اتش دي ال : 10902/24391 . S2CID 247503677 . 
  23. ↑ هالاسي، دانيال ستيفن (1970). تشارلز باباج، أبو الحاسوب . دار كرويل-كولير للنشر. رقم ISBN 978-0-02-741370-0.
  24. ↑ أوكونور، جون ج.؛ روبرتسون، إدموند ف. (1998). "تشارلز باباج" . أرشيف ماك تيوتور لتاريخ الرياضيات . كلية الرياضيات والإحصاء، جامعة سانت أندروز، اسكتلندا. مؤرشف من الأصل في 16 يونيو 2006. تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2006 .
  25. ↑ "باباج" . مواد إلكترونية . متحف العلوم. 19 يناير 2007. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2012. تم الاطلاع عليه في 1 أغسطس 2012 .
  26. ↑ غراهام-كومينغ، جون (23 ديسمبر 2010). "لنُنشئ حاسوب باباج الميكانيكي الأمثل" . رأي . مجلة نيو ساينتست. مؤرشف من الأصل في 5 أغسطس 2012. تم الاطلاع عليه في 1 أغسطس 2012 .
  27. ^ لام توريس كيفيدو. Ensayos sobre Automática – تعريفها. ملحق نظرية تطبيقاتها، Revista de la Academia de Ciencias Exactas، Revista 12، pp. 391–418، 1914.
  28. ↑ توريس كيفيدو، ليوناردو. Automática: Complemento de la Teoría de las Máquinas، (pdf) أرشفة 25 أكتوبر 2023 في آلة Wayback .، الصفحات من 575 إلى 583، Revista de Obras Públicas، 19 نوفمبر 1914.
  29. ↑ رونالد ت. كنوسيل. الأرقام والحواسيب ، سبرينغر، الصفحات 84-85، 2017. ISBN 978-3-319-50508-4
  30. ↑ راندل 1982 ، ص. 6، 11-13.
  31. ↑ ب. راندل. آلة الحساب الكهروميكانيكية، أصول الحواسيب الرقمية، ص 109-120، 1982.
  32. ↑ بروملي 1990 .
  33. ↑ كريستوفر مور، ستيفان ميرتنز. طبيعة الحوسبة. مؤرشف في 6 مارس 2025 على موقع Wayback Machine ، أكسفورد، إنجلترا: مطبعة جامعة أكسفورد، ص 291، 2011. ISBN 978-0-199-23321-2.
  34. ↑ راندل، برايان؛ ويلكس، موريس ف.؛ سيروزي، بول إي. (2003). "الحواسيب الرقمية، تاريخها". موسوعة علوم الحاسوب . وايلي. ص 545-570 . ISBN  978-0-470-86412-8.
  35. ١ ٢ ٣ ٤ التاريخ الحديث للحوسبة . موسوعة ستانفورد للفلسفة. ٢٠١٧. مؤرشف من الأصل في ١٢ يوليو ٢٠١٠. تم الاطلاع عليه في ٧ يناير ٢٠١٤ .
  36. ↑ "الحوسبة قبل السيليكون" . مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا . 1 مايو 2000. مؤرشف من الأصل في 22 مايو 2025. تم الاطلاع عليه في 18 مايو 2025 .
  37. ↑ أوريغان، جيرارد، محرر. (2008). تاريخ موجز للحوسبة . لندن: سبرينغر لندن. ص 28. doi : 10.1007/978-1-84800-084-1 . ISBN  978-1-84800-083-4.
  38. ↑ تسي، ديفيد (22 ديسمبر 2020). "كيف ابتكر كلود شانون المستقبل" . مجلة كوانتا . مؤرشف من الأصل في 15 ديسمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 5 نوفمبر 2024 .
  39. ↑ بارمار، سونيل (23 سبتمبر 2021). "ترميم محرك TDC MARK III على متن حاملة الطائرات الأمريكية بامبانيتو" . أرشيف NSL . مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2025. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2025 .
  40. ↑ زوس، هورست. "الجزء 4: حاسوبا كونراد زوس Z1 وZ3" . حياة وأعمال كونراد زوس . موقع EPE الإلكتروني. مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه في 17 يونيو 2008 .
  41. ↑ بيليس، ماري (15 مايو 2019) [نُشر لأول مرة عام 2006 على الرابط: inventors.about.com/library/weekly/aa050298.htm]. "سيرة كونراد تسوزه، مخترع ومبرمج الحواسيب الأولى" . thoughtco.com . دوتداش ميريديث. مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 3 فبراير 2021. حصل كونراد تسوزه على لقب "مخترع الحاسوب الحديث" شبه الرسمي .
  42. ↑ "من هو أبو الحاسوب؟" . ComputerHope . مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2023. تم الاطلاع عليه في 4 فبراير 2023 .
  43. ^ زوسي، كونراد (2010) [1984]. الكمبيوتر – حياتي ترجمة ماكينا، باتريشيا وروس، ج. أندرو من: Der Computer, mein Lebenswerk (1984) . برلين/هايدلبرغ: سبرينغر-فيرلاغ. رقم ISBN 978-3-642-08151-4.
  44. ↑ سالز تراوتمان، بيغي (20 أبريل 1994). "إعادة اكتشاف رائدة في مجال الحوسبة بعد 50 عامًا" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 4 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 15 فبراير 2017 .
  45. ^ زوسي، كونراد (1993). دير كمبيوتر. Mein Lebenswerk (باللغة الألمانية) ( الطبعة الثالثة). برلين: سبرينغر-فيرلاغ. ص. 55. ردمك   978-3-540-56292-4.
  46. ↑ "تحطم! قصة تكنولوجيا المعلومات: زوس" . مؤرشف من الأصل في 18 سبتمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 1 يونيو 2016 .
  47. ↑ روخاس، ر. (1998). "كيفية جعل جهاز Z3 الخاص بزوس حاسوبًا عالميًا". حوليات IEEE لتاريخ الحوسبة . 20 (3): 51-54 . Bibcode : 1998IAHC...20c..51R . doi : 10.1109/85.707574 . S2CID 14606587 . 
  48. ↑ روخاس، راؤول. "كيفية تحويل جهاز Z3 الخاص بزوس إلى حاسوب متعدد الاستخدامات" (ملف PDF) . fu-berlin.de . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 سبتمبر 2015 .
  49. 1 2 أوريجان، جيرارد (2010). تاريخ موجز للحوسبة . سبرينغر نيتشر. ص 65. ISBN  978-3-030-66599-9.
  50. ↑ برودرر، هربرت (2021). معالم بارزة في الحوسبة التناظرية والرقمية ( الطبعة الثالثة). سبرينغر. الصفحات 1009، 1087. ISBN   978-3-03040973-9.
  51. ↑ "إشعار". صحيفة دي موين ريجستر . 15 يناير 1941.
  52. ↑ آرثر دبليو. بيركس (1989). أول حاسوب إلكتروني . مطبعة جامعة ميشيغان. ISBN 0-472-08104-7تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يونيو 2019 .
  53. 1 2 3 4 كوبلاند، جاك (2006). كولوسوس: أسرار حواسيب فك الشفرات في بليتشلي بارك . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد . الصفحات 101-115 . ISBN  978-0-19-284055-4.
  54. ↑ ميلر، جو (10 نوفمبر 2014). "المرأة التي فكّت شفرات إنجما" . بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 10 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 14 أكتوبر 2018 .
  55. ↑ بيرن، سوزان (24 يوليو 2018). "تعرّف على النساء اللواتي فككن الشفرات في بليتشلي بارك" . صحيفة الغارديان . مؤرشف من الأصل في 7 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه في 14 أكتوبر 2018 .
  56. ↑ "عملاق بليتشلي في فك الشفرات" . بي بي سي . مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه في 24 نوفمبر 2021 .
  57. ↑ "كولوسوس - قصة إعادة البناء" . المتحف الوطني للحوسبة . مؤرشف من الأصل في 18 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2014 .
  58. ↑ راندل، برايان ؛ فينسوم، هاري؛ ميلن، فرانك أ. (15 مارس 1995). "نعي: ألين كومبس" . صحيفة الإندبندنت . مؤرشف من الأصل في 3 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه في 18 أكتوبر 2012 .
  59. ↑ فينسوم، جيم (8 نوفمبر 2010). "نعي هاري فينسوم" . صحيفة الغارديان . مؤرشف من الأصل في 17 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 17 أكتوبر 2012 .
  60. ↑ جون بريسبر إيكرت الابن وجون دبليو ماوكلي، جهاز التكامل الرقمي الإلكتروني والكمبيوتر، مكتب براءات الاختراع بالولايات المتحدة، براءة الاختراع الأمريكية رقم 3,120,606، تم تقديمها في 26 يونيو 1947، وتم إصدارها في 4 فبراير 1964، وتم إبطالها في 19 أكتوبر 1973 بعد حكم المحكمة في قضية هانيويل ضد سبيري راند .
  61. ↑ إيفانز 2018 ، ص 39.
  62. ↑ لايت 1999 ، ص 459.
  63. ↑ "أجيال الحاسوب" . techiwarehouse.com. مؤرشف من الأصل في 2 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه في 7 يناير 2014 .
  64. ↑ تورينج، أ.م. (1937). "حول الأعداد القابلة للحساب، مع تطبيق على مسألة القرار". وقائع الجمعية الرياضية بلندن . 2. 42 (1): 230-265 . Bibcode : 1937PLMS...42..230T . doi : 10.1112/plms/s2-42.1.230 . S2CID 73712 . 
  65. ↑ كوبلاند، جاك (2004). جوهر تورينج . ص 22: فون نيومان ... أكد لي، ولغيري أنا متأكد، أن المفهوم الأساسي يعود إلى تورينج - بقدر ما لم يتوقعه باباج، لوفليس وغيرهم.  رسالة من ستانلي فرانكل إلى برايان راندل ، 1972.
  66. ↑ إنتيكناب، نيكولاس (صيف 1998). "اليوبيل الذهبي للحوسبة" . ريزركشن (20). الرقم الدولي الموحد للدوريات 0958-7403 . مؤرشف من الأصل في 9 يناير 2012. تم الاطلاع عليه في 19 أبريل 2008 . 
  67. ↑ "الحواسيب المبكرة في جامعة مانشستر" . مجلة القيامة . 1 (4). صيف 1992. الرقم الدولي الموحد للدوريات 0958-7403 . مؤرشف من الأصل في 28 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه في 7 يوليو 2010 . 
  68. ↑ "الحواسيب الإلكترونية المبكرة (1946-1951)" . جامعة مانشستر. مؤرشف من الأصل في 5 يناير 2009. تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2008 .
  69. ↑ نابير، آر بي إي "مقدمة إلى مارك 1" . جامعة مانشستر. مؤرشف من الأصل في 26 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه في 4 نوفمبر 2008 .
  70. ↑ "دراستنا التجريبية لتراثنا الحاسوبي: تسليم أجهزة حاسوب فيرانتي مارك 1 ومارك 1 ستار" . جمعية صيانة الحاسوب . مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2010 .
  71. ↑ لافينغتون، سيمون. "تاريخ موجز للحواسيب البريطانية: أول 25 عامًا (1948-1973)" . الجمعية البريطانية للحاسبات . مؤرشف من الأصل في 5 يوليو 2010. تم الاطلاع عليه في 10 يناير 2010 .
  72. ↑ لي، توماس هـ. (2003). تصميم الدوائر المتكاملة للترددات الراديوية بتقنية CMOS (ملف PDF) . مطبعة جامعة كامبريدج . رقم ISBN 978-1-139-64377-1أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 9 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يوليو 2019 .
  73. ^ بويرز، روبرت. بالدي، ليفيو؛ فوردي، مارسيل فان دي؛ نوتين، سيباستيان إي. فان (2017). الإلكترونيات النانوية: المواد والأجهزة والتطبيقات، مجلدان . جون وايلي وأولاده . ص. 14. رقم ISBN  978-3-527-34053-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يوليو 2019 .
  74. 1 2 موسكوفيتز، سانفورد ل. (2016). ابتكار المواد المتقدمة: إدارة التكنولوجيا العالمية في القرن الحادي والعشرين . جون وايلي وأولاده . ص 165-167 . ISBN  978-0-470-50892-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2019 .
  75. ↑ لافينغتون 1998 ، ص 34-35.
  76. 1 2 كوك-ياربورو، إي إتش (يونيو 1998). "بعض التطبيقات المبكرة للترانزستور في المملكة المتحدة" . مجلة العلوم الهندسية والتعليم . 7 (3): 100-106 . doi : 10.1049/esej:19980301 (غير نشط في 28 يناير 2026).{{cite journal}}: صيانة CS1: تم تعطيل DOI اعتبارًا من يناير 2026 ( رابط )
  77. ↑ كوك-ياربورو، إي إتش (1957). مقدمة في دوائر الترانزستور . إدنبرة، اسكتلندا: أوليفر وبويد. ص 139. 
  78. ↑ هاف، هوارد؛ ريوردان، مايكل (سبتمبر 2007). "فروش وديريك: بعد خمسين عامًا (مقدمة)". واجهة الجمعية الكهروكيميائية . 16 (3): 29. doi : 10.1149/2.F02073IF .
  79. ↑ فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  80. ↑ كانغ، د. (1991). "جهاز سطحي من السيليكون وثاني أكسيد السيليكون". أجهزة أشباه الموصلات: أوراق بحثية رائدة . ص 583-596 . doi : 10.1142/9789814503464_0076 . ISBN  978-981-02-0209-5.
  81. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . برلين، هايدلبرغ: سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. ص 321. ISBN  978-3-540-34258-8.
  82. ↑ ليجينزا، جيه آر؛ سبيتزر، دبليو جي (يوليو 1960). "آليات أكسدة السيليكون في البخار والأكسجين". مجلة فيزياء وكيمياء المواد الصلبة . 14 : 131-136 . Bibcode : 1960JPCS...14..131L . doi : 10.1016/0022-3697(60)90219-5 .
  83. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 120. ISBN  978-3-540-34258-8.
  84. ↑ موتويوشي، م. (2009). "الوصلات البينية عبر السيليكون (TSV)". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 97 (1): 43-48 . doi : 10.1109/JPROC.2008.2007462 . ISSN 0018-9219 . S2CID 29105721 .  
  85. ↑ يونغ، إيان (12 ديسمبر 2018). "الترانزستورات تُبقي قانون مور حيًا" . إي إي تايمز . مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 18 يوليو 2019 .
  86. ↑ لوز، ديفيد (4 ديسمبر 2013). "من اخترع الترانزستور؟" . متحف تاريخ الحاسوب . مؤرشف من الأصل في 13 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2019 .
  87. 1 2 هيتينجر، ويليام سي. (1973). "تكنولوجيا أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة". مجلة ساينتفك أمريكان . 229 (2): 48-59 . Bibcode : 1973SciAm.229b..48H . doi : 10.1038/scientificamerican0873-48 . ISSN 0036-8733 . JSTOR 24923169 .  
  88. ↑ مالمستاد، هوارد ف.؛ إنكي، كريستي ج.؛ كراوتش، ستانلي ر. (1994). إقامة الاتصالات الصحيحة: الحواسيب الصغيرة والأجهزة الإلكترونية . الجمعية الكيميائية الأمريكية . ص 389. ISBN  978-0-8412-2861-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2019. لقد ساهمت البساطة النسبية ومتطلبات الطاقة المنخفضة لترانزستورات MOSFET في تعزيز ثورة الحواسيب الصغيرة الحالية.
  89. ↑ فوسوم، جيري ج .؛ تريفيدي، فيشال ب. (2013). أساسيات ترانزستورات MOSFET وFinFET ذات الجسم فائق الرقة . مطبعة جامعة كامبريدج . ص. 7. ISBN  978-1-107-43449-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2019 .
  90. ↑ ماريوت، جيه دبليو (10 يونيو 2019). "ملاحظات المدير يانكو في المؤتمر الدولي للملكية الفكرية لعام 2019" . مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة . مؤرشف من الأصل في 17 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2019 .
  91. ↑ "داوون كانغ" . قاعة مشاهير المخترعين الوطنيين . مؤرشف من الأصل في 27 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2019 .
  92. ↑ "مارتن عطا الله في قاعة مشاهير المخترعين، 2009" . مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 21 يونيو 2013 .
  93. ↑ انتصار ترانزستور MOS . متحف تاريخ الحاسوب . 6 أغسطس 2010. مؤرشف من الأصل في 18 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 21 يوليو 2019 – عبر يوتيوب.
  94. ↑ "قصة جيفري دومر التعيسة" مؤرشفة في 11 مايو 2013 في Wayback Machine ، (بدون تاريخ)، (HTML)، أخبار المنتجات الإلكترونية ، تم الوصول إليها في 8 يوليو 2008.
  95. ↑ كيلبي، جاك (2000). "محاضرة نوبل" (ملف PDF) . ستوكهولم: مؤسسة نوبل. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 29 مايو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2008 .
  96. ↑ الشريحة التي بناها جاك مؤرشفة في 1 مايو 2015 في آلة Wayback ، (c. 2008)، (HTML)، شركة Texas Instruments، تم استرجاعها في 29 مايو 2008.
  97. ↑ جاك إس. كيلبي، الدوائر الإلكترونية المصغرة، مكتب براءات الاختراع بالولايات المتحدة، براءة الاختراع الأمريكية رقم 3,138,743، تم تقديمها في 6 فبراير 1959، وتم إصدارها في 23 يونيو 1964.
  98. ↑ وينستون، برايان (1998). تكنولوجيا الإعلام والمجتمع: تاريخ: من التلغراف إلى الإنترنت . روتليدج. ص 221. ISBN  978-0-415-14230-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يونيو 2020 .
  99. ↑ ساكسينا، أرجون ن. (2009). اختراع الدوائر المتكاملة: حقائق مهمة لم تُروَ . وورلد ساينتيفيك . ص 140. ISBN  978-981-281-445-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2019 .
  100. 1 2 "الدوائر المتكاملة" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 21 يوليو 2019. تم الاسترجاع في 13 أغسطس 2019 .
  101. ↑ دائرة روبرت نويس الموحدة، براءة اختراع أمريكية رقم 2981877 ، "هيكل جهاز أشباه الموصلات والرصاص"، الصادرة في 25 أبريل 1961، والمخصصة لشركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات  .
  102. ↑ «1959: براءة اختراع مفهوم الدائرة المتكاملة أحادية الرقاقة العملية» . متحف تاريخ الحاسوب . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 أغسطس 2019 .
  103. ↑ فروتش، سي جيه؛ ديريك، إل (1957). "حماية السطح والتغطية الانتقائية أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi : 10.1149/1.2428650 .
  104. ↑ US2802760A ، لينكولن، ديريك وفروش ، كارل جيه، "أكسدة الأسطح شبه الموصلة للانتشار المتحكم فيه"، صدر في 13 أغسطس 1957 مؤرشف في 20 مارس 2025 في Wayback Machine . 
  105. ↑ موسكوفيتز، سانفورد ل. (2016). ابتكار المواد المتقدمة: إدارة التكنولوجيا العالمية في القرن الحادي والعشرين . جون وايلي وأولاده . ص 168. ISBN  978-0-470-50892-3.
  106. ↑ ليكويير، كريستوف؛ بروك، ديفيد سي؛ لاست، جاي (2010). صُنّاع الرقائق الإلكترونية: تاريخ موثق لشركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. الصفحات 62-63 . ISBN  978-0-262-01424-3.
  107. ↑ كلايس، كور إل. (2003). تكامل عمليات الدوائر المتكاملة فائقة الكثافة III: وقائع الندوة الدولية . الجمعية الكهروكيميائية . ص 27-30 . ISBN  978-1-56677-376-8.
  108. ↑ لويك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 120. ISBN  978-3-540-34258-8.
  109. 1 2 كو، يو (1 يناير 2013). "تقنية الترانزستور ذي الأغشية الرقيقة - الماضي والحاضر والمستقبل" (ملف PDF) . واجهة الجمعية الكهروكيميائية . 22 (1): 55-61 . رمز Bibcode : 2013ECSIn..22a..55K . doi : 10.1149/2.F06131if . ISSN 1064-8208 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 29 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2019 . 
  110. 1 2 "السلحفاة من الترانزستورات تفوز بالسباق - ثورة متحف تاريخ الحاسوب" . متحف تاريخ الحاسوب . مؤرشف من الأصل في 10 مارس 2020. تم الاطلاع عليه في 22 يوليو 2019 .
  111. ↑ "1964 - طرح أول شريحة MOS تجارية" . متحف تاريخ الحاسوب . مؤرشف من الأصل في 22 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2019 .
  112. ↑ "1968: تطوير تقنية بوابة السيليكون للدوائر المتكاملة" . متحف تاريخ الحاسوب . مؤرشف من الأصل في 29 يوليو 2020. تم الاطلاع عليه في 22 يوليو 2019 .
  113. 1 2 "1971: دمج المعالج الدقيق لوظيفة وحدة المعالجة المركزية على شريحة واحدة" . متحف تاريخ الحاسوب . مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 22 يوليو 2019 .
  114. ↑ كولينج، جان بيير؛ جرير، جيمس سي. (2016). ترانزستورات الأسلاك النانوية: فيزياء الأجهزة والمواد في بُعد واحد . مطبعة جامعة كامبريدج . ص 2. ISBN  978-1-107-05240-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يوليو 2019 .
  115. ↑ "أول معالج دقيق من إنتل - إنتل 4004" . شركة إنتل. نوفمبر 1971. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2008. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2008 .
  116. ↑ باترسون، ديفيد؛ هينيسي، جون (1998). تنظيم وتصميم الحاسوب . سان فرانسيسكو: مورغان كوفمان . ص 27-39 . ISBN  978-1-55860-428-5.
  117. ↑ فيديريكو فاجين ، صناعة أول معالج دقيق، مؤرشف في 29 مايو 2024 في Wayback Machine ، مجلة IEEE Solid-State Circuits ، شتاء 2009، IEEE Xplore .
  118. ١ ٢ "٧ تحسينات مذهلة في الهواتف الذكية بفضل شريحة سنابدراغون ٨٣٥ من كوالكوم" . ٣ يناير ٢٠١٧. مؤرشف من الأصل في ٣٠ سبتمبر ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه في ٥ أبريل ٢٠١٩ .
  119. ↑ شارتييه، ديفيد (23 ديسمبر 2008). "شحنات أجهزة الكمبيوتر المحمولة العالمية تتجاوز أخيرًا شحنات أجهزة الكمبيوتر المكتبية" . آرس تكنيكا . مؤرشف من الأصل في 4 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه في 14 يونيو 2017 .
  120. ↑ IDC (25 يوليو 2013). "تسارع النمو في أسواق الهواتف المحمولة والهواتف الذكية العالمية في الربع الثاني، وفقًا لـ IDC" . مؤرشف من الأصل في 26 يونيو 2014.
  121. ↑ "عارض أنماط الكلمات في كتب جوجل" . books.google.com .
  122. ↑ "عارض أنماط الكلمات في كتب جوجل" . books.google.com .
  123. ↑ "عارض أنماط الكلمات في كتب جوجل" . books.google.com .
  124. ↑ "عارض أنماط الكلمات في كتب جوجل" . books.google.com .
  125. ↑ "تعريف الحاسوب" . Thefreedictionary.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 ديسمبر 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يناير 2012 .
  126. ↑ إيك، ديفيد ج. (2000). الآلة الأكثر تعقيدًا: دراسة استقصائية للحواسيب والحوسبة . إيه كيه بيترز المحدودة. ص 54. ISBN  978-1-56881-128-4.
  127. ↑ كونتوغيورغيس، إريكوس جون (2006). دليل الحوسبة المتوازية والإحصاء . مطبعة سي آر سي. ص 45. ISBN  978-0-8247-4067-2.
  128. ↑ فيرما وميلكي 1988 .
  129. ↑ إيدي، دونالد (1968). مقدمة إلى الحاسوب الأساسي . برنتيس هول. ص 12. 
  130. ↑ بارنا ، أرباد؛ بورات، دان آي. (1976). مقدمة في الحواسيب الصغيرة والمعالجات الدقيقة . وايلي. ص 85. ISBN  978-0-471-05051-3.
  131. ↑ بيك، جيري؛ تودينو ، غريس؛ سترانج، جون (2002). تعلم نظام التشغيل يونكس: دليل موجز للمستخدم الجديد . أورايلي. ص 130. ISBN  978-0-596-00261-9.
  132. ↑ ديفيس، جيليان م. (2002). تقليل الضوضاء في تطبيقات الكلام . مطبعة سي آر سي. ص 111. ISBN  978-0-8493-0949-6.
  133. ↑ TOP500 2006 ، ص. 
  134. ↑ كراغون، هارفي (2000). هندسة الحاسوب وتنفيذه . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 5. ISBN  978-0-521-65168-4أُرشف من المصدر الأصلي في 30 يوليو 2022. تم الاطلاع عليه في 10 يونيو 2022 .
  135. ↑ شو، تشيوي؛ تشانغ، جيالين (2021). التفكير الحسابي: منظور في علوم الحاسوب . سنغافورة: سبرينغر. ص 60. ISBN  978-981-16-3848-0أُرشف من المصدر الأصلي في 30 يوليو 2022. تم الاطلاع عليه في 10 يونيو 2022. يُطلق عليه اسم بنية البرنامج المخزن أو نموذج البرنامج المخزن ، ويُعرف أيضًا باسم بنية فون نيومان. سنستخدم هذه المصطلحات بشكل متبادل.
  136. ↑ ليتش، رونالد ج. (27 يناير 2016). مقدمة في هندسة البرمجيات . مطبعة سي آر سي. ص 11. ISBN  978-1-4987-0528-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2022 .
  137. ↑ تشو، هونغ (22 مارس 2005). منهجية تصميم البرمجيات: من المبادئ إلى الأساليب المعمارية . إلسيفير. ص 47-72 . ISBN  978-0-08-045496-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2022 .
  138. ↑ ليتش، رونالد ج. (27 يناير 2016). مقدمة في هندسة البرمجيات . مطبعة سي آر سي. ص 56. ISBN  978-1-4987-0528-8تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2022 .
  139. ↑ نايت، جون (12 يناير 2012). أساسيات الحوسبة الموثوقة لمهندسي البرمجيات . مطبعة سي آر سي. ص 186. ISBN  978-1-4665-1821-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2022 .
  140. ↑ بروكس (الابن)، فريدريك ب. (1975). الشهر الأسطوري للرجل: مقالات في هندسة البرمجيات . شركة أديسون-ويسلي للنشر. ISBN 978-0-201-00650-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2022 .
  141. ↑ سومرفيل، إيان (2007). هندسة البرمجيات . بيرسون للتعليم. ص 4-17 . ISBN  978-0-321-31379-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 نوفمبر 2022 .
  142. ↑ "لماذا تتعطل أجهزة الكمبيوتر؟" . مجلة ساينتفك أمريكان . مؤرشف من الأصل في 1 مايو 2018. تم الاطلاع عليه في 3 مارس 2022 .
  143. ↑ تايلور، ألكسندر ل. الثالث (16 أبريل 1984). "الساحر داخل الآلة" . مجلة تايم . مؤرشف من الأصل في 16 مارس 2007. تم الاطلاع عليه في 17 فبراير 2007 .
  144. ↑ هيوز، أجاثا سي. (2000). الأنظمة والخبراء والحواسيب . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . ص 161. ISBN  978-0-262-08285-3. ساهمت خبرة SAGE في جعل أول شبكة تجارية واسعة النطاق في الوقت الفعلي ممكنة: نظام SABRE المحوسب لحجز تذاكر الطيران.
  145. ↑ لينر، باري م.؛ سيرف، فينتون ج.؛ كلارك، ديفيد د.؛ كان، روبرت إي.؛ كلاينروك، ليونارد؛ لينش، دانيال س.؛ بوستل، جون؛ روبرتس، لاري ج.؛ وولف، ستيفن (1999). "تاريخ موجز للإنترنت". arXiv : cs/9901011 .
  146. ↑ "مقدمة مبسطة للذكاء الاصطناعي الرمزي" . KDnuggets . مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 2025. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2025 .
  147. ↑ "إنفيديا: شركة تصنيع الرقائق التي أصبحت قوة عظمى في مجال الذكاء الاصطناعي" . بي بي سي . 25 مايو 2023. مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2025 .
  148. ↑ جيندال، سيدهارث (22 أكتوبر 2024). "برنامج كلود 3.5 من أنثروبيك يتحكم الآن بجهاز الكمبيوتر الخاص بك كما تفعل أنت" . مجلة أناليتكس إنديا . مؤرشف من الأصل في 23 مايو 2025. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2025 .
  149. ↑ إدواردز، بنج (20 فبراير 2025). "وكيل الذكاء الاصطناعي الجديد من مايكروسوفت قادر على التحكم في البرامج والروبوتات" . آرس تكنيكا . مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2025. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2025 .
  150. ↑ "تعريف الذكاء الاصطناعي العام (AGI)" . مجلة تايم . 3 أبريل 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2025 .

مصادر