• 0 رای - 0 میانگین
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
تاریخ فناوری رایانه
#1
Wink 
دیشب پریشب داشتم یکسری مقاله ویکیپدیا میخوندم درمورد مدارهای منطقی و اینا. یکسری مطالب واقعا جالب و موارد تاریخی بود. خصوصا بعضی IC ها رو وقتی بچه بودم توی دستگاههای مختلف و مدارهاشون دیده بودم که این تجدید دیدار برام حس خوبی رو تداعی میکرد.
اون زمان اونا همش برام سوال بودم و دوست داشتم بدونم چین و چطوری کار میکنن. سالها گذشت تا به امروز که گرچه الان متخصص الکترونیک و مدارهای منطقی نیستم و رشتم نیست، اما با دانش و دقت و تسلط خیلی بیشتری میتونم به تمام اینها نگاه کنم و احساس درک عمیقی میکنم که واقعا امیدبخشه. بهرحال اون موقع بچه بودیم و هنوز این دانش و تجربه و تکامل فکری رو نداشتم.

بعد ببین خدایی چه تاریخ و راهی رو طی کردن این خارجیها. واقعا جالب بوده. چقدر زحمت کشیدن. چقدر ابتکار. چقدر آدمهای مختلف. چقدر تکامل. چقدر پدیده های جالب. چقدر زیبایی. همکاری. دوستی. لذت علم.

انواع حافظهء رایانه ها رو بررسی کنید خودش انواع زیادی داشته و موارد مختلفی در مقاطع مختلفی در رایانه های اولیه و مشهور استفاده شدن. برای ذخیرهء دیتا از انتقال موج صوتی در ستون جیوه استفاده کردن (همون بخاریه که قبلا براتون عکسش رو گذاشته بودم) تا انواع مغناطیسی و نوری.

وای مدارهای منطقی. دیجیتال. آنالوگ. فرکانس. روشهای انتقال سیگنالها. هر کدام یک دنیا تاریخ و داستانهای جالب و تکامل شگرف داره که آدم وقتی میخونه لذت میبره.

اینقدر اینا تاریخ دارن و اینقدر جالبه نمیدونم شما هم علاقه دارید یا نه. مطالعش واقعا آموزنده هست و فکر میکنم خلاقیت ذهنی آدم رو هم افزایش میده.
تعجب میکنم بعضیا چرا پیشرفت غرب رو کوچک جلوه میدن و میگن اینا همش از ما و مسلمانها کپی کردن و از این حرفا. این حرفا بنظر من اصلا مهم و جالب نیست. هرکس میتونه هروقت هرچیزی رو از هرجایی بگیره. دانش در انحصار عده ای خاص نیست. و هرکس در هر زمانی میتونه سهمی درش داشته باشه. مهم نیست آدم چی رو از کجا کپی میکنه و چه کسی اولین پایه ها رو گذاشته، مهم علمه و تعالی و پیشرفت و همکاری و دوستی و اون روح زیبای علم؛ اون محیطی که من عاشقش هستم و از معدود تعالی های ماورایی فراتر از این زندگی روزمره هست که آدم میتونه در عمرش پیدا کنه.

تمام علم و فناوری در طول تاریخ یک دستاورد جمعیه و متعلق به تمام بشریت.
از دانشمندان صدر اسلام ما گرفته تا دانشمندان بزرگ غربی معاصر.

در این تاپیک سعی میکنم اگر وقت شد موارد جالبی از دنیای سخت افزار رو درج کنم، و البته شما هم اگر مطلبی داشتید میتونید بذارید. یا سوال و جواب و اینها هم خوبه. فکر کنم نباید خودمون رو فقط به بعد نرم افزار محدود کنیم و برای تفریح و گرفتن انرژی هم که شده بجای جک و داستانهای تکراری روزمره و سرگرمی های بدون کاربرد و کم ارزش، به مسائل علم و فناوری خارج از حیطهء فعالیت اصلی خودمون هم بپردازیم.

راستی منظورم این نیست که مثلا مشخصات یک کارت گرافیک آنچنانی رو بذاریم که الان داره توی بازار عرضه میشه. اینطور مسائل در جاهای دیگر هم مطرح میشن و مد نظر بنده نیست.
ما دنبال موارد تاریخی و آموزنده هستیم. مواردی که دانش و بینش پایه ما رو بالا میبرن و چیزی بهمون یاد میدن، نه هیجان های زودگذر بدون محتوا. مواردی که محتوای فنی و علمی هم داشته باشن یا حداقل احساسات نوستالژیک علمی ما رو برانگیخته کنن تا در عصری که هم عصر شهوات و بی بند و باریه و هم عصر علم بتونیم وقت و انرژی بیشتری رو به استفاده از علم اختصاص بدیم.

راستی سوال و جواب در این حیطه ها هم اگر دارید حتما مطرح کنید. میتونه بحث خیلی جذاب و آموزنده و پرباری باشه.
  پاسخ
تشکر شده توسط : Reza admin pary_daryayi
#2
خب اول میخوام یه IC خوشگل رو معرفی کنم.

این آی سی 4004 است:
[عکس: 220px-C4004.JPG.jpg]

http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_4004

من بچه بودم بابام از اوراقی ها دم و دستگاههای کهنه رو میخرید و باهم قطعاتش رو باز میکردیم توش از این آی سی ها هم بود Big Grin
حالا چرا این کار رو میکردیم خب فکر کنم چون اینطوری با هزینهء خیلی کمتر به قطعات با کیفیت و سالم زیادی دست می یافتیم! البته بابام تخصص و کارش الکترونیک نبود و با IC هاش کاری نداشت (الکتروموتور و رله و قطعات مکانیکی مختلفشون رو میخواست)، ولی من قطعات الکترونیک رو واقعا دوست داشتم.

من از این آی سی ها اون موقع خیلی خوشم میامد چون روشون یک درپوش طلایی مانند داشت که هم رنگش قشنگ بود و هم وقتی با زور و پیچ گوشتی اون رو ازش جدا میکردی زیرش چیپ و مدارها کاملا مشهود و در دسترس بودن. یادش بخیر یه میکروسکوپ هم بابام برام درست کرده بود (که هنوزم دارمش) که باهاش مدارهای اینا رو نگاه میکردم! توی چیپ هاشون یه جاهایی یه چیزهایی هم نوشته بود.

چقدر آی سی های دوست داشتنی ای بودن.

حالا توضیحش از مقالهء ویکیپدیا هم همینطور جالبه:

4004 یک سی پی یوی 4 بیتی است که بوسیلهء اینتل در سال 1971 منتشر شد. نخستین پردازندهء مرکزی (CPU) کامل بر روی یک چیپ واحد، و نخستین ریزپردازنده ای که بصورت تجاری در دسترس قرار گرفت.

خب اینجا یک سوال فنی پیش میاد که فرق پردازندهء مرکزی (CPU) و ریزپردازنده (Microprocessor) چیه؟
ضمنا میتونید بگید Microcontroller هم چیه تا یه چیزی بیشتر هم یاد بگیریم.

ساخت 4004 که در زمان خودش یک پیشرفت بزرگ بود بواسطهء فناوری جدید silicon gate مقدور شد.

راستی سرعتش (سرعت Clock) هم 108 تا 740 کیلوهرتز بود.

این پردازنده محتوی حدود 2,300 ترانزیستور بود.

در سالهای اخیر کلکسیون دارانی که این چیپ رو جمع آوری میکنن به اوج رسیدن، بخاطر اینکه این چیپ یادآور یک دستاورد قابل توجه در تاریخ فناوری رایانه است.
راستی چون قشنگ بود منم چنتاش رو نگه داشته بودم ولی بعدا گم و گور شدن Big Grin
گفتم که من همیشه این IC رو خیلی دوست داشتم و بنظرم چیز مهمی بود. یه احساس خلاقیت و پرمغز بودن داشتم درموردش. جالبه اون موقع اصلا نمیدونستم یک CPU هست یا چیز دیگه مثل انواع IC های دیگر. خب دیگه حس ششم علمی داشتیم از بچگی Big Grin
نه حالا بخوام واقعگرا باشم باید بگم احتمالا چون مدارهای زیادی روی برد بهش ختم میشد فهمیدم که چیز خوبی بیده Big Grin
  پاسخ
تشکر شده توسط :
#3
مثل اینکه طرفدار نداشت Big Grin
یعنی جدا از 4004 خوشتون نیامد؟
تازه چندتا سوال فنی هم پرسیده بودم.
شاید هم خیلی حرفه ای تر از این سوالهای پیش پا افتاده بودید و من خبر نداشتم.
  پاسخ
تشکر شده توسط :
#4
(۱۳۹۱ مرداد ۲۹, ۱۱:۰۲ ب.ظ)vejmad نوشته: مثل اینکه طرفدار نداشت Big Grin
یعنی جدا از 4004 خوشتون نیامد؟
تازه چندتا سوال فنی هم پرسیده بودم.
شاید هم خیلی حرفه ای تر از این سوالهای پیش پا افتاده بودید و من خبر نداشتم.

4004 رو ما توی دانشگاه میساختیم Big Grin البته ۴ بیتی نبود ۸ بیتی بود Big Grin
  پاسخ
تشکر شده توسط :
#5
البته داخل الکترونیک از نظر من بزرگترین انقلاب ساخت ترانزیستور بود. تاثیری که ترانزیستور در الکترونیک و رایانه گذاشت IC کمتر گذاشت.
  پاسخ
تشکر شده توسط :
#6
(۱۳۹۱ مرداد ۲۹, ۱۱:۳۹ ب.ظ)admin نوشته: 4004 رو ما توی دانشگاه میساختیم Big Grin البته ۴ بیتی نبود ۸ بیتی بود Big Grin
مطمئنی؟ یعنی چطوری؟ با IC های دیگه؟
چون 4004 که خودش یک CPU کامل هست و 2300 تا ترانزیستور داره.
  پاسخ
تشکر شده توسط :
#7
(۱۳۹۱ مرداد ۳۰, ۰۲:۲۰ ق.ظ)vejmad نوشته:
(۱۳۹۱ مرداد ۲۹, ۱۱:۳۹ ب.ظ)admin نوشته: 4004 رو ما توی دانشگاه میساختیم Big Grin البته ۴ بیتی نبود ۸ بیتی بود Big Grin
مطمئنی؟ یعنی چطوری؟ با IC های دیگه؟
چون 4004 که خودش یک CPU کامل هست و 2300 تا ترانزیستور داره.

آره. با IC های دیگه. یه سری آیسی ها بودن یه سری از مدارها رو داخل خودشون داشتن و نیازی به طراحیش نبود. مثل IC مقایسه گر ۸ بیتی. البته طراحی مقایسه گر چیز خاصی نداشت. یا تایمر. تایمر های عادی هم چیز خاصی نبودن. (البته اگر می خواستیم کاستومایز شده کار کنه مثلا شمارشگر ۱و۵و۶و۳و۴و۲و۷ یه همچنین شمارشگری کار رو سخت می کرد.)
کلا پوستمون رو کندن Big Grin

الکترونیک رو خیلی دوست داشتم. حیف که نشد ادامش بدم
  پاسخ
تشکر شده توسط : vejmad
#8
بازم فکر میکنم احتمالا اشتباه میکنیا.
یه CPU خیلی داستان داره. دستورالعمل میگیره و اجرا میکنه، یعنی Opcode داره، رجیستر، Bus برای آدرس دهی حافظه و گرفتن دیتاش و این حرفا.
اونایی که شما درست میکردید احتمالا مدارهای اختصاصی تر و محدودتری بوده. یک CPU همه کاره نبوده بنظرم.
CPU طبیعتا برنامه پذیره و با یکسری Building block های خیلی پایه میتونی هر کاربرد پیچیده تری رو بسازی.
نه اینکه مثلا یک شمارنده درست کنید که شباهتش با CPU فقط در Clock داشتن و اینهاست.
CPU باید clock داشته باشه و با این clock دستورالعمل ها رو بخونه و اجرا کنه. یک Instruction set استاندارد که بشه باهاشون هر برنامه ای رو ساخت و هرکاری انجام داد باید داشته باشه. مثلا مجموعه دستورالعمل های 4004 شامل 46 دستور میشه.
با CPU شما دیگه نیازی نیست مدار رو تغییر بدی؛ بلکه دیگه فقط دستورالعمل بهش میدی. حالا میخوای شمارنده باشه و چطوری بشماره یا هر چیز دیگه ای باشه، باید بتونی اینا رو فقط با همون Instruction set درست کنی و بهش بدی.
یک مدار برای هرکاری.
کاملا برنامه پذیر.

پ.ن: البته یه نکته ای رو بگم که CPU های بدون clock هم داریم که بحث خودش رو داره، اما بهرحال اونا هم بصورت قدم به قدم و طبق اصول کلی CPU های دیگه کار میکنن. زیاد ربطی به بحث جاری ما نداره.
  پاسخ
تشکر شده توسط : admin
#9
(۱۳۹۱ مرداد ۳۰, ۰۲:۰۴ ب.ظ)vejmad نوشته: بازم فکر میکنم احتمالا اشتباه میکنیا.
یه CPU خیلی داستان داره. دستورالعمل میگیره و اجرا میکنه، یعنی Opcode داره، رجیستر، Bus برای آدرس دهی حافظه و گرفتن دیتاش و این حرفا.
اونایی که شما درست میکردید احتمالا مدارهای اختصاصی تر و محدودتری بوده. یک CPU همه کاره نبوده بنظرم.
CPU طبیعتا برنامه پذیره و با یکسری Building block های خیلی پایه میتونی هر کاربرد پیچیده تری رو بسازی.
نه اینکه مثلا یک شمارنده درست کنید که شباهتش با CPU فقط در Clock داشتن و اینهاست.
CPU باید clock داشته باشه و با این clock دستورالعمل ها رو بخونه و اجرا کنه. یک Instruction set استاندارد که بشه باهاشون هر برنامه ای رو ساخت و هرکاری انجام داد باید داشته باشه. مثلا مجموعه دستورالعمل های 4004 شامل 46 دستور میشه.
با CPU شما دیگه نیازی نیست مدار رو تغییر بدی؛ بلکه دیگه فقط دستورالعمل بهش میدی. حالا میخوای شمارنده باشه و چطوری بشماره یا هر چیز دیگه ای باشه، باید بتونی اینا رو فقط با همون Instruction set درست کنی و بهش بدی.
یک مدار برای هرکاری.
کاملا برنامه پذیر.

پ.ن: البته یه نکته ای رو بگم که CPU های بدون clock هم داریم که بحث خودش رو داره، اما بهرحال اونا هم بصورت قدم به قدم و طبق اصول کلی CPU های دیگه کار میکنن. زیاد ربطی به بحث جاری ما نداره.

حالا خود 4004 هم صد البته با خصوصیات خودش نبوده. ولی از روی بلوک دیاگرام 4004 رفتیم جلو (توی ۲ ترم باید تمومیش می کردیم) . البته این سی پی یو همونطور که گفتی ۴۶ تا دستور رو اجرا می کرد. اون چیزی که ما نهایتا طراحی کردیم ۳۲ تا دستور رو اجرا می کرد. چهار عمل اصلی جمع و منها و تقسیم و ضرب و تقسیم (البته تقسیم و ضرب هم میشد با جمع پیاده سازی کرد ولی بهتر بود از مدارهای جانبی برای انجام سریعتر پردازش کمک گرفت) و سه عملیات مقایسه بزرگتر و کوچکتر و مساوی اینا از همه مهمتر بودن . همه عملگرهای بعدی رو از روی این شبیه سازی میشد. مهم این بود که این عملگرها رو پیاده سازی کرد. و البته قابلیت اجرای کدهای ذخیره شده رو از حافظه های جانبی داشته باشه.

خلاصه CPU های اولیه آنچنان هم پیچیده نبودن و طراحی CPU کار دشواری نبوده. (معماش خیلی سخت بوده ولی قضیه اینکه معما چو حل گشت آسان گردد در همین مورد صدق می کنه). ولی وقتی حجم پردازش ها و ابزراها و سرعت CPU ها که بالاتر میره پیچیدگیشون بالاتر میره. مخصوصا وقتی قضیه ارتباط با ابزارهای خارجی پیش اومد. وقتی که سی پی یو های چند هسته ای روی کار اومدن و وقتی سرعت بالا رفت و دیگه سیلیکونها و ترانزیستور های دوست داشتنی تحمل این همه کلاک پالس رو نداشتن ، طراحی سی پی یو ها رو سخت تر کردن.


البته در مورد کلاک پالس ما یه استادی داشتیم (خیلی آدم باهوشی بود. توی هیچ دانشگاهی طراحی CPU رو درس نمی دادن ولی این به ما توی کاردانی یاد داد. تز دکترای خودش هم CPU های جریان بالا با کلاک پالسهای بالا بود.) می گفت توی بعضی از سی پی یو ها یا بعضی از عملگرها جهت بهینه تر کار کردن لازمه کلاک پالس ها به صورت نامرتب بشمارن. البته من هیچ وقت موردش رو درست نفهمیدم
  پاسخ
تشکر شده توسط : vejmad
#10
(۱۳۹۱ مرداد ۲۹, ۱۱:۴۰ ب.ظ)admin نوشته: البته داخل الکترونیک از نظر من بزرگترین انقلاب ساخت ترانزیستور بود. تاثیری که ترانزیستور در الکترونیک و رایانه گذاشت IC کمتر گذاشت.
آره ترانزیستور که پایه بود و در تمام شاخه ها (دیجیتال، آنالوگ، رایانه، ارتباطات، تلویزیون، رادیو، ...) اهمیت حیاتی داشته.
ولی IC هم خیلی مهم بود بخصوص در دیجیتال و بخصوص در فناوری رایانه.
بدون IC هیچوقت نمیشد به این حجم کوچک، مصرف پایین، سرعت بالا، و قیمت کم دست پیدا کرد که باعث انفجار فناوری دیجیتال و رایانه همچنین دیجیتالی شدن عرصه های دیگر شد (مواردی که از آنالوگ به دیجیتال تغییر کردن).

منظور من هم بیشتر بررسی زیرشاخه ای بود، نه اینکه کل علم و فناوری الکترونیک رو در طول تاریخ درنظر بگیریم.
منظورم شاخهء علم و فناوری رایانه هست.
  پاسخ
تشکر شده توسط :


پرش به انجمن:


کاربران در حال بازدید این موضوع: 1 مهمان