Historia e Pajisjeve Përllogaritëse

Numërator Kinez i vitit 190

Historiku i aparaturave përllogaritëse përfshin zhvillimin e pajisjeve të projektuara nga njeriu për automatizimin e veprimeve përllogaritëse, nga ato më primitivet të ndërtuara në antikitet, te kompjuterat e fuqishëm të ditëve tona. Deri në fundin e shekullit të 19-të, shumica e punëve përllogaritëse kryheshin nga njeriu. Mjetet e para llogaritëse ishin mekanike dhe kërkonin që operatori të vendoste vlera hyrëse të llogaritjeve e më tej të vinte në punë pajisjen për të marrë rezultatin. Më vonë numrat u paraqitën me madhësi të vazhduara si largesa në një vizore, luhatja e një tensioni elektrik, etj. Pajisjet përkatëse të ndërtuara për të përpunuar këto madhësi ishin kompjuterat analog. Numrat filluan të paraqiten edhe me anë të shifrave të cilat mund të përpunoheshin automatikisht nga pajisje mekanike më të ndërlikuara. Tranzistori dhe zhvillime të tjera të rëndësishme në elektronikë nxitën zhvillimin e kompjuterave digjital dhe zëvendësimin e plotë të atyre analogë. 

Antikiteti dhe Mesjeta

Një nga pajisjet e para të përdorura për veprime aritmetike bazë ishte numëratori që mendohet se është përdorur për herë të parë në Babiloni rreth viteve 2700–2300 para Krishtit. Romakët dhe Kinezët e lashtë ndërtuan gjithashtu numëratorë të përmirësuar me shufra metalike të vendosura në tabela druri (figura më sipër). Numëratorët dhe pajisje të tjera si karroja e drejtuar nga jugu dhe planisfera e shpikur nga filozofi Iranian Al-Biruni (Abu Rayhan Al-Biruni, 973–1050) rreth vitit 1000 të erës sonë janë përdorur në mesjetë edhe për të kryer përllogaritje astronomike. Vlejnë për t’u përmendur dhe akuatoriumi e astrolabi universal (pajisje që tregonte pozicionin e hënës, diellit dhe planeteve) të shpikura nga astrologu Arab Al-Zarkali (Abū Ishaq Ibrahim al-Zarqali, 1029–1087). Ndërkohë, në Kinën e dinastisë Song u ndërtua për herë të parë kulla me sahat astronomik. Ora astronomike hidro-mekanike u shpik nga Ismail Al-Jazari në vitin 1206 dhe konsiderohet si kompjuteri i parë analog.

Mjetet Llogaritëse të Rilindjes

Tabelë përllogaritëse e Napjerit, prodhuar rreth vitit 1680

Një nga arritjet më të rënësishme të epokës së rilinddjes ishte shpikja e logaritmave nga matematikani Xhon Napjer (John Napier, 1550–1617). Me anë të logaritmave u bë e mundur që veprimet e shumëzimit dhe pjestimit të kryheshin si mbledhje dhe zbritje. Napjer ndërtoi tabelat e para logaritmike dhe në vitin 1617 shpiku një pajisje që lehtësonte së tepërmi kryerjen e shumëzimeve dhe pjestimeve. Vizorja rrëshqitëse e shpikur rreth viti 1620 i paraqiste numrat si distanca vijore. Ajo u përmirësua në vitin 1630 nga Uilliam Otred (William Oughtred, 1574–1660).

Makina llogaritëse e Paskalit, viti 1642

Rreth vitit 1642, Blez Paskali (Blaise Pascal, 1623–1662) krijoi një makinë llogaritëse mekanike me rrota të dhëmbëzuara (figura më sipër). Nëntë makina të tilla ruhen ende në muzeume të ndryshme të Europës. Matematikani Gjerman Lajbnic (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646–1716) ndërtoi rreth vitit 1672 llogaritësin me pedal. Ai gjithashtu paraqiti sistemin numerik binar që qëndron sot në themel të kompjuterave të sotëm. Çarls de Kolmar (Charles Xavier Thomas de Colmar, 1785–1870) krijoi rreth vitit 1820 makinën e parë llogaritëse mekanike që u prodhua në masë. Ky aritmometër mund të përdorej lehtësisht për të kryer mbledhje e zbritje si dhe shumëzime e pjestime nëpërmjet një rrote të lëvizshme. Përllogaritësit mekanik vazhduan të përdoren për shume kohë, deri në vitet 70 të shekullit të 20-të.

Fillimet e Teknologjisë Moderne

Një hap fillestar drejt makinave të riprogramueshme ishte tezgjahu i Xhekardit (Joseph Marie Jacquard, 1752–1834) i cili mund të thurrte modele me kontroll nga një shirit letre. Modeli i thurrur kontrollohej nga kartat me vrima që vendoseshin te shiriti. Kjo bënte të mundur ndryshimin e modeleve të thurrura duke zëvendësuar kartat me vrima, pa ndryshime në strukturën mekanike të tezgjahut të cilat do të ishin të kushtueshme. Kartat me vrima u përdorën gjithashtu në fundin e viteve 1880 nga Herman Hollërith (Herman Hollerith, 1860–1929) për të krijuar një mënyrë të ruajtjes së të dhënave të cilat mund të lexoheshin nga një pajisje tjetër. Për të përpunuar informacionin e ruajtur te kartat me vrima, ai shpiku makinën tabeluese dhe një makinë vrimëshpuese, të dyja të ndërtuara me rele elektro-mekanike. Metoda e Hollerithit u përdor në SHBA në vitin 1890 për regjistrimin e popullatës. Më vonë kompania e Hollerithit formoi bërthamën e kompanisë IBM (International Business Machines) të njohur edhe sot. 

Teknologjia e përpunimit të informacionit në fillim të shekullit të 20-të bazohej kryesisht te pajisjet elektro-mekanike me rrota të dhëmbëzuara dhe te kartat me vrima për të kryer veprimet aritmetike bazë dhe për të ruajtur rezultatet. Ndërkohë, kompjuteri i programueshëm ishte ideuar nga Çarls Babixh (Charles Babbage, 1791–1871) në fillim të shekulit të 19-të. Makina e projektuar (fatkeqësisht jo e përfunduar) prej tij i lexonte të dhënat nga kartat me vrima dhe i shfaqte rezultetet në një gjurmështypës. Ishte e pajisur me njësinë e veprimeve aritmetike, kontrolluesin e fluksit dhe një kujtesë, pra ishte një kompjuter i përgjithshëm ose siç quhet ndryshe “Turing-complete”. Projekti i ndërtimit të kësaj makine ishte i ngadaltë për shkak të vështirësive në fabrikimin e pjesëve të shumta që kërkonte. Ky projekt u ndërpre plotësisht pasi qeveria Britanike ndërpreu financimin e tij. 

Teknologjia e gjysmës së parë të shekullit të 20-të u bazua kryesisht te makinat analoge që përdornin ndryshimet e madhësive elektrike apo mekanike për të kryer përllogaritjet përkatëse. Inxhinieri Britanik Artur Polen (Arthur Pollen, 1866–1937) ndërtoi kompjuterin e parë analog që ushqehej me rrymë elektrike. Një variant i përmirësuar u përdor për kontrollin e sistemit të zjarrit te anijet dhe aeroplanët gjatë luftës së parë botërore. Variant tjetër i kompjuterit analog u ndërtua nga hulumtuesit e MIT (Massachusetts Institute of Technology) në vitin 1927. Një kompjuter analog plotësisht elektronik (ndër të fundit e ndërtuar) u projektua nga Helmut Hëlzer (Helmut Hölzer, 1912–1996) në vitin 1942. Zhvillimi i mëtejshëm i kompjuterave analog u ndërpre për shkak të rritjes së përdorimit të kompjuterave digjital. 

Kompjuterat e parë Digjital

Kompjuterat e parë digjital të shekullit të 20-të bazoheshin kryesisht te reletë dhe përdornin logjikë binare (tension i lartë ose tension i ulët). Bazat matematike të funksionimit të logjikës binare ishin formuluar kohë më parë nga matematikani Xhorxh Bul (George Boole, 1815–1864) në atë që njihet si algjebra Buleane. Në vitet 30, inxhinieri elektronik Klod Shenon (Claude Shannon, 1916–2001) vërtetoi se ekzistonte një korrespondencë një-me-një midis koncepteve të logjikës së Bulit dhe disa qarqeve elektrike/elektronike të njohura si porta logjike (të gjithëpërhapura në kompjuterat e sotëm). U bë pra e qartë se reletë dhe çelësat elektrik/elektronik mund të përdoreshin për të paraqitur apo ndërtuar shprehjet e algjebrës së Bulit. Nga ky fakt mori hov projektimi i qarqeve digjitale. 

Pamje të kompjuterit ENIAC dhe operatorëve të tij

Gjatë periudhës së luftës së dytë botërore, motivi kryesor i përdorimit të kompjuterave ishte për kodimin dhe thyerjen e mesazheve ushtarake. Historia interesante e makinës gjermane të kriptimit Enigma (disa detaje për të mund të gjenden te kjo lidhje) dhe përpjekjeve të aleatëve për ta thyer me anë të kompjuterave elektro-mekanikë i takon pikërisht kësaj periudhe. Të rëndësishëm gjatë kësaj periudhe ishin kompjuterat elektromekanikë me rele Z1, Z2, Z3 dhe Z4 të cilët u projektuan njëri pas tjetrit nga inxhinieri Gjerman Konrad Zuse (1910–1995). Z3 ishte i pari “Turing-complete” prej tyre dhe përpunonte gjatësi fjalësh prej 22 bitesh me një frekuencë 5–10 Hz. Disa vite më vonë u ndërtua në SHBA kompjuteri ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Computer), gjithashtu një pajisje “Turing-complete”, pra mund të zgjidhte çdo problem me anë të programit që i ngarkohej në kujtesë. Ky kompjuter ishte më i avancuari për kohën dhe përbëhej nga 18000 tuba vakuumi dhe 1500 rele, peshonte 30 ton dhe harxhonte 200 KW. 

Zhvillimet në teknologjinë kompjuterike u përshpejtuan nga shpikja e tranzistorit (fillimitsht me bashkim bipolar dhe më pas metal-oksid-gjismëpërcjellës). Një shkrim i detajuar mbi tipet bazë dhe përdorimet e tranzistorit mund të gjendet te kjo lidhje. Tranzsistori i zëvendësoi plotësisht tubat e vakuumit duke reduktuar ndjeshëm përmasat dhe duke ulur kostot e pajisjeve. Kompjuterat e bazuar te qarqet digjitale me tranzistorë (qarqet me dendësi të lartë integrimi) i zëvendësuan plotësisht pajisjet e teknologjive të tjera dhe vazhduan të përmirësohen duke u zvogëluar në përmasa, përshpejtuar në funksionim dhe duke u fabrikuar me kosto gjithnjë në zbritje. 

Referenca

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_computing_hardware
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Computer
  3. https://www.britannica.com/technology/digital-computer