पाठ - २ कम्प्युटरको इतिहास (History of Computer) | कम्प्युटर शिक्षा कक्षा ७

 परिचय

मानव सभ्यताको सुरुवातदेखि नै मानिसले गणना गर्न आफ्ना हात र खुट्टाका औंला, हातका औंलाका गट्टीहरू (finger knots), ससाना ढुङ्गा, भित्तामा कोरिने धर्साहरू, सङ्केत चिह्नहरू र डोरीका गाँठाहरू प्रयोग गरेको पाइन्छ । यी सबै हिसाब गर्ने विधि हुन् ।

समयसँगै मानिसका कार्य गर्ने तरिका र जीवन शैलीमा पनि सुधार हुँदै गएको देखिन्छ । फलस्वरूप ठुला ठुला आँकडा प्रशोधन गर्नुपर्ने आवश्यकता पर्न थालेको पाइन्छ । जसले गर्दा मानिसलाई छिटो र ठुला हिसाब गर्न सक्ने उपकरणको आविष्कार गर्नका लागि बाध्य बनायो। त्यसैले अब यस पाठमा कम्प्युटरको आविष्कार क्रममा कस्ता मुख्य मुख्य गतिविधि र उपकरणहरूको विकास भए भन्ने बारेमा हामी छलफल गछौं ।

अबाकस (Abacus)

Abacus

अबाकस इतिहासमा पहिलो अस्तित्वमा आउने गणक उपकरण (counting device) हो । यो उपकरण पहिलो पटक चाइनिजहरूले प्रयोग गरेको पाइन्छ । यो छुट्टाछुट्टै डोरी वा तार वा काठमा ससाना धातु वा काठका सात सात ओटा डल्ला उनेर एक काठको फ्रेम (frame) मा सेट गरेर बनाइएको हुन्छ। यसलाई दुई ओटा भाग (two-section) मा विभाजन गरिएको हुन्छ । यसलाई लोअर डेक (lower deck) र अपर डेक (upper deck) भनिन्छ । यसमा एउटा लामो काठ वा धातुको डन्डीले लोअर डेक र अपर डेकलाई छुट्याएको हुन्छ । अपर डेकको हरेक डोरीमा दुई दुई ओटा काठ वा धातबाट बनेका डल्ला हुन्छन् भने लोअर डेकको हरेक डोरीमा पाँच पाँच ओटा डल्ला हन्छन् यी डल्लाहरूलाई तल माथि सारेर गणना गर्ने कार्य गरिन्छ । छिटो र छरितोसँग हिसाब गर्न सक्ने उपकरण बनाउन प्रयासरत रहेर अबाकसको विकास भएको पाइन्छ । अबाकस पहिलो हिसाब गर्ने यान्त्रिक उपकरण (mechanical calculating device) हो। अबाकसको विकासभन्दा पहिला गणना गर्ने प्रविधि विकास भएको थिएन तर अबाकसको विकासपछि नै गणना गर्ने प्रविधि (computing technique) प्रयोगमा आएको देखिन्छ । त्यसैले कम्प्युटरको औपचारिक इतिहास पनि अबाकसको विकासदेखि नै सुरु हुन्छ । आजका कम्प्युटरहरू गणना प्रविधि (counting technique) को विकसित रूप हुन् । त्यसैले अबाकसदेखिआजका कम्प्युटरसम्म आइपुग्दा धेरै वैज्ञानिकहरूले विभिन्न समयमा आआफ्ना तर्फबाट निकै ठुलो योगदान पुयाएको देखिन्छ ।

नेपियर्स बोन (Nepiers Bone)

Nepiers Bone

इ.सं. १६१७ मा स्कटिसका गणित विज्ञ (Scottish Mathematician) जोन नेपियर (Joan Napier) ले एउटा सानो हिसाब गर्ने उपकरण बनाएका थिए, जसलाई नेपियरबोन (nepier bone) नामकरण गरिएको थियो । यो उपकरण हात्तीका ११ ओटा हड्डीलाई कुँदेर बनाइएको थियो । यस उपकरणले एक अङ्कको गुणन अति छिटो गर्न सक्थ्यो । यो उपकरण विशेषत: गुणन र भाग गर्नका लागि प्रयोग हुन्थ्यो।

स्लाइड रुल (Slide Rule)

स्लाइड रुल एउटा गणक उपकरण हो। यो उपकरण अङ्ग्रेज गणित विशेषज्ञ (English Mathematician) विलियम अगदर्ड (William Oughtred) ले इ. सं. १६२० मा बनाएका हुन् । यस उपकरणमा लगारिदम (logarithm) को अवधारणा प्रयोग भएको थियो । यो पहिलो अनालग उपकरण थियो जसमा दुई ओटा रुलरहरु (rulers) प्रयोग भएका थिए । जुन एउटा माथि अर्को खप्ट्याएर बनाइएको थियो । यसले जोड घटाउको माध्यमबाट गुणन र भाग गर्न सक्थ्यो ।

पास्कलाइन (Pascaline)

पास्कलाइन (Pascaline)

पास्कललाइन इ.सं. १६४२ मा फ्रेन्च गणितीय विज्ञ तथा दार्शनिक बेलेस पास्कल (Blaise Pascal) ले आविष्कार गरेको गणक उपकरण (Counting Device) हो। यसलाई Mechanical Arithmetic Calculator पनि भनिन्छ । यो उपकरण अत्यन्त जटिल तरिकाले चक्का, गियर र डायल्सहरू मिलाएर बनाइएको थियो ।

यस उपकरणको प्रयोग चक्का घुमाइको सिद्धान्तमा आधारित थियो । यस उपकरणले जोड, घटाउ, गुणन र भाग गर्न सक्थ्यो भने भाग निकाल्न घटाउलाई दोहोर्‍याएर गरिन्थ्यो । त्यसैले पनि यसको प्रयोग जोड र घटाउमा मात्र सीमित थियो ।

डिफरेन्स इन्जिन र एनालाइटिकल इन्जिन (Difference Engine and Analytical Engine)

डिफरेन्स इन्जिन र एनालाइटिकल इन्जिनका आविष्कारक अङ्ग्रेज गणित विज्ञ चार्ल्स ब्याबेज (Charles Babbage) हुन् । उनले इ.सं. १८२२ मा डिफरेन्स इन्जिनको अविष्कार गरी टेबुलहरू तयार पार्न र बीज गणितीय पदावलीको मान निकाल्न प्रयोगमा ल्याएका थिए ।

Analytical and Differential Engine

इ.सं. १८३३ मा फेरि उनले एनालाइटिकल इन्जिन बनाउनका लागि प्रस्ताव ल्याएका थिए । यसका विशेषता निम्न लिखित थिए :

(क) इन्पुट गर्नका लागि पन्चकार्डको प्रयोग गरिन्थ्यो ।

Charlse Babbage

(ख) प्रशोधन गर्नका लागि मिल (mill) को प्रयोग गरिन्थ्यो ।

(ग) भन्डारण गर्नका लागि मेमोरीको प्रयोग गरिन्थ्यो।

(घ) स्वचालित छपाइ विधिको उपयोग भएको थियो ।

आजका आधुनिक कम्प्युटरहरू यिनै चार ओटा विशेषताहरूबाट अभिप्रेरित भई बनाइएका छन् । यस्ता उपकरण बनाएर अङ्कहरूलाई त्यसमा भन्डारण गर्न सकिन्छ भन्ने अवधारणा पनि चार्ल्स ब्याबेजले नै विकास गरेका थिए । त्यसैले चार्ल्स ब्याबेजलाई कम्प्युटरका पिता (Father of Computer) पनि भनिन्छ । अन्तत: आर्थिक र प्राविधिक समस्याका कारण उनले समयमा त्यस उपकरणलाई पूर्णता दिन सकेनन्।

लेडी अगस्ता अडा लभलेस (Lady Augusta Ada Lovelace)

लेडी अगस्ता अडा लभलेस अङ्ग्रेजी कवि लर्ड वाइरन (Lord Byron) की छोरी थिइन् । उनले चार्ल्स ब्याबेजले आविष्कार गरेको उपकरण एनालाइटिकल इन्जिन (Analytical Engine) को प्राविधिक सिद्धान्तका बारेमा राम्रोसँग ज्ञान हाँसिल गरेकी थिइन् । त्यसैले उनले चार्ल्स ब्याबेजको एनालाइटिकल इन्जिनका लागि प्रोग्राम बनाउन मद्दत गरेकी थिइन् । त्यसैले उनलाई कम्प्युटरको पहिलो प्रोग्रामर पनि भनिन्छ । उनकै नाममा USA को रक्षा विभागले इ.सं. १९७९ मा कम्प्युटर प्रोग्रामिङ भाषाको नाम ADA भनेर नामकरण गरेको थियो ।

Lady Augusta Ada Lovelace

टेबुलेटिङ उपकरण (Tabulating Machine)

Tabulating Machine by Herman Hollerith

संयुक्त राज्य अमेरिका (United State of America) का जनगणना विज्ञ डा. हर्मन होलिरिथ (Dr. Herman Hollerith) ले टेबुलेटिङ उपकरण (Tabulating Machine) को आविष्कार इ.सं. १८८७ मा गरेका थिए । यो विद्युतबाट चल्ने र आँकडा (data) लाई प्रशोधन तथा अभिलेख (record) गर्न र पढ्न सक्ने पहिलो उपकरण थियो । यसले आँकडा अथवा सूचना (information) हरूलाई पन्चकार्ड (punch card) को माध्यमबाट पढ्न सक्ने र प्रशोधन पनि विदयतीय माध्यमबाट गर्न सक्थ्यो । यो उपकरण संयुक्त राज्य अमेरिका (USA) को जनगणना कार्यको जम्मा गरिएको डाटा प्रशोधन गर्ने कार्यमा प्रयोग गरिएको थियो ।

एटनासफ बेरी कम्प्युटर (Atanasoff Berry Computer)

Atanasoff Berry Computer

अमेरिकाका गणित विज्ञ र रसायन शास्त्र विज्ञ जोन भिनसेन्ट एटनासफ (John Vincent Atanasoff) र उनका स्नातक तहका विद्यार्थी किलिफर्ड बेरी (Clifford Berry) ले इ.सं. १९३७ मा एटनासफबेरी कम्प्युटर (Atanasoff-Berry Computer) को आविष्कार गरेका थिए । यो कम्प्युटरको तौल ३२० किलो ग्रामभन्दा बढी थियो । यस कम्प्युटरमा थुप्रै भ्याकम ट्युब (Vacuum Tube) प्रयोग भएका थिए । यो कम्प्युटरका आविष्कारकले आजका आधुनिक इलेक्ट्रोनिक डिजिटल कम्प्युटर (Electronic Digital Computer) हरूको विकासको आधारशिला तयार पारेको पाइन्छ । यसलाई एबिसी कम्प्युटर (ABC Computer) भनेर पनि चिनिन्छ । यसको बनावटको आकारका कारण ३०/५० फिट ठाउँ ओगट्थ्यो । यो कम्प्युटर मौसम अनुमान (weather forecasting) गरेर डाटा तयार गर्न प्रयोग गरिन्थ्यो ।

मार्क-आई (Mark-I)

Mark-I

मार्क-आई पहिलो इलेक्ट्रो मेकानिकल (Electro-Mechanical) कम्प्युटर हो । यस कम्प्युटरको आविष्कार प्रोफेसर हवार्ड एकिनले सन् १९३७-१९४४ को समय अवधि लगाएर गरेका हुन्। यो कम्प्युटर ७,५०,००० भन्दा बढी पार्टपुर्जाहरू मिलाएर बनाइएको थियो । यसको लम्बाइ ५० फिट, चौडाइ तिन फिट र उचाइ आठ फिट थियो । यसमा १८ हजार भ्याकम ट्युबहरू (Vacuum Tubes) प्रयोग भएका थिए ।

इनाइक (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator)

Electronic Numerical Integrator and Calculator

इनाइक (ENIAC) जोन विलियम मोच्ली (Johan William Mauchly) र जे.पी. इकर्ट (J.P. Eckert) भन्ने वैज्ञानिकहरूले सन् १९४९ मा क्याम्ब्रिज विश्व विद्यालयमा निर्माण गरेका हुन् । यो कम्प्युटर ठुलो परिणाममा काम गर्न सक्ने तर सामान्य प्रयोजनका लागि प्रयोग हुने कम्प्युटर थियो । यसको तौल ३० टन थियो । यसमा १८००० ओटा भ्याकुम ट्युबहरू प्रयोग भएका थिए । यसको आकार पहिलाको भन्दा सानो पनि थियो । यो २०×४० फिटको कोठामा अटाउने आकारको थियो।

इडभ्याक (EDVAC-Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

Electronic Discrete Variable Automatic Computer

जोन भोन न्युमन (John Vonn Neumann), हङ्गेरियन गणित विशेषज्ञले इ.सं. १९५४ मा भण्डार गरिने प्रोग्राम (stored program) का आधारमा इडभ्याक प्रस्तावना गरेका थिए । पछि इ.सं. १९४९ मा Prof. Maurie Wilkes ले यस प्रकारको तथ्य प्रयोग गरी इडस्याक (EDSAC) को विकास गरेका थिए ।

युनिभ्याक (UNIVAC - Universal Automatic Computer)

Universal Automatic Computer I

इनाइक (ENIAC) को विकासपछि डा. जोन मोच्ली (Dr. John Mauchly र जोन प्रेस्सर इक्कर्ट (John Persper Eckert ले आफ्नै कम्पनी स्थापित गरेर इ.सं. १९५१ मा UNIVAC-I भन्ने नयाँ कम्प्यूटर बनाएका थिए । यो कम्प्युटर Census Bureay तथा अरू व्यापारिक संस्थाहरूले प्रयोग गरेका थिए । त्यसैले यसलाई पहिलो व्यापारिक दृष्टिकोणले प्रयोग भएको इलेक्टोनिक कम्प्युटर भनिन्छ ।

क्रियाकलाप

पाठमा दिइएका सम्पूर्ण उपकरणहरूको आविष्कार गर्नेको नाम, समय र उपकरणको नामावलीको सूची बनाऊ ।

(Table updating soon)

अभ्यास

१. तलका खाली ठाउँ भर :

(क) अबाकसमा ................... भाग हुन्छन् ।

(ख) डिफरेन्स इन्जिन ............ ले आविष्कार गरेका हुन् ।

(ग) ................... कम्प्युटरका पिता हुन् ।

(घ) टेबुलेटिङ मेसिन ............... ले आविष्कार गरेका हुन् ।

(ङ) ................... पहिलो इलेक्ट्रो मेकानिकल कम्प्युटर हो ।

उत्तर: खाली ठाउँ भरको उत्तरहरु:
(क) अबाकसमा दुई भाग हुन्छन् ।
(ख) डिफरेन्स इन्जिन चार्ल्स बाबेज (Charles Babbage) ले आविष्कार गरेका हुन् ।
(ग) चार्ल्स बाबेज (Charles Babbage) कम्प्युटरका पिता हुन् ।
(घ) टेबुलेटिङ मेसिन डा. हर्मन होलिरिथ (Dr. Herman Hollerith) ले आविष्कार गरेका हुन् ।
(ङ) मार्क आई (Mark I) पहिलो इलेक्ट्रो मेकानिकल कम्प्युटर हो ।

२. ठिक र बेठिक छुट्याऊ :

(क) अबाकसको अपर डेकको एउटा तारमा सात ओटा डल्ला हुन्छन् ।

(ख) आजका कम्प्युटरहरूको भन्डारण गर्ने विधि ज्याकवार्ड लुमबाट अभिप्रेरित छ ।

(ग) जोन नेपियर्स कम्प्युटरको पहिलो प्रोगामर हुन्।

(घ) सुपर कम्प्युटर सामान्य प्रयोजनका लागि प्रयोग गरिने कम्प्युटर हो।

(ङ) टेबुलेटिङ मेसिन चार्ल्स ब्याबेजले आविष्कार गरेका हुन्।

उत्तर: ठिक बेठिक प्रश्नको उत्तर:

(क) अबाकसको अपर डेकको एउटा तारमा सात ओटा डल्ला हुन्छन् ।

उत्तर: ठिक (किनकी यसको तल ५ र माथी २ गरि जम्मा ७ ओटा डल्ला हुन्छन् ।)

(ख) आजका कम्प्युटरहरूको भन्डारण गर्ने विधि ज्याकवार्ड लुमबाट अभिप्रेरित छ ।

उत्तर: ठिक

(ग) जोन नेपियर्स कम्प्युटरको पहिलो प्रोगामर हुन् ।

उत्तर: बेठिक (किनकी कम्प्युटरको पहिलो प्रोग्रामर लेडि अगस्टा अडा लभलेस हुन् ।)

(घ) सुपर कम्प्युटर सामान्य प्रयोजनका लागि प्रयोग गरिने कम्प्युटर हो ।

उत्तर: बेठिक (किनकी यो विशेष कार्यहरु जस्तै एक्सरे, वैज्ञानिक खोज अनुसन्धान, इन्जिनियरिङ आदीमा प्रयोग हुन्छ ।)

(ङ) टेबुलेटिङ मेसिन चार्ल्स ब्याबेजले आविष्कार गरेका हुन् ।

उत्तर: बेठिक (किनकी यो डाक्टर हर्मन होलरिथले आविष्कार गरेका हुन् ।)

३. तलका प्रश्नको उत्तर लेख :

(क) अबाकस भनेको के हो ?

उत्तर: अबाकस भनेको तीन हजार बर्ष पहिले चिनियाँ व्यापारीहरुले चारपाटे फ्रेमको काठ वा धातुका डन्डीहरुमा  सात सात वटा डल्ला उनेर जडान गरि बनाएको बनाइएको हिसाब गर्ने यान्त्रिक उपकरण हो । यसको फ्रेमलाई तल्लो र माथिल्लो भागमा छुट्याएको हुन्छ । तल्लो भागलाई लोअर डेक वा अर्थ र माथिल्लो भागलाई अपर डेक वा हेभन भनिन्छ ।  तल्लो भागमा ५/५ वटा डल्ला र माथिल्लो भागमा २/२ वटा डल्ला राखिएको हुन्छ, जसलाई तल वा माथि सारेर गणना गर्ने कार्य हुन्छ ।

(ख) बेलेस पास्कलले कम्प्युटरमा कस्तो योगदान गरेका थिए ?

उत्तर: बेलेज पास्कलले कम्प्युटरजन्य उपकरणको इतिहासमा अत्यन्तै जटिल तरिकाले चक्का, गियर र डायल्सहरु मिलाएर जोड, घटाउ, गुणन र भाग हिसाब गर्न सकिने उपयोगी मेसिन बनाएका थिए । उनले यस उपकरणमा आठवटा चक्काहरुमा ० देखि ९ सम्मका अङ्क कोरेर एक अर्कासंग विशेष किसिमले जोडेर बनाएका थिए । एउटा चक्का घुमेर ० देखि ९ सम्म पुग्दा अर्को संगैको चक्का एकपटक घुम्ने र सोही अनुपातमा बाँकी चक्काहरु पनि घुम्ने गर्थ्यो ।  उनले यो उपकरण आफ्ना बुबाको कामलाई सहयोग गर्न बनाएको थिए । यसले आठ अंक सम्मको मात्र हिसाब गर्न सकेपनि त्यो समयमा यो मेसिनले नयाँ प्रविधिको सुरुवात गरेको थियो जसले आधुनिक कम्प्युटरजन्य उपकरण विकास हुन ठूलो मद्दत गर्‍यो ।

(ग) कम्प्युटरका पिता को हुन् ? किन उनलाई कम्प्युटरका पिता भनिएको हो ?

उत्तर: चाल्स बाबेजलाई कम्प्युटरको पिता भनिन्छ । किनकी, उनले कम्प्युटरको इतिहासमा सबभन्दा पहिले वाफबाट चल्ने डिफेन्स इन्जिन र एनालिटिकल इन्जिनको अविस्कार गरेर ठूलो योगदान गरेका थिए । डिफरेन्स इन्जिनबाट टेबुलहरु तयार गर्न र विजगणितीय पदावलीको मान निकाल्न सकिन्थ्यो । उनको जन्म इ.सं. १९७१ मा ब्रिटेनमा भएका थिए । उनी क्याम्ब्रिज विश्व विद्यालयमा प्राध्यापकका रुपमा पनि कार्यरत थिए । 

(घ) कम्प्युटरको पहिलो प्रोग्रामर को हुन् ? किन उनलाई पहिलो प्रोगामर भनेर चिनिएको हो ?

उत्तर: लेडि अगस्टा अडा लबलेस पहिलो कम्प्युटर प्रोग्रामर हुन । उनले कम्प्युटरको इतिहासमा पहिलोपटक ब्याबेजको एनालाइटिकल इन्जिनका लागि प्रोग्राम बनाउन मद्दत गरेकी भएकाले उनलाई पहिलो प्रोगामर भनेर चिनिएको हो ।

[अडा कवि लर्ड बायरन र लेडी बायरनको एक्लो सन्तान थिइन् । बायरनले अडा जन्मेको एक महिनापछि आफ्नो श्रीमतीबाट अलग भएर चार महिनापछि सदाको लागी बेलायत छोडेका थिए । जब अडा आठ वर्षको थिई, उनको बाबु बायरनको मृत्यु भयो । बाबुको मृत्युपछि आमाले उनलाई निकै हेलामा हुर्काए । तर पनि उनको विज्ञान, प्रविधि र गणित प्रतिको लगाव कम हुन सकेनँ । सामाजिक शोषण र दमन खेप्दै आफ्नो अध्यनलाई निरन्तरता दिने क्रममा उनी एन्ड्रिउ क्रस, सर डेबिड ब्रुस्टर, माइकल फराडे र चार्ल्स बाबेज जस्ता महान बैज्ञानिकहरुसंग परिचित भए । उनी किशोरावस्थादेखि नै अति प्रभावशाली थिइन् । काम गर्ने क्रममा उनले चार्ल्स बाबेजले बनाएको एनालिटिकल इन्जिनमा रुचि देखाइन । अन्तिममा उनले बाबेजको मेसिनको लागि पहिलो पटक लगोरिथ्मबाट चल्ने प्रोगाम बनाइन । उनले यसरी कम्प्युटरको इतिहासमा पहिलोपटक ब्याबेजको एनालाइटिकल इन्जिनका लागि प्रोग्राम बनाउन मद्दत गरेकी भएकाले उनलाई पहिलो प्रोगामर भनेर चिनिएको हो ।]

(ङ) स्लाइड रुल भनेको के हो ? यसको आविष्कार कसले गरेका थिए ?

उत्तर: स्लाइट रुल इ.सं. १६२० मा विलियम औगरेट (William Oughtred) ले लगरिदममा आधारित भएर हिसाब गर्नको निम्ति तयार पारिएको एक किसिमको एनालग उपकरण हो । अंकहरु कोरेर बनाएको लामो रुलरमाथि छोटो रुलरलाई खप्ट्याएर चलाउन मिल्ने गरि यो उपकरण बनाएको हुन्छ । यसको प्रयोग गरि जोड, घटाऊको माध्यमबाट गुणन भाग गर्न सकिन्थ्यो ।