بوابة الثانوية العامة المصرية - للعام الدراسي 2009 2010 انت تسأل ونحن نجيب

من الحصاة إلى لغات البرمجة

هذا هو الفصل الأول من كتابي "من الصفر إلى الاحتراف: فيجيوال بيزيك دوت نت 2010"، وهو لا يحتاج إلى متخصص في البرمجة لقراءته، فهو يعتبر نوعا من تاريخ العلم، فهو يسرد نقاطا مختصرة عن تاريخ تطور الحاسوب ونظم التشغيل ولغات البرمجة.
وسأضعه هنا مجزأ على عدة فقرات إن شاء الله:

(1)

من الحصاة إلى الحاسوب:
من الذي اخترع الحاسب الآلي؟
لا شك أن هذا السؤال راودك مرارا وأنت تفكّر في هذه الآلة المذهلة التي غيرت شكل حياتنا وستغير شكل مستقبلنا.
فمن يا ترى اخترع الحاسب الآلي؟
الحقيقة أن هذا السؤال ليس بالبساطة التي يبدو عليها، فبخلاف أن الحاسوب يتكون من أجزاء مختلفة يعتبر كل منها اختراعا في حد ذاته، فإن الحاسوب كذلك هو حصيلة الفكر البشري في مجالات وعلوم عديدة، كالرياضيات والمنطق والفيزياء، وبالتالي لا نعرف تحديدا من أين نبدأ قصة اختراعه!
هل ستقبل الرأي القائل بأن أول حاسب آلي هو جهاز العد الحجري abacus الذي اخترع في بابل قبل 3000 سنة من ميلاد السيد المسيح عليه السلام؟
أم ستقتنع برأيي أنا، لو قلت لك إن راعي ماشية في العصر الحجري قد يكون هو من اخترع الحاسوب ووضع فكرة أول برنامج؟
ستندهش حتما: كيف هذا؟
في يوم ما من التاريخ المجهول، اخترع رجل ما عاش على هذا الكوكب، طريقة بدائية لإحصاء ماشيته، ليعلم ما ضلّ منها أو أكله الوحش، وما زاد عليها بالميلاد أو الصيد.. كانت هذه الطريقة تتلخص في كيس يضع فيه حصاة مقابل كلّ ماشية يملكها، وبنهاية كل يوم يقارن الحصى بالماشية، فإن زاد الحصى عن الماشية كان هذا دليلا على نقصان الماشية، والعكس بالعكس.
وبهذا كان كيس الحصى أول جهاز للحساب، وكانت مقارنة الحصى بالماشية أول برنامج في التاريخ!
تحضرني هنا واقعة طريفة: يوما ما في عهد أديسون أواخر القرن التاسع عشر، اقترح أحد موظفي مكتب براءة الاختراعات إغلاق المكتب، لأنه من وجهة نظره لم يعد هناك ما يمكن اختراعه، مع كل ذلك الكم من الاختراعات الذي يرد إلى المكتب كل يوم!!
تخيل فقط لو أن البشرية اكتفت بكيس الحصى حلا لمشاكلها؟!
لا ريب أن مصر كانت ستحتاج إلى جيش من موظفي الإحصاء للاحتفاظ بـ 80 مليون حصاة، وإيقاف الشعب في طوابير يومية لإحصائه!
هل تشعر إذن مثلي بجمال علم الحساب، وعبقرية ذلك الرجل الذي اخترع الأرقام بديلا للحصى، ليقلّص حل المشكلة من كيس من الحصى يحمله المرء على ظهره، إلى مجرد عدد واحد لا وزن له يحمله المرء في رأسه؟!
لا ريب إذن أن الذي اخترع نظام العدّ هو الأب الحقيقي لاختراع الحاسوب!
ولكن.. ماذا عن اختراع الكتابة؟
ماذا عن ذلك العبقري الذي أراح ذهن الإنسان من حمل مئات أو آلاف الأعداد التي يمكن أن ينساها، وأعطاه الحل باختراع رموز مقابلة للأرقام ونقشها على الحجر؟
لكن ماذا عن العبقري الذي اختزل لوح الصخر إلى ورقة يطويها المرء ويحملها في جيبه؟
وماذا عن العباقرة الذين اخترعوا قواعد الحساب، ووضعوا أنظمة العد المختلفة؟
ماذا عن الصينيين الذين اخترعوا لوح الحساب الذي كان أساس النظام العشري، والهنود الذي نقلوه عنهم، والعرب الذين وضعوا الرمز الرياضي للصفر ليدل على الخانة الفارغة في لوح العد الصيني[1]؟
وماذا عن علماء المسلمين الذين طوروا الكيمياء والفيزياء ووضعوا قواعد الجبر والتفاضل والتكامل وغيرها من العلوم التي بني عليها الحاسب؟
هل تعرف أن طريقة التفكير البرمجية تُسمى خوارزمية Algorithm، نسبة إلى العالم الرياضي المسلم الشهر أبي بكر الخوارزمي؟
وماذا عن علماء الغرب الذين ساهموا في مسيرة العلم، في الرياضيات والكيمياء وخصائص المواد والكهرباء والإلكترونيات وعلوم الاتصالات؟
إذن فالحاسوب والبرمجة هما حصيلة مشوار الفكر البشري.. وها أنت الآن تُجري حساباتك على الحاسب، وتخزّن بياناتك على الوسائط المتعددة، وتقرأ الكتب على الشاشة، وتسمع القرآن، وتلعب الألعاب، وتشاهد الأفلام الحية والرسومية Graphics، وتخاطب أصدقاءك على الشبكة الدولية للمعلومات Internet في أقصى الأرض كأنهم بجانبك، لأن رجلا مجهولا في أعماق التاريخ أراد يوما ما حل مشكلة مستعصية بالنسبة له: كيف يعدّ ماشيته!

مراحل تطور الحاسب:
يمكن القول، بأن اختراع الحاسوب قد مرّ بسبعة مراحل رئيسية عبر التاريخ:
1- مرحلة تطوير أدوات العد والحساب اليدوية البدائية.. وقد صنع البابليون أول عدّاد من الطين قبل 3000 عام من ميلاد السيد المسيح عليه السلام.
2- مرحلة أدوات العدّ والحساب الميكانيكية، التي بدأت عندما بنى ويليام سكيكارد Wilhelm Schickard في جامعة هيدلبريج Heidelberg عام 1622 أول ساعة وحاسبة ذات أربع وظائف.
3- مرحلة الحاسب الآلي الميكانيكي الذي يعمل بالتروس، ويمكن برمجته عن طريق الكروت المثقوبة لأداء وظائف مختلفة لا وظيفة ثابتة فحسب.. وكان أول حاسب من هذا النوع هو الذي صممه تشارلز باباج Charles Babbage عام 1833.
4- مرحلة الآلات الحاسبة الكهربية، التي يمكن القول بأنها بدأت بعد أن اخترع اليوغسلافي نيكولا تيسلا Nikola Tesla الدوائر المنطقية الكهربية Electrical Logic Circuits عام 1903.
5- مرحلة الحاسب الآلي الكهربي الذي يعمل بالصمامات الثلاثية، وقد بدأت عام 1939 عندما صمم جون أتاناسوف John Atanasoff بمعاونة الطالب كليفورد بيري Clifford Berry أول حاسب آلي رقمي، وقد أطلق عليه اسم ABC.. هذه الحاسبات كانت ضخمة الحجم، حتى إن الواحد منها كان يحتل مبنى بأكمله، ولا يمكن مقارنة قدراتها البدائية بقدرات أصغر حاسوب كفي موجود اليوم!
6- مرحلة الحاسب الآلي الذي يعمل بالترانزستورات، وقد بدأت عام 1948 عندما قام ويليام برادفورد شوكلي William Bradford Shockley وجون باردين John Bardeen ووالتر براتين Walter Brattain باختراع الترانزستور Transistor ليكون بديلا للصمامات الثلاثية.. يمتاز الترانزستور بأنه أرخص تكلفة وأصغر حجما وأخف وزنا وأقل إشعاعا للحرارة وأقل استهلاكا للطاقة وأسرع أداء وأطول عمرا.
7- مرحلة الحاسب الآلي المبني بالدوائر المتكاملة Integrated Circuits (ICs)، التي بدأت عندما صنع جاك كيلبي أول دائرة متكاملة IC عام 1958 ليغير مسار تاريخ الإلكترونيات، حيث تم صنع آلاف الترانزستورات معا في شريحة واحدة، مما أدى إلى تقليل حجم الدائرة، وتقليل عدد نقاط التوصيل والأسلاك فيها، وتقليل استهلاكها للكهرباء، وتقليل الوقت الضائع في عملها، وبالتالي صارت أكثر سرعة وكفاءة وأرخص تكلفة.. وبهذا صرتَ ترتدي ساعة رقمية في معصمك، وتحمل هاتفا رقميا في جيبك، وتمسك حاسوبا كفيا في يدك!
بالمناسبة: هذه المقدمة ليست لمجرد الثرثرة، فهدفها الرئيسي لفت انتباهك إلى أهمية الأعداد ونظم العدّ في برمجة الحاسوب.. لا تقلق: ليس مطلوبا منك أن تدرس الرياضيات أو الهندسة قبل أن تكتب برامجك، لكني لا أنصح المبرمج بأن يكون كالكفيف السائر في مدينة يجهلها.. لا شكّ أنك ستشعر بالراحة والاقتناع أكثر لو أخذت فكرة سريعة عن نظام العدّ الثنائي، الذي يعتمد عليه الحاسوب ويؤثر في بعض المفاهيم البرمجية التي لا غنى للمبرمج عنها.. لهذا سنلقى نظرة سريعة ومبسطة على هذا النظام في الفصل السادس من هذا الكتاب بإذن الله.. صدقني: لن تجد فيه شيئا أكثر صعوبة مما درسته عن نظام العد العشري في المرحلة الابتدائية!
والآن قبل أن نترك موضعنا هذا، ما رأيك أن نأخذ فكرة سريعة عن أهم العلامات المضيئة في تاريخ اختراع الحاسوب؟

[1] للتعرف على تاريخ الأعداد ونظم العد من الحضارات القديمة وحتى عصر الكمبيوتر أنصح بقراءة الكتاب المدهش "العدد" تأليف (جون ماكليش) وترجمة د. خضر الأحمد و د. موفق دعبول، والصادر ضمن سلسلة عالم المعرفة العدد رقم 251 من إصدارات المجلس الوطني للثقافة والفنون والآداب بالكويت.. السلسلة متوافرة الكترونيا على العديد من مواقع الشبكة الدولية للمعلومات Internet.. فقط ابحث عن اسمه واسم مؤلفه.