مقدمة في الآلة الحاسبة
في الوقت الحاضر، يتم استخدام الآلات الحاسبة في المدارس على نطاق واسع مثل أجهزة الكمبيوتر، منذ اختراعها منذ سنوات بعيدة، تطورت الآلة الحاسبة من آلة يمكنها فقط إجراء عمليات بسيطة من أربع وظائف (الجمع، الطرح، الضرب، القسمة) إلى واحدة يمكنها الآن أيضًا تنفيذ معالجات رمزية جبرية عالية التقنية على الفور و بدقة، يعتمد كل جيل جديد من الآلات الحاسبة على الجيل السابق، بسرعة عالية وقدرات أكثر تقدمًا، في الوقت نفسه، انخفضت تكلفة الآلة الحاسبة الأساسية إلى درجة أنّ أي شخص الآن يستطيع شراء الآلة الحاسبة.
الآلات الحاسبة تساعدك على إجراء المعادلات الرياضية بشكل صحيح، كما أنّها أداة مفيدة في تعلم طرق مختلفة للقيام بالرياضيات، مع توافر واسع النطاق، ومجموعة كاملة من الأحجام والأنماط، ونطاق سعري لأي ميزانية تقريبًا، لا ينبغي أن يكون هناك أي عذر لعدم امتلاك واحدة، إذا كنت بحاجة إلى رسم توضيحي للسرعة المتسارعة للتغير التكنولوجي، فلا تنظر إلى أبعد من الآلة الحاسبة، ذلك الجهاز الصغير المتواضع الذي يقوم بأكبر مجموع معقد على الفور، والذي تحمله في راحة يدك وبكل سهولة وبساطة والحصول على نتائج دقيقة وصحيحة.
قصة اختراع الآلة الحاسبة
في البداية، كان العداد بالطبع عبارة عن آلة حاسبة ميكانيكية تعمل يدويًا باستخدام الخرز على قضبان، استخدمها السومريون والمصريون لأول مرة حوالي عام 2000 قبل الميلاد، كان المبدأ بسيطًا، عبارة عن إطار يحمل سلسلة من القضبان، مع عشر خرزات منزلقة على كل منها، عندما انزلقت جميع الخرزات عبر القضيب الأول، فقد حان الوقت للتحرك عبر القضيب التالي، مع إظهار عدد العشرات، ومن ثم إلى القضيب التالي، مع إظهار المئات، وما إلى ذلك (مع وجود العشر خرزات في البداية عاد الصف إلى الموضع الأصلي)، لقد جعلت الجمع والطرح أسرع وأقل عرضة للخطأ وربما أدّى إلى مصطلح “عدادات الفول” للمحاسبين.
لكن كان هذا هو المكان الذي ظلت فيه التكنولوجيا عالقة إلى حدٍ ما لمدة 3600 عام، حتى بداية القرن السابع عشر الميلادي، عندما بدأت الآلات الحاسبة الميكانيكية الأولى في الظهور في أوروبا، ومن الجدير بالذكر أنّ تطوير اللوغاريتمات بواسطة جون نابير سمح لإدوارد غونتر وويليام أوغتريد وآخرين بتطوير قاعدة الشريحة، تطورت الآلة الحاسبة واحتوت على قاعدة الشريحة هي في الأساس عصا منزلقة أو أقراص.
تستخدم المقاييس اللوغاريتمية للسماح بالضرب والقسمة بسرعة في آلية الحساب، تم تطوير قواعد الشرائح للسماح بعلم المثلثات واللوغاريتمات المتقدمة والأسية والجذور التربيعية كنوع من تطبيقات الآلة الحاسبة المبتدئة، حتى الثمانينيات من القرن الماضي، كانت معرفة كيفية تشغيل قاعدة الشرائح مع أنّها من بدائيات الآلة الحاسبة جزءًا أساسيًا من تعليم الرياضيات لملايين أطفال المدارس، على الرغم من أن آلات الحساب الميكانيكية والكهربائية كانت راسخة في ذلك الوقت، تكمن المشكلة في أنّها لم تكن محمولة أثناء تركيب قاعدة التمرير وأدى إلى صعوبة استخدامها.
تطور الآلة الحاسبة
آلة حاسبة ميكانيكية
ظهرت أول آلة حاسبة ميكانيكية في عام 1642، وهو إنشاء الطفل الفكري والرياضيات الفرنسي بليز باسكال “كجهاز سيؤدي في النهاية جميع العمليات الحسابية الأربعة دون الاعتماد على الذكاء البشري”، تستخدم آلة باسكال عجلات تروس ويمكنها جمع وطرح رقمين مباشرة وضربهما وقسمتهما بالتكرار، أمضى جوتفريد لايبنيز بعد ذلك أفضل جزء من حياته في تصميم آلة حاسبة ميكانيكية بأربع عمليات، بناءً على “عجلة لايبنيز” المبتكرة، لكنه فشل في النهاية في إنتاج آلة تعمل بكامل طاقته.
في عام 1820 تم حصوله على براءة اختراع في فرنسا لمقياس الحرارة ذي الوظائف الأربعة لتوماس دي كولمار، بعد ذلك، تم تصنيع أول آلة عد قابلة للتطبيق تجاريًا من 1851 إلى 1915 ونسخها حوالي 20 شركة في جميع أنحاء أوروبا، بحلول ذلك الوقت، انتقل المد الرئيسي للابتكار عبر المحيط الأطلسي، مع تطوير آلات إضافة مرفوعة يدويًا مثل آلة الحساب الميكانيكية “Grant” لعام 1877، والأكثر شهرة آلة حساب “P100 Burroughs” التي طورها ويليام سيوارد بوروز في عام 1886، كان هذا هو الأول في سلسلة آلات الحساب المكتبية التي صنعت ثروة عائلة بوروز ومكنت الابن ويليام بوروز من ممارسة مهنة في تناول العقاقير المهلوسة وكتابة روايات تخريبية مثل “الغداء العاري”.
حدثت خطوة أخرى للأمام في عام 1887، عندما كان دور أخذ مقياس “كومبتومتر” (E. Felt) الحاصل على براءة اختراع في الولايات المتحدة (الحساب في عمر زر الضغط)، حفزت هذه الآلة أيضًا مجموعة من المقلدين، ربما كانت آلة حاسبة (Curta)، التي ظهرت لأول مرة في عام 1948، هي التعبير النهائي عن الآلة الحاسبة الميكانيكية، فهي مضغوطة جدًا بحيث يمكنها، بشكل متكتل إلى حد ما، أن تتناسب مع آلة حساب الجيب وقادرة على الجمع والطرح والضرب والقسمة، ضمنت مثل هذه الآلات أنّ الآلات الحاسبة الميكانيكية سيطرت على الحياة المكتبية في القرن العشرين طوال الطريق حتى أواخر الستينيات، بحلول ذلك الوقت، كانت الإلكترونيات قد بدأت في تولي زمام الأمور.
حاسبات الأعمال
بدأت قصة الآلة الحاسبة الإلكترونية حقًا في أواخر الثلاثينيات عندما بدأ العالم في الاستعداد لتجديد الحرب، لحساب المثلثات المطلوب حسابها لإسقاط القنابل في برميل من ارتفاع 30000 قدم، أو إصابة سفينة حربية يابانية من 30 عقدة بطوربيد، أو لإسقاط غطس (Stuka) بمدفع مضاد للطائرات، يتطلب الأمر حلولاً آلية وحسابات محدثة باستمرار، كانت جميعها عبارة عن أجهزة ميكانيكية بشكل أساسي باستخدام عجلات تروس وأسطوانات دوارة، ولكنها تنتج مخرجات كهربائية يمكن ربطها بأنظمة الأسلحة، خلال الحرب العالمية الثانية، أنتجت تحديات كسر الشفرة أول كمبيوتر إلكتروني بالكامل (Colossus).
لكن هذه كانت آلة متخصصة نفذت أساسًا خوارزميات “حصرية” أو (XOR) منطقية، (ENIAC ENIAC) طاقة معالجة أقل من الهواتف غير الذكية، ومع ذلك فقد فعلت ذلك باستخدام مئات الصمامات الحرارية كمفاتيح تشغيل إيقاف إلكترونية، بالإضافة إلى شاشة إلكترونية، كان على تطبيق هذه التقنية على أول كمبيوتر عام للحسابات في العالم الانتظار حتى عام 1946 وإنشاء (ENIAC)، كجهاز حاسبة رقمي بالكامل لجدول إطلاق المدفعية قادر أيضًا على حل “فئة كبيرة من المشكلات العددية”، بما في ذلك الوظائف الحسابية الأساسية الأربعة.
حاسبات الصمامات والأنبوب
كان على الحساب الإلكتروني للمكتب انتظار تصغير الصمامات وتطوير ترانزستورات الحالة الصلبة، وهو مفيد لحساب هوامش المستخدمة في الأعمال، شوهدت الخطوة الأولى في عام 1961 مع وصول “ANITA” (إلهام جديد للحساب / المحاسبة)، كانت هذه أول آلة حاسبة مكتبية إلكترونية بالكامل في العالم وتم تطويرها في بريطانيا بواسطة (Control Systems Ltd)، وتم تسويقها تحت علامتيها (Bell Punch و Sumlock)، استخدمت (ANITA) نفس تخطيط مفتاح زر الضغط مثل أجهزة الكمبيوتر الميكانيكية للشركة، ولكن هذه كانت الأجزاء المتحركة الوحيدة، كل ما تبقى تم إلكترونياً، باستخدام مزيج من أنابيب العد “ديكاترون” الفراغية والباردة، تم توفير شاشة العرض المضيئة المكونة من 12 مكانًا بواسطة أنابيب التفريغ المتوهجة “Nixie”.
منذ عام 1962، تم تسويق نموذجين؛ (ANITA) عضو الكنيست،7 لأوروبا القارية و Mk، رقم 8 لبريطانيا وبقية العالم، وسرعان ما أصبحت الأخيرة هي النموذج الوحيد، تم بيع منتجات (ANITA) المبكرة هذه بحوالي 355 جنيهًا إسترلينيًا (1000 دولار أمريكي)، أي ما يعادل حوالي (4800) جنيه إسترليني من أموال اليوم، ومع ذلك نظرًا لكونها الآلة الحاسبة الإلكترونية الوحيدة المتوفرة على سطح المكتب، فقد تم بيع عشرات الآلاف من أجهزة “ANITA” في جميع أنحاء العالم حتى عام 1964، عندما ظهرت ثلاثة منافسات ترانزستور جديدة؛ سلسلة (American Friden 130، وIME الإيطالية 84، وSharp Competition CS10A ) من اليابان.
حاسبات عمر الترانزستور (آلة حاسبة فريدن)
لم يكن أي من هذه الأجهزة متفوقًا وظيفيًا على (ANITA)، (تكلف Sharp CS10) حوالي 2500 دولار في عام 1964، كانت تصميمات حسابات الترانزستور المكونة من الترانزستور بفتح الباب أمام موجة جديدة من الآلات الحاسبة الإلكترونية، جاءت هذه من أمثال (Canon و Mathatronics و Olivetti وMarchant) و (Sony و Toshiba و Wang)، كانت أربعة من هذه الآلات الحاسبة الترانزستور في عصر البيتلز ذات أهمية خاصة، بما في ذلك آلة حاسبة “توسكال” (BC-1411) من توشيبا، والتي كانت رائعة في استخدام شكل مبكر من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المبنية من لوحات دوائر منفصلة.
ثم بعد تطوير جهاز جديد من حاسبات عمر الترانزستور كان (Olivetti Programma 101)، الذي تم تقديمه في أواخر عام 1965 عبارة عن آلة أنيقة فازت بالعديد من جوائز التصميم الصناعي، يمكنه القراءة والكتابة على البطاقات الممغنطة وعرض النتائج على الطابعة المدمجة، كجهاز حساب إلكتروني لسطح المكتب يمكن برمجته من قبل غير المتخصصين للاستخدام الفردي، يمكن أن يدعي (Programma 101) أنّه أول كمبيوتر شخصي، بطابع حسابي معقد من خلف الستار الحديدي في نفس العام ظهرت (ELKA 22) التي صممها المعهد المركزي لتكنولوجيا الحساب في بلغاريا وتم بناؤها في مصنع (Elektronika) في صوفيا، صُممت مثل خزان “T-64” ووزنها حوالي 8 كجم، وكانت هذه أول آلة حاسبة في العالم تتضمن دالة الجذر التربيعي.
كانت جميع الآلات الحاسبة الإلكترونية حتى هذه اللحظة آلات ضخمة وثقيلة، تكلف أكثر من العديد من السيارات العائلية في تلك الفترة، ومع ذلك، في عام 1967، أصدرت شركة (Texas Instruments) نموذجها الأولي المميز “Cal Tech”، وهو آلة حاسبة يمكنها إضافة النتائج وضربها وطرحها وتقسيمها وطباعتها على شريط ورقي بينما تكون مضغوطة بدرجة كافية ليتم حملها في اليد.
