Ehm elektron hesablama maşını deməkdir

Ən qədim say aləti kimi eramızdan 30 min il əvvəl istifadə edilmiş (Çexiyada tapılmış) “vestonis sümükləri” hesab edilir. Eramızın V və VI əsrində qədim Romada istifadə edilən abak da ilk say alətlərindən hesab edilir. Qədim Çində VI əsrdə istifadə olunan suan-pan (hesablama lövhəsi), XV –XVI əsrlərdəYaponiyada isə soroban adlandırılmış alətlər də qədim say alətləri hesab edilirlər.

Vavilon, Misir, sonralar isə Yunanıstanda ədədləri göstərmək üçün müəyyən işarələrdən istifadə etməyə başlayırlar. Amma ədədlərin yazılışı o qədər də mükəm­məl deyildi, onlardan istifadə edərək əməliyyat aparmaq yalnız xüsusi savada malik adamlara nəsib idi.

İlk sadə mexaniki hesablama maşını 1623-cü ildə alman alimi Vilhelm Şikkard tərəfindən hazırlanır. Bu maşının köməyi ilə toplama və çıxma əməlləri aparmaq mümkün idi. İxtiraçı öz məktublarında hesablama maşınını "Saatlarla cəmləyən" adlandırmışdır. Təəssüf ki, nə maşının özü, nə də ona aid olan sənədlər bizim dövrümüzə gəlib çatmamışdır.

1641-ci ildə fransız mexaniki Blez Paskal dörd riyazi əməli (vurma, bölmə, toplama, çıxma) yerinə yetirə bilən çarxlı mexaniki hesablama maşını düzəldir və bir il sonra bu maşını nümayiş etdirir. Bu maşından o dövrdə vergilərin yığılması zamanı hesabatlar aparmaq üçün müvəffəqiyyətlə istifadə edilirdi.

1694-cü ildə görkəmli alman riyaziyyatçısı və filosofu Qotfrid Vilhelm Leybnis daha da təkmilləşdirilmiş, dörd hesab, həmçinin qüvvətə yüksəltmə və kvadrat kökalma əməllərini yerinə yetirən hesablayıcı mexanizm düzəldir.

Universal hesablama maşınının yaradılması ideyası görkəmli ingilis alimi Çarlz Bebbicə mənsubdur. Bu ideyaya görə hesablama maşını "dəyirman"dan (yəni riyazi-məntiqi qurğudan) və "anbar"dan (yəni yaddaş qurğusundan) ibarət olmalı idi. Bundan əlavə verilənləri maşına daxil etmək üçün perfokartdan istifadə edilməli idi.

Ç.Bebbicin 40 ilə yaxın əmək sərf edərək düzəltdiyi hesablama maşını müasir dövrdə istifadə olunan hesablama maşınlarına daxil olan bütün komponentləri özündə təzahür etdirirdi. Alimin düzəltdiyi maşının ilk proqramçısı, həmçini onun şagirdi və yaxın köməkçisi məşhur ingilis şairi Çon Bayronun qızı Ada Avqusta Levleyst idi. O, Ç.Bebbicin məsləhəti ilə Bernulli ədədinin hesablama maşınında hesablanması üçün iki dəyişənli iki xətti xətti tənliklər sisteminin həllinin ilk proqramını tərtib etmiş və bu proqramın köməyi ilə sistemi həll etmişdir. Onun tələbi və məsləhəti ilə «İşçi oyuq» və "dövr" kimi proqramlaşdırma terminləri ilk dəfə hesablama texnikası elmində istifadə edilmişdir.

1930-cu ilin əvvəlində Almaniyada gənc mütəxəssis Konrad Zuze bir neçə min telefon releləri əsasında binar kodlardan və riyazi məntiq aparatından istifadə etməklə avtomatik hesablama maşını yaradır. Onun yaratdığı hesablama maşınında istifadə edilən relelərin açılıb-bağlanması avtomatik olaraq yerinə yetirilirdi.

1936-cı ildə Kembric universitetinin gənc riyaziyatçısı, 24 yaşlı Alan Tyurinq proqramla idarə edilən, müxtəlif sahələrə yararlı olan hesablama maşının yaradılmasının mümkünlüyünü sübut edir. Bunun nəticəsində süni intellekt yaradıl­masının ilk konsepsiyası baş verir. Gənc alimin rəhbərliyi ilə 1940-cı illərin əvvəllərində dünyada ilk elektron hesablama maşını yaradılır. Bu maşının köməyi ilə ikinci dünya müharibəsi illərində Böyük Britaniya kəşfiyyat idarəsi müəyyən gizli işləri və tapşırıqları həyata keçirmək üçün istifadə edir. Edilmiş kəşf uzun illər sirr olaraq qalır və nəhayat 1975-ci ildə agah olur. Məhz ona görə də hesablama texnikasına aid olan əksər ədəbiyyatlarda ilk elektron hesablama maşınının 1945-ci ildə ABŞ-da yaradıldığı göstərilir.

1945-ci ilin axırlarında fizik Atanasovun ideyası əsasında Amerika alimlərindən C. Mouçli və C. Ekkert ilk elektron rəqəm hesablama maşını düzəldir. Hesablama maşınına "ENIAC" (Elektron Numerical Inteqrator And Calculator) adı verilir. "ENIAC"-ın daxili 20000 elektron lampasından və 15000 reledən ibarət idi. Hesablama maşını bir saniyə ərzində 300 vurma və 500 toplama əməliyyatlarını yerinə yetirirdi. Rəqəm hesablama maşınının tələb et­diyi güc 150 kilovata bərabər idi. Hesablama maşını ondan xeyli əvvəl düzəldilmiş "Mark 1" və "Mark 2" hesablama maşınlarından min dəfə sürətlə hesablama işlərini yerinə yetirirdi. Maşının mənfi cəhəti proqramın hesablama maşınına daxil edilməsi prosesinin çox vaxt aparması idi.

Bu prosesi azaltmaq məqsədi ilə alimlər proqramı yaddaşında saxlaya biləcək yeni hesablama maşınının hazırlanmasına başlayırlar. Layihənin elmi əsaslar üzərində qurulmasına nail olmaq məqsədilə hesablama maşınının hazırlanma prosesinə o dövrün görkəmli riyaziyatçısı Con fon Neyman da dəvət olunur. Görkəmli alim həmin ildə hesablama maşınının iş prinsipi barədə ətraflı məruzə hazırlayır. Məruzə bu işlə məşğul olan digər alimlərə də göndərilir və hamı tərəfindən bəyənilir. Buna əsas səbəb fon Neymanın təklif etdiyi hesablama maşınının iş prinsipinin sadəliyi və universallığı idi.

Con fon Neyman prinsipi əsasında işləyən ilk hesablama maşını 1949-cu ildə ingilis tədqiqatçısı Moris Uilksin tərəfindən düzəldilir.

İstər həmin ərəfədə, istərsə də sonrakı dövrlərdə təkmilləşərək düzəldilmiş bütün hesablama maşınlarının iş prinsipi fon Neymanın təklif etdiyi prinsipə əsaslanırdı.

Con fon Neymanın hesablama maşınının iş prinsipində əsas İdeya bundan ibarət idi: informasiyanı təhlil edəcək hesablama maşını effektif işləməsi ilə yanaşı universal olmalıdır.

Universal hesablama maşını aşağıdakı qurğulardan ibarət olmalıdır:

-riyazi və məntiqi əməliyyatları yerinə yetirən hesab-məntiq qurğusu;

-proqramın icra olunma prosesini təşkil edən idarəetmə qurğusu;

-verilənləri və proqramları yaddaşında saxlaya biləcək yaddaş qurgusu.

Hesablama maşınrnın yaddaşında təhlil edilmiş verilənlərin və ya proqramların saxlanılmasından ötrü yaddaşın yuvalarını nömrələmək nəzərdə tutulurdu və bununla yanaşı digər qurğuların da yaddaşa müraciəti sadələşdirilməli idi.

İstənilən xarici qurğudan maşının yaddaşına proqram daxil edilir. İdarəetmə qurğusu yaddaşdakı proqramı nəzərə alaraq onun icra olunmasını təşkil edir. Daxil edilmiş əmrlərə uyğun olaraq riyazi-məntiqi qurğu riyazi və məntiqi hesablamaları yerinə yetirir. Beləliklə hesablama maşını insanın köməyi olmadan hesablama işlərini həyata keçirir.

EHM-lərin aşağıdakı nəsilləri var:

Elektron lampalar üzərində qurulmuş bütün hesablama maşınlarını birinci nəslə aid edirlər. Bu nəsil hesablama maşınları 1945-1950-ci illəri əhatə edirlər.

1948-ci ildə tranzistorun ixtira edilməsi, bir neçə il sonra, təxminən 1955-ci ildə tranziızistorlar üzərində qurulmuş ikinci nəsil elektron hesablama maşınlarının yaranmasına gətirib çıxarmışdır.

Üçüncü nəsil hesablama maşınları 1960-68-ci illəri əhatə edir. 1964-cü ildən başlayaraq inteqral sxemlərin əsasında qurulmuş hesablama maşınlarını üçüncü nəslə aid etmək olar. İnteqral sxemlərin hesablama texnikasında istifadəsi hesablama maşınlarının ölçülərinin kiçilməsinə, etibarlığının artmasına, tələb etdiyi enerjinin azalmasma və s. texniki göstəricilərinin yaxşılaşdırılmasına səbəb oldu.

1971-ci ildə ABŞ-da və digər inkişaf etmiş kapitalist ölkələrində yeni inteqral sxemlərdən istifadə etməklə EHM-lər ixtira olunur. Belə inteqral sxemlerin daxilində onlarla, yüzlərlə, hətta minlərlə tranzistor elementi yerləşdirmək mümkün olur. Onlara texnikada böyük inteqral sxemlər (BİS) deyirlər. BİS-in yaranması yeni nəsil - dördüncü nəsil hesablama maşınlarının, mikroEHM- (mikrokompüterlərin) yaranmasına səbəb oldu.

Keçən əsrin sonuncu onilliyində inkişaf etmiş kapitalist ölkələrində beşinci nəslə aid hesablama maşınları barəsində müxtəlif layihələr irəli sürülmüş və işlənib hazırlanmışdır. Ümumiyyətlə, bu nəsil hesablama maşınlarının yaradilması layihəsi 1979-cu ildə Yaponiya mütəxəssisləri tərəfindən irəli sürülmüşdür. Sonrakı illərdə belə layihələr ABŞ və Qərbi Avropa ölkələrində də işlənib hazırlanmışdır. Beşinci nəsil hesablama maşınlarının istifadəçi ilə öz aralarında yeni münasibət yaradacaqları nəzərdə tutulmuşdur.

Bu nəsil elektron hesablama maşınları keçən əsrin 90-cı illərində yaradılmışdır və təkmilləşdirilməkdə davam etdirilir. Beşinci nəsil hesablama maşınlarında biliklərin səmərili işlənməsi sisteminin yaradılmasına imkan verən onlarla paralel işləyən mikroprosessorlardan, həmçinin eyni zamanda onlarla əmr proqramlarını həyata keçirə bilən paralel (vektor) quruluşlu daha mürəkkəb mikroprosessorlardan geniş istifadə edilmişdir.

Gələcəkdə altıncı nəslə aid hesablama maşınlarının hazırlanması və, tətbiqi nəzərdə tutulmuşdur. Belə hesablama maşınlarında müasır, kompüterlərin imkanla­rından kənarda olan, həll edilməsi çətinlik törədən bütün məsələlərin həll olunması nəzərdə tutulur.

Altıncı nəsil hesablama maşınları öptık-elektron elementləri bazası üzərində qurulacaq və onların işləmə sürəti çox böyük olacaqdır. Onların işləməsi üçün lazım olan enerjini elektronlardan daha sürətli olan fotonlar həyata keçirəcəkdir.

Altıncı nəsil kompüterlər təbii dili başa düşməlidir. Bunun üçün onların "çox şeyi bilmələri və bacarmaları" lazımdır. Biliklərə malik olaraq onları işləyib təhlil etmək, istifadəçinin istənilən sorğusuna ləngimədən və ətraflı cavab vermək və s. üçün kompüterlerin işləmə sürətlərinin yüksək olması vacibdir. Mütəxəssislər tərəfindən təxmini hesablanmışdır ki, yerinə yetirəcək bütün işləri dəqiq həyata keçirməkdən ötrü onlar bir saniyədə trilyonlarla əməliyyatı (müasir dövrdə istifadə edilən fərdi kompüterlərdən milyonlarla dəfə çox) aparmalıdırlar. İntellektual, yəni şüurlu kompüterlərin yaradılması üçün də ciddi elmi tədqiqatlar aparılır. Kompüterlərin şüurunu insanın şüurundan fərqləndirməkdən ötrü onu süni intellekt adlandırmaq qəbul olunmuşdur. Altıncı nəsil kompüterlərdə informasiyanın işlən­məsinin insan beynində olduğu kimi həyata keçirilməsi məsələsi tədqiqatçılar arasında böyük marağa səbəb olmuşdur. Nəticədə çox mikroprosessorun («neyron»un) birgə işləyəcəyi kompüterlərin yaradılması nəzərdə tutulur. Qeyd etmək lazımdır ki, mikroprosessorların informasiyanı təhlil etmə sürətləri neyronunkuna nisbətən aşağı olmasına baxmayaraq onlarm birgə işləməsi nəticəsində hazırlanacaq kompüterlərin məhsuldarlığını xeyli artırmaq mümkün olacaqdır. Bu nəslə aid olan optik elementlər əsasında yaradılan kompüterlərə də böyük ümüdlər bəslənilir. Elmi tədqiqatlar əsasında nəzəri hesablamalar göstərir ki, optik kompüterlər bir saniyə ərzində yüzlərlə trilyon əməliyyat yerinə yetirə biləcəklər. Belə kompüterlərdə ən mürəkkəb məsələləri həll etmək mümkün olacaqdır. Bu nəslə aid hazırlanan kompüterlərdə digər istiqamət molekulyar biologiyanın tətbiqi ilə bağlıdır. Belə kompüterlərin tərkibində molekulyar və molekul qruplarından istifadə etmək nəzərdə tutulmuşdur.

Müasir hesablama sistemlərini əsasən üç böyük sinfə bölmək olar:

1. 
   Mini EHM-ları (buraya fərdi kompüterlər də daxildir).
   
2. 
   Meynfreymlər.
   
3. 
   Superkompüterlər.
   

Meynfreymlər mürəkkəb bahalı maşınlar olub elmi-texniki məsələlərin geniş sinfinə aid məsələlərin həllində istifadə edilir. Onlardan 200-300 və daha çox işçi yeri olan sistemlərdə istifadə edilməsi məqsədəuyğundur. Meynfreymlərdə verilənlərin emalı kliyent-server yanaşması ilə paylanmış emaldan 5-6 dəfə ucuz başa gəlir. Meynfreymlərə misal olaraq İBM şirkətinin istehsalı olan məşhur S/390 meynfreymini göstərmək olar. Bu meynfreymlər adətən 3-dən az olmayan prosessorlarla təmin olunur. Bu maşınların operativ saxlama tutumu 342 Terabaytdır. Bu maşınlarda prosessorların məhsuldarlığı, kanalların keçiricilik qabliyyəti və operativ saxlama tutumu yeni prosessor platalarının, əməli yaddaşın modullarının əlavə edil­məsi ilə işçi yerlərin 20-200000 diapazonunda artırılmasına imkan verir.

Qeyd etmək lazımdır ki, onlarca meynfreymlər eyni bir məsələnin həlli məqsədilə bir əməliyyat sisteminin idarəsi altında birgə işləyə bilər.

Superkompüterlər ifratcəld işləyən, çoxprosessorlu və ümumi yaddaşa və ümumi xarici qurğular sahəsinə malik çoxmaşınlı kompleksdir. Superkompüterlər çox bahalıdırlar. Superkompüterlərin arxitekturası paralelizm və hesablamaların konveyr­ləşməsi ideyalarına əsaslanır. Bu maşınlarda multiprosessor emalından (paralel olaraq eyni zamanda çoxlu sayda oxşar əməliyyatların yerinə yetirilməsi) istifadə edilir. Hal-hazırda superkompüterlərin ən geniş yayılmış növü kütləvi-paralel kompüterlər sistemi növüdür. Bu tipdən olan orta sinfə aid İntel Pro 200 superkompüterini misal göstərmək olar. Bu kompüter 9200 ədəd 200 Mhs-lik Pentium Pro prosessoruna, 537 QB əməli yaddaşa və 2,25 TB tutumlu disklərə malikdir. Sitem 44 ton çəkiyə malikdir.

Superkompüterlər mürəkkəb və iri həcmli idarəetmə, kəşfiyyat, informasiyanın mərkəzləşdirilmiş saxlanması kimi məsələlərin həlli üçün istifadə edilir.

EHM-larının təsnifatında da qeyd olunduğu kimi hal-hazırda ən geniş istifadə olunan EHM-ları fərdi EHM-larıdır. Başqa sözlə kompüterlər müasir həyatın müxtəlif sahələrində geniş tətbiq imkanlarına malikdir.