تحقیق تاریخ علم رایانه

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..docx) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن word (..docx) : 
 

‏تاریخ علم رایانه
‏از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
‏پرش به: ‏ناوبری‏, ‏جستجو
‏تاریخچه علم ‏رایانه‏ خیلی قبل از نظم و انظباط پیشرفته علم رایانه که در ‏قرن بیستم‏ ظاهر شده‌است ٬ آغاز شده‌است . این ترقی از اختراعات مکانیکی و تئوری‌های ریاضی به سمت عقاید و ماشین‌های مدرن پیشرفته‌است و یک رشته آکادمی بزرگ و پایه یک صنعت جهانی خیلی بزرگ را تشکیل داده‌است .
‏فهرست مندرجات
[‏نهفتن]
‏۱ ‏در آغاز تاریخ
‏۱.۱ ‏در آغاز محاسبات
‏۲ ‏الگوریتم‌ها
‏۳ ‏منطق دودویی
‏۴ ‏ماشین تحلیلی
‏۵ ‏تولد علم رایانه
‏۶ ‏نظم و انظباط غیر منتظره
‏۶.۱ ‏اساس تئوری
‏۷ ‏شانون و تئوری اطلاعات
‏۸ ‏وینر و فیزیولوژی
‏۹ ‏اولین اشکال رایانه
‏۱۰ ‏علم رایانه
‏۱۱ ‏خلاصه تاریخچه
‏۱۲ ‏منبع
‏[‏ویرایش‏] در آغاز تاریخ
‏[‏ویرایش‏] در آغاز محاسبات
‏سریع ترین ابزار شناخته شده برای استفاده در محاسبات ٬ ‏چرتکه‏ بوده‌است . و آن فکر در حدود 2400 سال قبل از دوران فعلی در شهر بابل اختراع شده بود . سبک اصلی آن با خطوط رسم شده توسط سنگریزه‌ها به روی شن‌ها استفاده می‌شده‌است . این اولین کامپیوتر شناخته شده و پیشرفته ترین سیستم محاسباتی شناخته شده تا 2000 سال پیش در یونان است . آباسی مدرن تری طراحی ابزار محاسباتی است که هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد .‏
در 1115 سال پیش از دوران فعلی ٬ در ‏چین‏ باستان ارابه بندکشی جنوبی اختراع شده بود . آن اختراع اولین مکانیزم چرخ دنده شناخته شده بود که در چرخ‌های گوناگون مورد استفاده قرار می‌گرفته‌است و بعدا در کامپیوتر‌های قیاسی یا آنالوگ استفاده شدند . بعلاوه ٬ در حدود دو قرن پیش از دوران فعلی چینی‌ها چرتکه ماهرتری را اختراع کردند .‏
در سدهٔ پنجم پیش از دوران فعلی در ‏هند‏ باستان ٬ پانینی متخصص گرامر ٬ دستور زبان ‏سانسکریت‏ را در 3959 قانون شناخته شده قاعده دار وتدوین کرده‌است . مثل آشتادهایی(Ashtadhyayi‏) که سیار فنی اسلوب داده شده بود . پانینی از قوانین تغییر شکل و بازگشتی‌ها استفاده کرده بود و با این قبیل مهارتی که گرامرش داشت ٬ معادل قدرت محاسبه ماشین تیورینگ بود .‏
بین 200 تا 400 سال پیش از این ٬ جاینا ریاضی دان هندی ٬ لگاریتم را اختراع کرد . از قرن سیزدهم جدول لگاریتم توسط ریاضی دانان مسلمان ابداع شد .
‏
‏مکانیزم ماشین آنتی کیترا ( قدیمی ترین رایانه دنیا ) بر این باور بوده‌است تا کامپیوتر آنالوگ مکانیکی سریعتر شناخته شوند . آن ماشین برای اینکه موقعیت‌های نجومی را محاسبه کند طراحی شده بود. آن ماشین در سال 1901 در لاشه کشتی آنتی کیترا در جزیره یونانی آنتی کیترا بین کیترا و کرت حدود 100 سال قبل کشف شده بود .‏
قطعات مکانکی کامپیوتر آنالوگ دو باره در یک هزار سال اخیر در جهان اسلام و در قرون وسطی ظاهر شده و توسط ستاره شناسان مسلمان توسعه داده شده بود . مانند خط استوایی توسط آرزاشل ٬ چرخ دنده‌های مکانیکی توسط ابوریحان بیرونی و نیروی گشتاور توسط جابر ابن افلح . اولین ماشین‌های قابل برنامه ریزی هم توسط مهندسان مسلمان اختراع شده بود .مانند نوازنده فلوت اتوماتیک توسط برادران بنو موسی (Banu Musa‏) و روباتهای شبه انسان توسط الجازاری . همچنین ریاضی دانان مسلمان مهمترین پیشرفت‌ها را در رمز نگاری کرده بودند مانند پیشرفت در کشف نوشته رمزی و آنالیز فرکانس توسط آلکیندوس .‏
زمانی که جان نپیر در اوایل قرن هفدهم لگاریتم را برای اهداف محاسباتی کشف کرده بود به دنبال آن یک دوره پیشرفت قابل توجه توسط مخترعان و دانشمندان در ساخت ابزار محاسباتی شروع شد . حدود سال 1640 ٬ بلیز پاسکال یک ریاضی دان اهل ‏فرانسه‏ ٬ اولین وسیله جمع مکانیکی را مبنی بر طراحی توصیف شده توسط قهرمان آلکساندر ٬ ریضی دان یونان ٬ ساخته‌است .‏
در ابتدا هیچ کدام از وسایل محاسباتی واقعا کامپیوتر در مفهوم پیشرفته نبوده‌اند . آن پیشرفت قابل توجه در ریاضیات و تئوری قبل از اولین کامپیوتر مدرن طراحی شده ٬ گرفته شده‌است .
‏[‏ویرایش‏] الگوریتم‌ها
‏در قرن هفتم ٬ ریاضی دان هندی ٬ براهام گوپتا اولین توضیح سیستم اعداد هندو – عربی را داد و از صفر با یک حفره یا سوراخ و یک رقم دهدهی استفاده کرد . تقریبا حدود سال 825 ٬ ریاضی دان فارس ٬ خوارزمی کتابی تحت عنوان « محاسبات با اعداد هندو » نوشته‌است که عمدتا مسئول برای پخش سیستم شمارش هندی در خاور میانه و اروپا بوده‌است ٬ حدود قرن دوازدهم ترجمه این کتاب به لاتین نوشته شده بود : «Algoritmi‏ De Numero Indorum‏» در این کتاب مفاهیم جدید تری نمایان شده‌است تا یکسری گام‌ها را در صحیح انجام دادن یک وظیفه اجرا کنند ٬ مانند کاربرد و استفاده محاسباتی قاعده دار در جمع . به وسیله اشتقاق از نام او ما لفظ الگوریتم را داریم .
‏[‏ویرایش‏] منطق دودویی
‏حدود سه قرن قبل ٬ پینگالا ریاضی دان هندی سیستم اعداد دودویی را کشف کرد . در این سیستم که امروزه هنوز در پردازش کامپیوتر‌های مدرن استفاده می‌شود ٬ با یک توالی و ترتیب صفر‌ها و یک‌ها می‌توان هر عددی را نماین کرد .‏
در سال 1703 گاتفرید لیبنیز ٬ منطق مجرد را توسعه داده‌است . ریاضیات تحت سیستم اعداد دودویی با دستنوشته‌های او مفهوم پیدا کرد . در سیستم او علاوه بر صفر‌ها و یک‌ها ٬ صحیح و غلط (True / False‏) و وضعیت‌های روشن و خاموش نمایان بودند .‏
اما بیشتر از یک قرن قبل جرج بول ٬ در سال 1854 جبر بولی را منتشر کرد . اولین بار وسایل مکانیکی تحت یک الگوی دودویی که اختراع شده بود حرکت داده شده بود . انقلاب صنعتی ٬ مکانیزم کردن تعدادی وسایل را به جلو حرکت داده بود که این شامل بافندگی نیز می‌شد . در سال 1801 جوزف ماری کارگاه بافندگی را توسط کارتهای پانچ کنترل می‌کرده‌است . جایی که یک حفره روی کارت سوراخ شده باشد یک از نوع دودویی ٬ و نقطه سورهخ نشده ٬ صفر از نوع ‏دودویی‏ را نشان می‌دهد . دستگاه بافندگی نساجی از یک رایانه فاصله دارد . اما با مثال توضییح می‌دهد که با سیستم دودویی می‌توان ماشین‏ها را حرکت داد .
‏[‏ویرایش‏] ماشین تحلیلی
‏ماشین تحلیلی نبود تا ‏چارلز بابیج‏ (Charles Babbage‏) ٬ که پدر علم محاسبه بوده‌است آغاز رایانه مدرن با کار او روی ماشین تحلیلی شکل گرفته‌است . ای دستگاه به هر حال با همهٔ وظایف و کارهایی که در طراحی یک رایانه مدرن صورت گرفته‌است ٬ هرگز با موفقیت ساخته نشد . او اولین بار آن را در سال 1837 ٬ توصیف و تشریح کرده‌است . بیش از 100 سال قبل هر دستگاه مشابهی با موفقیت ساخته شده بود . تفاوت بین ماشین بابیج و ماشین‌های قبلی ساده‌است : « او برنامه ریزی شده طراحی کرده‌است . » در این هنگام همکار او ٬ ریاضی دان ٬ آدا لاولاک (Ada Lavelace‏) ٬ نخستین برنامه‌های کامپیوتری را در یک دستگاه جامع و فراگیر روی ماشین تحلیلی منتشر کرده‌است . لاولاک به خاطر این کارش محبوب هست و اولین برنامه نویس کامپیوتر لحاظ شده بود . اما تعدادی محقق ادعا کردند برنامه‌های منتشرشده تحت نام او در اصل توسط بابیج ساخته شده‌است .
‏[‏ویرایش‏] تولد علم رایانه
‏قبل از دهه 1920کامپیوترها(گاهی اوقات کامپیوتورها) کارمندان از نوع انسان بوده‌اند که محاسبات را انجام می‌دادند . آنها معمولا تحت هدایت یک فیزیک دان بوده‌اند . هزاران کامپیوتر در تجارت ٬ دولت و تشکیل یک تحقیق کار می‌کردند و یا استخدام شده بودند . بیشتر این کامپیوتر‌ها زنان بوده‌اند و آنها مدرکی در حسابان داشته‌اند . تعدای از آنها برای سالنامه‌ها محاسبات نجومی را انجام می‌دادند . بعد از دههٔ 1920 ٬ بیان ماشین محاسبات ٬ به ماشینی که کار یک کامپیوتر انسانی را انجام می‌داده اطلاق می‌شده‌است . مخصوصا آنها با روشهای موثر قضیه جرج – تیورینگ مطابقت داشته‌اند . این قضیه که روشی است برای یک ریاضی دان ٬ اگر توانایی تنظیم یک لیست دستورالعمل‌ها را بوسیله یک کارمند انسانی با مداد و کاغذ داشته باشد ٬ موثر است . به دلیل ضرورت خیلی زیاد و بدون قوه ابتکار و نبوغ . ماشینهایی که مقادیر متوالی را محاسبه می‌کردند به عنوان نوع آنالوگ یا قیاسی شناخته شده‌اند . آنها از دستگاهی که کمیت عددی متوالی را نشان بدهد استفاده می‌کردند . مانند زاویه چرخش یک گلوله یا اختلاف در پتانسیل الکتریکی .‏
ماشین‌های دیجیتال در تقابل با آنالوگ ٬توانایی تحویل وضعیت یک مقدار عددی و ذخیره هر تک رقم را داشتند . ماشین دیجیتال قبل از اختراع قطعات سریعتر حافظه ٬ در ماشین‌های مختلف یا دستگاههای تقویت نیرو استفاده می‌شده‌است .
‏عبارت «Computing Machine‏» (ماشین محاسبه) به تدریج بعد از دهه 1940 از بین رفته‌است . درست بودن عبارت کامپیوتر از زمانی که ماشینهای دیجیتال الکترونیک رایج شده‌اند شروع شده‌است . این کامپیوتر‌ها توانایی انجام محاسبات را که قبلا توسط کارمندان انسان انجام می‌شده‌است را داشته‌اند . چون مقادیر ذخیره شده توسط ماشینهای دیجیتال مانند وسایل آنالوگ به خصوصیات فیزیکی محدود نبود ٬ یک کامپیوتر منطقی مبتنی برتجهیزات دیجیتال ٬ توانایی انجام هر چیزی را که می‌توانست ماشین خالص را تولید کند ٬ داشته‌است .‏
آلن تیورینگ که به عنوان پدر علم کامپیوتر شناخته می‌شده‌است ٬ این قبیل کامپیوتر‌های منطقی را که به عنوان ماشین تیورینگ شناخته می‌شود را اختراع کرده بود . که بعد از آن داخل کامپیوتر‌های مدرن و پیشرفته رشد پیدا کرد . به علاوه این کامپیوتر‌های جدید توانایی انجام محاسبات غیر عددی را مثل موسیقی داشته‌اند .‏
از زمانی که پردازش‌های محاسباتی توسط کارمندان انسانی انجام می‌شده‌است ٬ این مطالعهٔ توانایی انجام محاسبات ٬ به وسیله آشکار ساختن چیزی که در مفهوم متداول آشکار نبوده‌است ٬ یک علم را آغاز کرده‌است .
‏[‏ویرایش‏] نظم و انظباط غیر منتظره
‏[‏ویرایش‏] اساس تئوری
‏اساس ریاضی علم کامپیوتر مدرن توسط Kurt Godel‏ با قضیه ناقصش در سال 1931 آغاز شده بود . در این قضیه او نشان داده که ٬ جایی محدود بوده که داخل یک سیستم قراردادی چیزی را نتواند رد یا اثبات کند . این قضیه به کاری توسط Godel‏ و بقیه راهنمایی کرده تا این سیستم‌های رسمی یا قراردای را تشریح یا تعریف کنند . که این شامل مفاهیمی مانند توابع بازگشتی mu(μ‏) و توابع تعریف پذیر Lambda(λ‏) می‌باشد .‏
سال 1936 یک سال کلیدی برای علم کامپیوتر بوده‌است . آلن تیورینگ و آلونزو جرج ٬ مستقلا و همچنین با هم الگوریتم را به طور رسمی ٬ با محدوده‌هایی که می‌توانست محاسبه کند و مدلی برای محاسبات مکانیکی خالص بود ٬ معرفی کردند .‏
این عناوین توسط چیزی که اکنون قضیه جرج – تیورینگ نامیده می‌شود ٬ تحت پوشش قرار می‌گیرد . که یک فرضیه در مورد طبیعت وسایل محاسباتی مکانیکی مانند کامپیوتر‌های الکترونیکی ٬ می‌باشد . این قضیه ادعا کرده که هر محاسباتی که ممکن است (حل شدنی است ) می‌تواند توسط اجرای الگوریتم روی کامپیوتر انجام شود . که با زمان کافی و فضای ذخیره سازی در دسترس فراهم می‌شود . همچنین تیورینگ ٬ قضیه توصیف ماشین تیورینگ را شامل می‌شود . یک ماشین تیورینگ یک نوار طولانی نا محدود و یک هد یا سوزن نوشتن یا خواندن (R/W‏) دارد که همراه با نوار می‌تواند حرکت کند و تنها مقادیر مسیر را می‌تواند حرکت دهد . به طور شفاف همانند ماشینی است که هرگز نمی‌تواند بسازد ٬ اما با این وجود مدلی است که می‌تواند محاسبات هر الگوریتمی را که روی هر کامپیوتر مدرنی قابل اجراست ٬ تقلید کند .‏
همچنین تیورینگ برای علم کامپیوتر مهم است چونکه نام او نمایانگر جایزه تیورینگ و آزمایش تیورینگ است . او در جنگ جهانی دوم همکاری موفقیت آمیز و بزرگی با کد شکن‌های بریتانیایی داشته‌است و طراحی کامپیوتر‌ها و نرم افزار‌ها را در دهه ا1940 کاملا ادامه داده‌است . در یک نشست خیلی بزرگ ماشین‌های دیجیتال در کمبریج ٬ تورینگ گفت : « ما در تلاشیم تا ماشینی بسازیم تا همه نوع چیز‌های متفاوت را به سادگی توسط برنامه نویسی سریع تر از راه اضافه کردن دستگاه‌های اضافی انجام دهیم . »
‏
‏در سال 1948 توسط بابی منچستر ٬ اولین کامپیوتر کاربردی که می‌توانست برنامه‌های ذخیره شده را اجرا کند ٬ بر مبنای مدل ماشین تیورینگ ساخته شد .
‏[‏ویرایش‏] شانون و تئوری اطلاعات
‏تا حدود و نزدیکی‌های دهه 1930 ٬ مهندسین برق توانایی ساختن مدارات الکترونیکی را داشتند تا مسائل منطقی و ریاضی را حل کنند ٬ اما بیش از همه طبق عادت عمومی ٬ نظریه‌هایی که وقت زیادی نمی‌برده انجام می‌داده‌اند . این امر با انتشار قضیه Master‏ در سال 1937 توسط الوود شانون (Elwood Shannon‏) تغییر کرده‌است . که یک تحلیل نمادین از ایستگاه تقویت و مدارات سوئیچینگ است . در زمان گرفتن مدرک لیسانس در کلاس فلسفه ٬ شانون کار بولی را افشا کرده و تشخیص داده بود که آن کار می‌تواند
‏از ایستگاه‌های تقویت الکترومکانیکی مرتب استفاده کند .( سپس در سوئیچ‌هایی ٬ در مسیر یابی تلفن استفاده شده‌است . ) تا مشکلات منطقی را حل کند . این عقیده یعنی استفاده از خصوصیات الکترونیکی سوئیچ‌ها تا کار منطقی را انجام دهند ٬ پایه عقیده‌ای است که زمینه همه کامپیوتر‌های دیجیتال الکترونیکی است . و این قضیه شالوده طراحی مدار دیجیتالی کاربردی شده‌است . در این هنگام آن قضیه سریعا بین جامعه مهندسین الکترونیک در طول و بعد از جنگ جهانی دوم شناخته شده‌است .‏
شانون رفت تا رشته تئوری اطلاعات را در سال 1948 پیدا کرد و نام آن را تئوری ریاضی ارتباطات قرار داده‌است . که احتمالا در مسئله چطور بهتر رمز کردن اطلاعات یک فرستنده که می‌خواهد انتقال دهد ٬ به کار برده می‌شود . این یک تئوری پایه برای تعدادی بخش‌های مطالعاتی از جمله فشرده سازی اطلاعات و رمز نویسی می‌باشد .
‏[‏ویرایش‏] وینر و فیزیولوژی
‏از آزمایش‌هایی با سیستم‌های ضد هوایی که عکس‌های کشف شدهٔ هواپیمای دشمن را تفسیر می‌کرده‌است ٬ نوربرت وینر (Norbert Wiener‏) اصطلاح فیزیو لوژی را از کلمه‌ای یونانی اختراع کرده‌است . او فیزیولوژی را در 1948 منتشر کرده‌است که تاثیر آن هوش مصنوعی بوده‌است . همچنین وینر ٬ محاسبات ماشین محاسباتی ٬ قطعات مموری یا حافظه و بقیه تشابه‌ها را با آنالیز امواج مغز خود مقایسه می‌کرده‌است .
‏[‏ویرایش‏] اولین اشکال رایانه
‏اولین اشکال کامپیوتر یک حشره موذی بود ٬ آن حشره بین دستگاه‌های تقویت روی هاروارد مارک 2 چسبیده بود . تا زمان اختراع کلمه "BUG‏" (اشکال) ٬ اغلب اما به طور غلط به گریس هوپر که یک افسر نیروی دریایی در ناوگان آمریکا بود نسبت داده می‌شده‌است . گمان می‌شد حشره در تاریخ 9 سپتامبر 1945 وارد سیستم شده‌است . بیشترین حساب‌های دیگر حد اقل با این جزئیات ناسازگاری داشته‌است . طبق این حساب‌ها تاریخ واقعی 9 سپتامبر 1947 بوده‌است . زمانی که کاربران این وافعه همراه با این حشره و نشانه « اولین نمونه واقعی اشکال پیدا شده بود » بایگانی شدند .
‏[‏ویرایش‏] علم رایانه
‏علم کامپیوتر ( یا علم محاسبه ) مطالعه و دانش پایه نظری اطلاعات و محاسبات و پیاده سازی و کاربرد آنها در سیستم‌های کامپیوتری می‌با شد . علم کامپیوتر تعدادی زیر شاخه دارد . برخی از نتایج مشخص محاسبات اهمیت دارند . ( مانند گرافیک‌های کامپیوتر ) ٬ در صورتی که دیگران خصوصیات مسائل محاسباتی را بازگو کردند ( مانند اصل پیچیدگی محاسباتی ) . هنوز دیگران روی رقابت در اجرای محاسبات تمرکز کرده‌اند . برای مثال مطالعه اصل زبان برنامه نویسی به شرح محاسبات نزدیک شده‌است . در صورتی که برنامه کامپیوتری ٬ زبان‌های برنامه نویسی مشخصی دارد تا مسائل محاسباتی خاصی را حل کند . یک زیر شاخه دیگر ٬ اثر متقابل کامپیوتر بشری ٬ روی رقابت در ساخت کامپیوتر‌ها و محاسبات مفید ٬ قابل استفاده ٬ جهانی و در دسترس مردم ٬ تمرکز کرده‌اند .