تشارلز بابيج: رائد في عالم الحوسبة
- يُعرف تشارلز بابيج بأنه مخترع، فيلسوف، عالم رياضيات، ومهندس ميكانيكي.
- ولد بابيج في لندن في 26 ديسمبر 1791.
- اشتهر بإنجازاته العديدة في مجال الحوسبة، ولذلك يُلقب بأب الحوسبة.
- استطاع أن يؤسس المفاهيم الأساسية المتعلقة باختراع جهاز الحاسب الآلي.
- كان له دور بارز في فهم وتطوير علم البرمجة.
البدايات المبكرة لتشارلز بابيج
- نشأ تشارلز في أسرة من الطبقة المتوسطة ودرس في المدارس المحلية خلال المرحلتين الابتدائية والإعدادية.
- تقدم لامتحانات الالتحاق بجامعة كامبريدج، حيث أبدع في امتحاناته وتمكن من الانضمام إلى الجامعة.
- عند التحاقه بالجامعة، لم يكن مهتماً بالمواد الدراسية المستندة على أفكار إسحاق نيوتن الرياضية.
- توجهين إلى دراسة الرياضيات التحليلية وما أنجزه العلماء في هذا المجال.
- أثناء دراسته، وجد بابيج مجموعة من زملائه الذين يشتركون في نفس اهتماماتهم، فأنشأوا جمعية تحت اسم الجمعية التحليلية بعد عامين من التحاقه بالجامعة.
- توجه أيضاً نحو دراسة الكيمياء وبدأ بإجراء عدد من التجارب في مختبر الكلية، ولكنه لم يستمر طويلاً في هذا المجال.
مساهمات وأبحاث تشارلز بابيج العلمية
- كان خلال فترة دراسته في الجامعة يسعى لفهم كيفية إجراء العمليات الحسابية بواسطة آلة حاسبة.
- لاحظ بابيج وجود أخطاء في جداول اللوغاريتمات، وبدأ يبحث عن طريقة منهجية لتعويض هذه الأخطاء.
- بمساعدة السيد هيرشيل، يُعتبر بابيج من أوائل العلماء الذين اكتشفوا الأخطاء العديدة في جداول الرياضيات.
تخرج بابيج من جامعة كامبريدج
- بعد تخرجه، عمل كمدرس لمادة الرياضيات في جامعة كامبريدج، وقدم محاضرة عن حساب التفاضلات والتكامل.
- أعقب ذلك محاضرة أخرى تناولت موضوع الفلك.
- في عام 1824، ساهم في تأسيس الجمعية الفلكية.
المحاولة الأولى لابتكار بابيج لجهاز الكمبيوتر
- كُلف بابيج من قبل الحكومة ببناء جهاز قابل للبرمجة، وقد حصل المشروع على تمويل كبير.
- لكن الحكومة انتهت إلى اليأس من رؤية النتائج النهائية للمشروع، مما أدى إلى سحب التمويل.
تطوير أول حاسوب رقمي
- وضع بابيج الأسس الأساسية لاختراع وتطوير أجهزة الحاسوب الحديثة التي ما زالت تتطور حتى اليوم.
- في عام 1822، صمم آلة للحسابات اللوغاريتمية والمثلثية بدقة، حيث كانت حساباتها خالية من الأخطاء.
- كانت هذه الآلة خطوة أولية نحو اختراع الحواسيب.
تاريخ اختراع الحاسوب
- بين عامي 1833 و1871، اخترع بابيج محرك التحليل، والذي يعد ثمرة تطوير أحد الأجهزة التي قام بتصميمها مسبقًا.
- الكلمة “حاسوب” مشتقة من الأشخاص الذين قاموا بإجراء العمليات الحسابية يدويًا وتسجيل النتائج في جداول.
- أطلق على محرك التحليل اسم “محرك التفاضل” بسبب اعتماده على المبدأ التفاضلي المحدود لإجراء العمليات الحسابية المعقدة، من خلال تكرار الجمع وعدم استخدام القسمة أو الضرب.
- تعتمد مكونات محرك التحليل على مكونات أجهزة الحاسوب الحديثة، بما في ذلك الذاكرة ووحدة المعالجة المركزية.
- أطلق بابيج على وحدة المعالجة المركزية “الطاحونة”، وعلى وحدة الذاكرة “المخزن”.
للمزيد من المعلومات، اقرأ عن:
مكونات جهاز الحاسوب
- القرص الصلب: يُخزن كميات كبيرة من البيانات بفضل الصفيحة المعدنية التي تخزن المعلومات بطريقة كهرومغناطيسية، مما يسهل حفظها حتى بعد إيقاف تشغيل الجهاز.
- المعالج: يقوم بإجراء العمليات الحسابية والمقارنات، وينقل البيانات بين نطاقات الذاكرة المختلفة.
- المراقب: يعرض نتائج العمليات التي ينفذها الجهاز، حيث يتكون من شاشة عرض تتكون من آلاف النقاط المرتبة في شبكة مستطيلة.
- الذاكرة: تعرف بذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وتستخدمها أجهزة الكمبيوتر بسرعة عالية لتخزين البرامج والمستندات.
- وحدات الإدخال: مثل لوحة المفاتيح والفأرة، التي تتيح للجهاز تنفيذ الأوامر بناءً على الأيقونات المقررة أو الأوامر المكتوبة.
- كارت الصوت: يدخل ويخرج الصوت ويخزنه بشكل تسلسلي رقمي، ثم يحوله إلى موجات كهربائية يتم سماعها عبر مكبرات الصوت.
- الطابعة: كانت آخر قطعة تم تصميمها، لكنه لم يكمل تنفيذها، حيث قام العلماء بعده بإنجازها.
إنجازات وإسهامات أخرى لتشارلز بابيج
- ابتكر بابيج آلة الفروق: آلة متخصصة في حساب وطباعة الجداول الحسابية البسيطة، لكنه لم يكمل العمل عليها.
- صمم الآلة التحليلية لإجراء حسابات دقيقة بناءً على مجموعة معينة من التعليمات، إلا أنه لم يستطع تصميم نموذج عملي لها.
- اختراع المقياس الديناميكي.
- ابتكر أضواء المنارات الخفية.
- صنع أول قاطرة بالبخار في إنجلترا.
- جمع الجداول التأمينية المعروفة بالاكتوارية والتي تعتبر موثوقة.
- اخترع مقياساً قياسياً استخدم في السكك الحديدية ويشبه عداد السرعة.
- ابتكر أول منظار بصري.
- أدخل الخيوط اللولبية المستخدمة في القياس لأول مرة.
- ساهم في إنشاء نظام البريد البريطاني الحديث.
- نشر كتابًا حول اقتصاد الآلات.
- وضح مزايا تقسيم العمل في المصانع، وهو ما يُعرف بمبدأ بابيج.
- ألف كتابًا آخر بعنوان “اللاهوت الطبيعي” حيث ناقش فيه قوة وحكمة الله.
تكريم بابيج
- في عام 1824، حصل تشارلز بابيج على ميدالية ذهبية من الجمعية الفلكية الملكية تكريماً له على اختراعه محركاً لحساب الجداول في مجالي الرياضيات والفلك.
- على الرغم من ذلك، فقد أعلن بابيج عدم حبه للأوسمة، وقد عُرض عليه لقب الفارس والبارون لكنه رفضهما.
الحياة الشخصية لتشارلز بابيج ووفاته
- تزوج تشارلز بابيج من امرأة تُدعى جورجينا في عام 1814.
- أنجب الزوجان ثمانية أطفال، وتوفي أربعة منهم بينما عاش الأربعة الآخرون.
- توفيت جورجينا في عام 1827.
- توفي تشارلز بابيج في 18 أكتوبر 1871 عن عمر يناهز 79 عاماً.
