கணிப்பொறியின் அடிப்படை

கணிப்பொறியின் அடிப்படை

கணிப்பொறியின் அறிமுகம்

(Itroduction to Computers)

வழங்குபவர்: திருமதி.எம்.வித்யா, எம்.எஸ்சி., பி.எட்.,

பட்டதாரி ஆசிரியர், அரசு உயர்நிலைப் பள்ளி, எடச்சித்தூர்

கணிப்பொறியின் வரலாறு:

(History of Coputers)

கணக்கீடும் பணிகளுக்கு கணிப்பொறியைப் பயன்படுத்துகிறோம். கணிப்பொறி கண்டுபிடிப்பதற்கு முன்பு கணக்கிடுவதற்பகுப் பல்வேறு வகையான சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. முந்தைய நாகரிகத்தில் கணக்கிடுதலின் வரலாறு தோன்றிற்று. கற்கள் மற்றும் குச்சிகளைக் கொணண்டு கணக்கிடுவவதற்குப் பயன்படுத்தினர். நாகரிக வளர்ச்சி மற்றும் வாழ்கை முறை மாற்றத்தால் மிகவும் விரைவாகக் கணக்கிட வேண்டிய அவசியம் ஏற்பட்டது. இதற்கு மிகவும் விரைவாகக் கணக்கிடப்படும் சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.

ஆரம்பத்தில் இருந்து இன்றுவரை கணக்கிடுவதற்குப் பயன் படுத்தப்பட்ட சாதனங்களை அறிய ஆவலாக இருக்கும். அவைகள் கீழ்வருமாறு:

மணிச்சட்டம் (ABACUS )
கணக்கிடுவதற்கு முதல் சாதனம் 450 BCஆம் ஆண்டு சீன நாட்டில் கண்டறியப்பட்டது. அதை மணிச்சட்டம் (ABACUS )
என்றழைத்தனர். இவை கூட்டல் மற்றும் பெருக்கலுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன. இவை நீண்ட சதுரம் கொண்ட சட்டத்தில் இடையிடையே கம்பிகள் கொண்டு, இரு சட்டம் கொண்ட பகுதியை வானம் என்று, மேலும் ஒவ்வொரு கம்பியில் இரு மணிக்கட்டுகள் கொண்டிருக்கும். மாற்றும் சட்டத்தின் பெரிய பகுதியைப் பூமி என்றும், 5மணிக்கட்டுகள் கொண்டிருக்கும். எண்ணாக எடுத்துக்கூற பணிக்கட்டுகளை நடுச் சட்டத்திற்கு மாற்றப்படும்.

சீன மணிக்கட்டு (Chinese Abacus )

ஜப்பானிய மணிக்கட்டு சீன மணிக்கட்டு போன்றே இருக்கும். ஒரே ஒரு வித்தியாசம் என்னவென்றால் வானம் என்று அழைக்கப்படும் பகுதியில் ஒரு மணிக்கட்டு மட்டுமே இருக்கும்.

ஜப்பானிய மணிக்கட்டு ( Japansee Abacus), ரஷ்ய மணிக்கட்டில் நடுச்சட்டம் இருக்காது. ஒவ்வொரு வரியிலும் 10 மணிக்கட்டுகள் இருக்கும்.

நேப்பியர் போன்ஸ் (Napier Bones)
1614 ஆம் ஆண்டு ஸ்காட்லாந்து நாட்டுக் கணித மேதையான ஜான் நேப்பியர் (John Napier) என்பவர் மடக்கையை (Logarithm) கண்டறிந்தார். நேப்பியர் போன்ஸ் (Napier Rod) அவற்றை நேப்பியர் கம்பிகள் () என்பதையும் கண்டறிந்தார். இவை 10 கம்பிகள் மற்றும் 4 முகங்கள் கொண்டிருக்கும். இக் கம்பிகளுக்கு 0விலிருந்து 9 வரை எண்கள் இடப்படடிருக்கும். பெருக்கல் மற்றும் பெரிய எண்கள் வகுக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டன.

வழக்கு விதிகள் (Slide Rule)
1620 ஆம் ஆண:டு ஆங்கிலேய கணித மேதையான வில்லியம் ஆட்ரட் (William Oughtred) வழக்கு விதியைக் கண்டுபிடித்தார். இது கணணக்கிட உதவும் சாதனமாகும். ஒன்றின் மேல் ஒன்றாக இரு கோல்கள் கொண்டிருக்கும். ஒன்றோடொன்று பயன்படுத்த மிகவும் ஏதுவாக இருக்மகும். கூட்டல், பெருக்கல் மற்றும் வதகுத்தலுக்குப் பயன்படுத்தப்படும்.

பாஸ்கல் மற்றும் பாஸ்கலின் (Pascal and Pascaline)

1644ஆம் ஆண்டு பிரஞ்சு கணித மேதையான பிளேய்ஸ் பாஸ்கல் (Blaise Pascal கூட்டும் சாதனத்தை கண்டுபிடித்து, அதற்கு பாஸ்கலின் (PAscaline) என்று பெயரிட்டார். அச்சாதத்தைக் கண்டுபிடித்த போது அவருக்கு 19 வயது ஆகும். அவர் வரி வசூலிக்கும் பணிபுரிந்து வந்தார். அருக்கு உதவிபுரிய இச்சாதனத்தை கண்டுபிடித்தார்.

அவர் சக்கரங்கள் மற்றும் அதன் பற்களைக் கணக்கிடுவதற்குப் பயன்படுத்தினார். சாதனத்தின் வெளிப்புறத்தில் 9 சக்கரங்கள் இருக்கும். ஒவ்வொன்றிலும் 0 முதல் 9 வரை எண் இடப்பட்டிககும். எண்னைச் சுற்றி அதன் கூடுதலை அதன் சட்டத்தில் காணல்லம். பெருக்கல் அல்லது வகுத்தல் தெடார் கூட்டல் மற்றும் கழித்தல் வாயிலாகச் செய்யலாம். இதில் பத்து பற்கள் கொண்ட சக்கரம் ஒரு முறை சுற்றினால், அடுத்த சக்கரம் பத்தில் ஒரு பங்கு சுற்றும். இதற்கு ஆட்டோ பெளபுல் ஓடோ மீட்டர் ஒரு உதாரணம் ஆகும்.

கணிப்பொறியன் தந்தை (Father of Computers)

இன்று கணிப்பொறி செயல்படும் முறையை வழங்கியவர் சார்லஸ் பாபேஜ்(Charles Baddage) கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தில் கணித விரிவுரையாளராக 19 ஆம் நூற்றாண்டில் பணியாற்றினார். இவர் கணித உரையில் அன்றாடப் பழக்கத்தில் பிழை கண்டு மிகவும் வருத்தம் கொண்டார். இப்பிழையைச் சரி செய்ய ஒரு சாதனத்தை உருவாக்க எண்ணினார். அது differnce engine என்றழைக்கப்பட்டது.

ஆங்கிலேயர் அரசாங்கத்தின் நிதி உதவியால் பாபேஜ் பெரிய பிரிவு கொண்ட நூற்றுக்கு மேலான சக்கரங்கள், கம்மிகள் மற்றும் சக்கரங்களை இயக்கும் பல் சக்கரம் சக்கரங்களை இயக்கும் பல் சக்கரம் (gear) கண்டுபிடிக்கத் திட்டமிட்டார். அவர் ஒரு தொழிற்சலை நிறுவி பெரும் பணம் செலவிட்டுப் பல ஊழியர்களை வேலைக்கு அமர்த்தினார். ஆனால் இம்முயற்சியில் அவர் தோல்வியைத் தழுவினார். அவர் எதிர்பார்த்தது போல் இயந்திரம் துல்லியமாகச் செயல்படவில்லை. அவருக்குக் கிடைத்த புதிய யோசனையில்இயந்திரவடிவத்தை மாற்றினார். தொழிலாளர்கள் அவரை விட்டுச் சென்றதினால், மேலும் அரசாங்கம் நிதி அளிக்க மறுத்ததால் 1833 வேறுபடுத்தும் இயந்திரம் (difference engine) தயாரிப்பு நிறுத்தப்பட்டது. இவர் இன்று கணிப்பொறியின் தந்தையாகக் கருதப்படுகிறார். இருவருடைய மூளை இன்று இங்கிலாந்திலுள்ள ஹண்டேரியன் காட்சியகத்தில் (Hunterian Museum ) பாதுகாக்கப் பட்டு வருகின்றது.

அனலிடிகல் இயந்திரம் (Analiytical Engine)

பாபேஜ் மேலும் கடினமான இயந்திரத்தைக் கண்டுபிடித்தார். அது அனலிடிகல் இயந்திரம் என்று அழைக்கப்பட்டது. இதன் மூலம் ஒரு நிமிடத்திற்கு 60 வகையான கணிதம் சம்பந்தப்பட்ட பிரச்சினைகளைத் தீர்க்கலாம். இவ்வியந்திரத்தின் முக்கியத்துவம் என்னவென்றால் இதன் பணிகள் நவீன கணிப்பொறி போன்றே இருக்கும். இவை 1946ஆம் ஆண்டு பாபேஜின் நூறு வயதுக்குப் பிறகு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

கணக்கீடு பட்டம் பெற்றவரின் மனைவி

லேடி அடா அகஸ்டா புகழ்பெற்ற ஆங்கில கவிஞரான பைரன் (Lord Byron) மகளாவார். இவர் கணிதத்தில் மிகவும் திறமை கொண்டிருந்தார். 1833ஆம் ஆண்டு பாபேஜச் சந்தித்தார். அடா (Ada) பாபேஜ் வடிவமைக்கும் இயந்திரத்திற்கு மிகவும் உதவியாக இருந்தார். அனலிகல் இயந்திரம் செயல்படும் விதத்தினைப் பற்றிய முழு விதத்தை இவர் எழுதினார். மேலும் தனது சொந்தமான யோசனைகளைச் சேர்த்தார். 1979ல் நவீன புரோகிராம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு அதற்கு ADA என்று கெளரவிக்கப்பட்டது.

முதலாம் தலைமுறைக் கணிப்பொறிகளோடு இவற்றை ஒப்பிடுகையில் இவைகள் அளவில் சிறியதாகவும், மிதமான வெப்பமடையக் கூடியவைகளாகவும் இருந்தன. IBM7090, IBM1401 போன்றவை IBM கணிப்பொறிகளில் சில வகைகள் ஆகும்.

கணிப்பொறியின் தலைமுறைகள்
(Generatios of Computers)

கணிப்பொறியின் வளர்ச்சியைக் கீழ்க்கண்டவாறு வரிசப்படுத்தலாம்.

முதலாம் தலைமுறை (First Generation) (1942-55)

முதல் தலைமுறை கணிப்பொறியில் வெற்றிடக் குழாய் () மின் பாகததையுயும் மற்றுறம் மின்னணுக் குழாயும் (Electro Static tube) உபயோகப்படுத்தினர். அமெரிக்கக் குழுவான J P. எக்கர்ட் (Eckert) மற்றும் J.z மாசலி (Maughly) முதல் மின் கணிப்பொறியினைக் (Electronic Numerical Integrator and Calculator) கண்டுபிடித்தனர். இது ENIAC அன்று அழைக்கப்பட்டது. இது இயந்திரம் பொருத்த அதிக இடம் தேவைப்பட்டது. மேலும் இவ்வியந்திரம் பெரும் வெப்பத்தை ஏற்படுத்தியது. UNIVAC I.EDSAC (Electronic Delay Storage Auto matic Calcuato) போன்றவை இந்த முறை கணிப்பொறிகளாகும்.

நன்மைகள்(Advantages)

1.வேக்கம் டியூப் (vaccuam tube) எலக்டரானிக் சாதனம் மட்டுமே அக்காலகட்டத்தில் கிடைத்தன.

2.வேக்கம் டியூப் எலெக்ட்ரானிக் தொழிற் நுட்பம் டிஜிட்டல் கம்பியூட்டர் உருவாகக் காரணமாக இருந்தது.

3.இக்கணிப்பொறிகள் இக்காலகட்டத்தில் மிகவும் வேகமாகக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்பட்ட சாதனம் ஆகும்.

தீமைகள் (Disadvantages)

1.அளவில் அதிகமானவையாகும்.

2.நம்பகத்தன்மையில்லாதது.

3.ஆயிரம் வேக்கம் டியூப் உபயோகித்தனர். இதனால் அதிக வெப்பம் உருவாக்கக்கூடிய அபாயம் ஏற்பட்டது.

4.குளுகுளு வசதி தேவை.

5.உடனுக்குடன் ஏற்பட்ட கடினபொருள் (Hardward) கோளாறு

6.சீரான பராமரிப்பு தேவை.

7.எளிதில் தூக்கிச் செல்ல இயலாதது.

8.வணிக உபயோகம் குறுகியதாக இருந்தன.

இரண்டாம் தலைமுறை (Second Generation) (1955-64 )

இந்ததலைமுறையின் காலம் 1960 முதல் 1965 ஆம் ஆண்டு வரையாகும். வெற்றிடக் குழாய்க்குப் பதிலாக ட்ரான்சிஸ்டர் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. IBM கணிப்பொறி இக்காலகட்டத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. முதலாம் தலைமுறைக் கணிப்பொறிகளோடு இவற்றை ஒப்பிடுகையில் இவைகள் அளவில் சிறியதாகவும், மிதமான வெப்பமடையக் கூடியவைகளாகவும் இருந்தன. IBM 70901 IBM 1401 போன்றவை IBM கணிப்பொறிகளில் சில வகைகள் ஆகும்.

நன்மைகள்(Advantages)
1.முதல் தலைமுறைக் கணிப்பொறியுடன் ஒப்பிடும் பொழுது அளவில் சிறியதாக இருந்தன.

2.மிகவும் நம்பகத்தன்மை கொண்டவை.

3.குறைந்த வெப்பம் உருவாக்கின.

4.இக்கணிப்பொறி கணக்கிடப்படும் நேரம் மில்லி நொடியிலிருந்து மைக்ரோ நொடியாக எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டன.

5.மென்பொருள் (Hardware) கோளறு குறைக்கப்பட்டன.

6.வணிக உபயோகம் பரந்து இருந்தன.

7.வணிக உபயோகம் பரந்து இருந்தன.

தீமைகள் (Disadvantages)

1.குளுகுளு வசதி தேவை.

2.உடனுக்குடன் பராமரிப்பின் அவசியம்.

3.வணிக உற்பத்தி கஷ்டமாகவும் மற்றும் விலை உயர்ந்தாகவும் இருந்தது.

மூன்றாம் தலைமுறை (Third Generation) (1964-75)

இத்தலைமுறையின் காலகட்டம் 1966ஆம் ஆண்டு முதல் 1975 வரை ஆகும். முதல் 1975 வரை ஆகும். இரண்டாவது தலைமுறை டிரான்சிஸ்டரை ஒன்று சேர்க்கும் மின் பூரண வழியாக (Integrator Circuit) மற்றப்பட்டது. மேலும் மெமரியில் அதிக முன்னேற்றமும், கணிப்பொறியின் சுற்றளவு மிகவும் குறைக்கப் பட்டது. உயர்ந்தளவு மொழிகளான COBOL FORTAN மற்றும் PL/1 Cyber 170 cray

நன்மைகள்(Advantages)

1.முந்தைய தலைமுறை கணிப்பொறியுடன் ஒப்பிடும் பொழுது அளவில் குறைவாகவும் இருந்தன.

2.இரண்டாவது தலைமுறை கணிப்பொறியை விட மிகவும் நம்பகத்தன்மை கொண்டவையாக இருந்தன.

3.இரண்டாவது தலைமுறை கணிப்பொறியை விடக்குறைவான வெப்பத்தை உருவாக்கின.

4.இக்கணிப்பொறிகள் கணக்கிடும் நேரத்தை மைக்ரோ நொடியிலிருந்து நானோ நொடியாகக் குறைத்தன.

5.பராமரிப்புச் செலவும் குறைவாகும். ஏனென்றால் மென்பொருள் கோளாறு ஏற்படுவது மிகவும் அரிது ஆகும்.

6.சுலபமாக எடுத்துச் செல்லக்கூடியதாகும்.

7.மொத்தத்தில் இதனை பொது உபயோகம் செய்யலாம். உலகம் முழுவதும் வெவ்வேறு வணிக விண்ணப்பங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன.

8.வணிக உற்பத்தி சுலபமாகவும் மற்றும் விலை குறைவாகவும் இருந்தன.

தீமைகள் (Disadvantages)

1.குளுகுளு வசதி தேவை.

2.Ic chip உருவாக்க மிகவும் தரம் வாய்ந்த தொழிற் நுட்பம் தேவைப்பட்டன.

நான்காம் தலைமுறை (Fourth Genertion) (1975 முதல்)
இவை 1976 ஆம் ஆண்டிலிருந்து 1985 வரை காகட்டத்தைக் கொண்டதாகும். இக்காலத்தில் தான் மைக்ரோபுராசசர் சிப் (Microprocessor Chip) அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. நீள மின் பூரண (Large scale integrated circuit) பயன்படுத்தப்பட்டது. இக்கால கட்டத்தில் மைக்ரோ கணிப்பொறிகள் பயன்படுத்தப்பட்டது. ஏ எவட்வர்ட் ராபர்ட்ஸ் அவர்கள் மைக்ரோ கணிப்பொறியின் தந்தையாகக் கருதப்படுகிறார்.

நன்மைகள்(Advantages)

1.அளவில் சிறியதாக இருந்தன.

2.மிகவும் நுட்பமான தன்மை

3.வெப்பம் உற்பத்தி முற்றிலும் புறக்கணிக்கப்பட்டன.

4.குளுகுளு வசதி தேவையின்மை.

5.முந்தைய தலைமுறையை விட, கணக்கிடக் குறைந்த நேரம் எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டன.

6.மென்பொள் கோளாறு முற்றிலும் தவிர்க்கப்பட்டன. ஆகையால் குறைந்த பராமரிப்பு தேவை கொண்டது.

7.விரைவில் தூக்கிச் செல்லக் கூடியதாகும். ஏனென்றால் அளவில் மிகவும் சிறியதாகும்.

தீமைகள் (Disadvantages)

மிகவும் அதி நவீன தொழிற்நுட்பம் சிப் (Chip) தயாரிக்க தேவை.

ஐந்தாம் தலைமுறை (Fifth Generation)

மனிதனின் விசேஷ இயல்புகளைக் கொண்ட ஐந்தாம் தலைமுறை கணிப்பொறிகள் உருவாக்கப்பட்டன. Artifical Intelligence (செயற்கை அறிவுத்திறன்) இது மனித அறிவினைப் போல செயல்படக் கூடியது. இதனால் இதைகள் "கைதேர்ந்த கணிப்பொறிகள் " எனக் கருதப்பட்டன.

இவற்றை நிவெல் (Newell) மற்றும் சைமன் (Simion) கண்டுபிடித்தனர். ஜான் மெக்கார்த்தே (John Maccarthy) இதன் தந்தையாவார். தற்போது உபயோகிக்கும் கணிப்பொறிகள் இந்தத் தலைமுறையைச் சார்ந்தாகும். இவர் மேலும் LISP (List Processing) கண்டுபிடித்தார்.