संगणक हे एक असे उपकरण आहे जे आम्हाला पाहिजे तेव्हा आम्ही त्यावर प्रक्रिया केलेली माहिती संग्रहित करू शकतो आणि परत करू शकतो. आजचे संगणक प्रोग्राम्स नावाच्या ऑपरेशन्सचे सामान्यीकृत संच ट्रॅक करण्यास सक्षम आहेत. हे प्रोग्राम संगणकांना विविध प्रकारची कार्ये करण्यास सक्षम करतात. हार्डवेअर, ऑपरेटिंग सिस्टीम (मुख्य सॉफ्टवेअर) आणि आवश्यक आणि "पूर्ण" ऑपरेशनसाठी वापरल्या जाणार्‍या परिधीय उपकरणांचा समावेश असलेल्या संपूर्ण संगणकाला संगणक प्रणाली म्हटले जाऊ शकते. हा शब्द संगणकांच्या गटासाठी देखील वापरला जाऊ शकतो जे एकमेकांशी जोडलेले आहेत आणि एकत्र काम करतात, विशेषत: संगणक नेटवर्क किंवा संगणकांचे क्लस्टर. पहिला इलेक्ट्रिक संगणक ENIAC आहे.
संपूर्ण इतिहासात संगणक अनेक वेगवेगळ्या स्वरूपात प्रकट झाले आहेत. 20 व्या शतकाच्या मध्यभागी पहिले संगणक हे एका मोठ्या खोलीच्या आकाराचे होते आणि आजच्या संगणकांपेक्षा शेकडो पट जास्त ऊर्जा वापरत होते. 21 व्या शतकाच्या सुरूवातीस, संगणक मनगटाच्या घड्याळात बसू शकतात आणि छोट्या बॅटरीवर चालू शकतात. ते इतके लहान बनवण्याचे मुख्य कारण म्हणजे 1969 मध्ये अगदी लहान जागेत पॅक करता येणारी सर्किट सेमीकंडक्टरने बनवली जाऊ शकते. आज आपण वापरत असलेल्या संगणकांना इंटेलच्या 4004 नंतर गती मिळाली आहे, संगणकाचे पहिले प्रोसेसर शीर्षक. आपल्या समाजाने वैयक्तिक संगणक आणि त्याच्या पोर्टेबल समतुल्य लॅपटॉप संगणकाला माहिती युगाचे प्रतीक म्हणून ओळखले आणि संगणकाच्या संकल्पनेसह ओळखले. ते आज मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. संगणकाचे मूलभूत कार्य तत्त्व म्हणजे बायनरी संख्या प्रणाली, म्हणजेच फक्त 0 आणि 1 असलेले एन्कोडिंग.
इच्छित सॉफ्टवेअर रेकॉर्ड करण्याची आणि ते कधीही चालवण्याची क्षमता हे मुख्य वैशिष्ट्य आहे जे संगणकांना बहुमुखी बनवते आणि त्यांना कॅल्क्युलेटरपासून वेगळे करते. चर्च-ट्युरिंग प्रबंध ही या अष्टपैलुत्वाची गणिती अभिव्यक्ती आहे आणि कोणताही संगणक दुसर्‍या संगणकाची कार्ये करू शकतो हे अधोरेखित करतो. त्यामुळे त्यांची गुंतागुंत कितीही असली तरी, पॉकेट कॉम्प्युटरपासून ते सुपरकॉम्प्युटरपर्यंत, मेमरी आणि वेळेची मर्यादा नसल्यास ते सर्व समान कार्य करू शकतात.
संगणकाचा इतिहास
पूर्वी 'संगणक' म्हणून ओळखली जाणारी अनेक उपकरणे आजच्या मानकांनुसार या व्याख्येला पात्र नाहीत. स्टार्टअपवर संगणक sözcüसंगणकीय प्रक्रिया सुलभ करणाऱ्या वस्तूंना हे नाव देण्यात आले होते. या सुरुवातीच्या काळातील संगणकांच्या उदाहरणांमध्ये नंबर बीड (अॅबॅकस) आणि अँटिकिथेरा मशीन (150 BC - 100 BC) यांचा समावेश होतो. शतकानुशतके नंतर, मध्ययुगाच्या शेवटी नवीन वैज्ञानिक शोधांच्या प्रकाशात, विल्हेल्म शिकार्ड (१६२३) हे युरोपीयन अभियंत्यांनी विकसित केलेल्या मशीनिक संगणकीय उपकरणांच्या मालिकेतील पहिले होते.
तथापि, यापैकी कोणतेही उपकरण संगणकाच्या आजच्या व्याख्येत बसत नाही कारण ते सॉफ्टवेअर (किंवा स्थापित करण्यायोग्य) नाहीत. 1801 मध्ये जोसेफ मेरी जॅकवार्डने विणकाम यंत्रावरील प्रक्रिया स्वयंचलित करण्यासाठी उत्पादित केलेले पंच केलेले कार्ड, संगणकाच्या विकास प्रक्रियेत प्रोग्रामिंग (स्थापित) करता येण्याजोगे, मर्यादित असले तरी, पहिल्यापैकी एक मानले जाते. वापरकर्त्याने प्रदान केलेल्या या कार्ड्सबद्दल धन्यवाद, यंत्रमाग कार्डावरील छिद्रांद्वारे वर्णन केलेल्या रेखांकनानुसार त्याचे ऑपरेशन स्वीकारू शकतो.
1837 मध्ये, चार्ल्स बॅबेज यांनी पहिल्या संपूर्ण प्रोग्राम करण्यायोग्य मशीन संगणकाची संकल्पना मांडली आणि डिझाइन केली, ज्याला त्यांनी विश्लेषणात्मक इंजिन असे नाव दिले. मात्र, आर्थिक कारणांमुळे त्यांना हे यंत्र विकसित करता आले नाही आणि त्यावरील काम पूर्ण होऊ शकले नाही.
1890 मध्ये हर्मन होलेरिथने लेखा व्यवहारात वापरण्यासाठी डिझाइन केलेले कॅल्क्युलेटर हे पंच कार्ड्सचा प्रथम मोठ्या प्रमाणात वापर होते. त्या वेळी हॉलरिथ ज्या व्यवसायाशी संलग्न होता तो IBM होता, जो पुढील वर्षांमध्ये जागतिक संगणक महाकाय होईल. 19व्या शतकाच्या अखेरीस, असे ऍप्लिकेशन्स (तंत्रज्ञान) उदयास येऊ लागले होते जे येत्या काही वर्षांमध्ये माहिती हार्डवेअर आणि सिद्धांताच्या विकासास मोठ्या प्रमाणात हातभार लावतील: पंच कार्ड, बुलियन बीजगणित, स्पेस ट्यूब आणि टेलिटाइप उपकरणे.
20 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात, अनेक वैज्ञानिक गरजा वाढत्या जटिल अॅनालॉग संगणकांद्वारे पूर्ण केल्या गेल्या. परंतु ते आजच्या संगणकांच्या अचूकतेच्या पातळीपासून अजूनही दूर होते.
1930 आणि 1940 च्या दशकात संगणक प्रॅक्टिसची भरभराट होत राहिली आणि इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्स (1937) च्या शोधानंतरच डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक संगणक दिसू लागला. या काळातील महत्त्वाच्या कामांपैकी खालील गोष्टी आहेत.
- कोनराड झ्यूसची "झेड मशीन्स". Z3 (1941) हे पहिले मशिन आहे जे बायनरी न्युमरल बेसवर काम करू शकते आणि वास्तविक संख्यांसह काम करू शकते. 1998 मध्ये, Z3 हे ट्युरिंगशी सुसंगत असल्याचे सिद्ध झाले, त्यामुळे पहिल्या संगणकाचे शीर्षक मिळाले.
- Atanasoff-Berry संगणक (1941) कॅव्हिटी ट्यूबवर आधारित होता आणि त्यात कॅपेसिटर-आधारित मेमरी हार्डवेअर तसेच बायनरी रेडिक्स होते.
- ब्रिटीश-निर्मित कोलोसस संगणक (1944) ने दाखवून दिले की, मर्यादित सॉफ्टवेअर (स्थापनाक्षमता) असूनही, हजारो ट्यूब्स पुरेसे विश्वसनीय परिणाम देऊ शकतात. II. द्वितीय विश्वयुद्धादरम्यान जर्मन सशस्त्र दलांच्या गुप्त संप्रेषणांचा उलगडा करण्यासाठी याचा वापर केला गेला.
- हार्वर्ड मार्क I (1944), मर्यादित स्थापनाक्षमता असलेला संगणक.
- यूएस आर्मीने विकसित केलेला ENIAC (1946), दशांश संख्येवर आधारित आहे आणि हा पहिला सामान्य उद्देश इलेक्ट्रॉनिक संगणक आहे.
तोटे ओळखून, ENIAC च्या विकसकांनी अधिक लवचिक आणि मोहक उपायावर काम केले आणि आता लपविलेले सॉफ्टवेअर आर्किटेक्चर किंवा सामान्यतः वॉन न्यूमन आर्किटेक्चर म्हणून ओळखले जाणारे प्रस्तावित केले. जॉन फॉन न्यूमन (1945) यांच्या प्रकाशनात या डिझाइनचा प्रथम उल्लेख केल्यानंतर, या आर्किटेक्चरवर आधारित विकसित संगणकांपैकी पहिले संगणक युनायटेड किंगडम (SSEM) मध्ये पूर्ण झाले. ENIAC, ज्याची वास्तू एक वर्षानंतर होती, त्याला EDVAC असे नाव देण्यात आले.
आजचे जवळपास सर्वच संगणक या वास्तुकलेशी सुसंगत होत आहेत, संगणक sözcüची व्याख्या म्हणून देखील वापरली जाते म्हणून, या व्याख्येनुसार, जरी भूतकाळातील उपकरणे संगणक म्हणून गणली जात नसली तरी, ऐतिहासिक संदर्भात त्यांचा उल्लेख केला जातो. जरी 1940 च्या दशकापासून संगणकाच्या अंमलबजावणीमध्ये आमूलाग्र बदल झाले असले तरी, बहुसंख्य फॉन न्यूमन आर्किटेक्चरला विश्वासू राहिले आहेत.
1950 च्या दशकात स्पेस ट्यूब-आधारित संगणक वापरात आल्यानंतर, 1960 च्या दशकात वेगवान आणि स्वस्त ट्रान्झिस्टर-आधारित संगणक सामान्य झाले. या घटकांचा परिणाम म्हणून, संगणक अभूतपूर्व पातळीवर मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनात आणले गेले. 1970 च्या दशकापर्यंत, इंटिग्रेटेड सर्किट्सची अंमलबजावणी आणि इंटेल 4004 सारख्या मायक्रोप्रोसेसरच्या विकासामुळे पुन्हा एकदा कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता, तसेच खर्चात घट झाली. 1980 च्या दशकात, वॉशिंग मशिनसारख्या दैनंदिन जीवनातील अनेक मशीनिक उपकरणांच्या नियंत्रण उपकरणांमध्ये संगणकांनी त्यांचे स्थान घेण्यास सुरुवात केली. याच काळात पर्सनल कॉम्प्युटरची लोकप्रियता वाढत होती. शेवटी, 1990 च्या दशकात इंटरनेटच्या विकासासह, संगणक ही टेलिव्हिजन आणि टेलिफोन सारखी नित्याची उपकरणे बनली आहेत.
वॉन न्यूमन आर्किटेक्चरनुसार, संगणकामध्ये चार मुख्य घटक असतात आणि संगणकामध्ये अंकगणित तर्कशास्त्र असते.
स्मृती
संगणकाची मेमरी संख्या असलेल्या पेशींचा संच मानली जाऊ शकते. प्रत्येक सेल लिहिता येतो आणि त्यातील मजकूर वाचता येतो. प्रत्येक सेलचा स्वतःचा वेगळा पत्ता असतो. कमांड म्हणजे, उदाहरणार्थ, सेल 34 सह सेल 5.689 मधील सामग्रीची बेरीज करा आणि सेल 78 मध्ये ठेवा. त्यामध्ये असलेली संख्या काहीही असू शकते, मग ती संख्या, आदेश, पत्ते, अक्षरे इ. ते वापरणारे सॉफ्टवेअरच त्यातील सामग्रीचे स्वरूप ठरवतात. आजचे बहुतांश संगणक डेटा जतन करण्यासाठी बायनरी संख्या वापरतात आणि प्रत्येक सेलमध्ये 8 बिट (म्हणजे एक बाइट) असू शकतात.
म्हणून एक बाइट २५५ भिन्न संख्या दर्शवू शकतो, परंतु ते ० ते २५५ किंवा -१२८ ते +१२७ पर्यंत असू शकतात. शेजारी (सामान्यतः 255, 0 किंवा 255) ठेवलेले अनेक बाइट्स वापरताना, खूप मोठ्या संख्येची बचत करणे शक्य आहे. आधुनिक संगणकांच्या मेमरीमध्ये अब्जावधी बाइट्स असतात.
कॉम्प्युटरमध्ये मेमरी तीन प्रकारची असते. प्रोसेसरमधील रजिस्टर्स अत्यंत वेगवान आहेत परंतु त्यांची क्षमता खूपच मर्यादित आहे. ते प्रोसेसरच्या खूप हळु मुख्य मेमरीमध्ये प्रवेश करण्याची आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी वापरले जातात. मुख्य मेमरी रँडम ऍक्सेस मेमरी (REB किंवा RAM, रँडम ऍक्सेस मेमरी) आणि रीड-ओन्ली मेमरी (SOB किंवा ROM, रीड ओन्ली मेमरी) मध्ये विभागली आहे. RAM कधीही लिहिली जाऊ शकते आणि त्यातील मजकूर केवळ पॉवर टिकेल तोपर्यंत ठेवला जातो. ROM मध्ये केवळ-वाचनीय आणि प्री-एम्बेडेड माहिती असते. हे शक्तीची पर्वा न करता सामग्रीचे संरक्षण करते. उदाहरणार्थ, कोणताही डेटा किंवा कमांड RAM मध्ये असते, तर BIOS, जे संगणक हार्डवेअरचे नियमन करते, ROM मध्ये असते.
अंतिम मेमरी उपप्रकार म्हणजे कॅशे मेमरी. हे प्रोसेसरमध्ये स्थित आहे आणि मुख्य मेमरीपेक्षा वेगवान आहे तसेच रजिस्टरमधून मोठी क्षमता आहे.
इनपुट/आउटपुट हे साधन आहे जे संगणक बाह्य जगातून डेटाची देवाणघेवाण करण्यासाठी वापरते. सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या इनपुट युनिटमध्ये कीबोर्ड आणि माउस आणि आउटपुट डिस्प्ले (किंवा डिस्प्ले, मॉनिटर), स्पीकर आणि प्रिंटर यांचा समावेश होतो. हार्ड आणि ऑप्टिकल डिस्क दोन्ही करतात.
संगणक नेटवर्क
संगणकाचा वापर 1950 पासून अनेक वातावरणात माहितीचे समन्वय साधण्यासाठी केला जात आहे. यूएस सैन्याची (SAGE) प्रणाली ही अशा प्रणालींचे पहिले सर्वसमावेशक उदाहरण होते आणि (सॅब्रे) सारख्या अनेक विशेष-उद्देशीय व्यावसायिक प्रणालींचा पुढाकार होता. 1970 च्या दशकात, अमेरिकन अभियंत्यांनी लष्करी अंतर्गत केलेल्या प्रकल्पाच्या चौकटीत संगणक एकमेकांशी (ARPANET) जोडले आणि आता संगणक नेटवर्क म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या पाया घातला. कालांतराने, हे संगणक नेटवर्क केवळ लष्करी आणि शैक्षणिक युनिट्सपुरते मर्यादित न राहता त्याचा विस्तार झाला आणि आज बिलगीसुनार (इंटरनेट किंवा सामान्य नेटवर्क) अंतर्गत लाखो संगणक तयार झाले. 1990 च्या दशकापर्यंत, स्वित्झर्लंडमधील CERN संशोधन केंद्रात विकसित ग्लोबल नेटवर्क (वर्ल्ड वाईड वेब, WWW) नावाचे प्रोटोकॉल, ई-मेल सारखे ऍप्लिकेशन आणि इथरनेट सारख्या स्वस्त हार्डवेअर सोल्यूशन्ससह, संगणक नेटवर्क व्यापक बनले.
हार्डवेअर
हार्डवेअरची संकल्पना संगणकाच्या सर्व स्पर्शिक घटकांचा समावेश करते.
| परिधीय युनिट्स (इनपुट/आउटपुट) | प्रवेश | माउस, कीबोर्ड, जॉयस्टिक, ब्राउझर |
| बाहेर पडा | मॉनिटर, प्रिंटर, स्पीकर | |
| ते दोघे | फ्लॉपी ड्राइव्ह, हार्ड डिस्क, ऑप्टिकल डिस्क | |
| कनेक्टर | आखूड पल्ला | RS-232, SCSI, PCI, USB |
| लांब श्रेणी (संगणक नेटवर्क) | इथरनेट, एटीएम, एफडीडीआय |
I/O युनिट्स
इनपुट/आउटपुट संगणकीय प्रणालीच्या विविध फंक्शनल युनिट्स (उपप्रणाली) मधील संवाद किंवा थेट या इंटरफेसवर माहिती सिग्नल पाठवणे सक्षम करते.
इनपुट हे वेगवेगळ्या युनिट्समधून मिळालेले सिग्नल असतात. आउटपुट हे या युनिट्सना पाठवलेले सिग्नल असतात. संगणकाशी कनेक्शन स्थापित करण्यासाठी वापरकर्त्याद्वारे (किंवा इतर प्रणाली) I/O उपकरणे वापरली जातात. उदाहरणार्थ, कीबोर्ड आणि माउस ही संगणकाची इनपुट उपकरणे आहेत. डिस्प्ले, स्पीकर आणि प्रिंटर ही संगणकाची आउटपुट उपकरणे आहेत. संगणकाशी कनेक्ट होण्यासाठी भिन्न उपकरणे इनपुट आणि आउटपुट सिग्नल वापरतात. मोडेम आणि कनेक्शन कार्ड उदाहरणे असू शकतात.
कीबोर्ड आणि माउस वापरकर्त्यांच्या शारीरिक हालचाली इनपुट म्हणून घेतात आणि या शारीरिक हालचाली संगणकांना समजू शकतील अशा पातळीवर करतात. आउटपुट युनिट्स (जसे की प्रिंटर, स्पीकर, स्क्रीन) संगणकाद्वारे तयार केलेले आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल म्हणून घेतात आणि हे सिग्नल वापरकर्ते पाहू आणि वाचू शकतील अशा आउटपुटमध्ये रूपांतरित करतात.
कॉम्प्युटर आर्किटेक्चरमध्ये, सेंट्रल प्रोसेसिंग युनिट (CPU) आणि मुख्य मेमरी संगणकाचे हृदय बनवतात. कारण मेमरी थेट सेंट्रल प्रोसेसिंग युनिटमधील डेटा स्वतःच्या सूचनांसह वाचू शकते आणि थेट सेंट्रल प्रोसेसिंग युनिटमध्ये डेटा लिहू शकते. उदाहरण म्हणून, फ्लॉपी ड्राइव्ह I/O सिग्नलचा विचार करते. सेंट्रल प्रोसेसिंग युनिटच्या I/O पद्धती कमी-स्तरीय कॉम्प्युटर प्रोग्रामिंगमध्ये पूर्ण डिव्हाइस ड्रायव्हर्सना मदत करतात.
हाय-एंड ऑपरेटिंग सिस्टम आणि उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग आदर्श I/O संकल्पना आणि मूलभूत घटकांमध्ये फरक करून ऑपरेट करणे शक्य करतात. उदाहरणार्थ, सी प्रोग्रामिंग भाषेमध्ये सॉफ्टवेअरचे I/O व्यवस्थापित करण्यासाठी कार्ये असतात. ही कार्ये फाइल्समधील डेटा वाचण्याची आणि या फाइल्समध्ये डेटा लिहिण्याची परवानगी देतात.
सॉफ्टवेअर
सॉफ्टवेअरची संकल्पना संगणकातील सर्व अमूर्त घटकांचे वर्णन करते: सॉफ्टवेअर, प्रोटोकॉल आणि डेटा हे सर्व सॉफ्टवेअर आहेत.
| OS | युनिक्स/बीएसडी | UNIX V, AIX, HP-UX, Solaris (SunOS), FreeBSD, NetBSD, IRIX |
| जीएनयू / लिनक्स | लिनक्स वितरण | |
| मायक्रोसॉफ्ट विंडोज | Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows CE, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 Windows 8.1 Windows 10 | |
| डॉस | DOS/360, QDOS, DRDOS, PC-DOS, MS-DOS, FreeDOS | |
| मॅक ओएस | मॅक ओएस एक्स | |
| एम्बेडेड आणि रिअल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम | एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम निर्देशिका | |
| लायब्ररी | मल्टीमीडिया | डायरेक्टएक्स, ओपनजीएल, ओपनएएल |
| सॉफ्टवेअर लायब्ररी | सी लायब्ररी | |
| डेटा | प्रोटोकॉल | TCP/IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP, NNTP |
| दस्तऐवज स्वरूप | HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG | |
| वापरकर्ता इंटरफेस | ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (WIMP) | मायक्रोसॉफ्ट विंडोज, जीनोम, केडीई, क्यूएनएक्स फोटॉन, सीडीई, जीईएम |
| मजकूर वापरकर्ता इंटरफेस | कमांड लाइन, शेल | |
| इतर | ||
| अर्ज | कार्यालय | वर्ड प्रोसेसर, डेस्कटॉप पब्लिशिंग, प्रेझेंटेशन सॉफ्टवेअर, डेटाबेस मॅनेजमेंट सिस्टम, स्प्रेडशीट, अकाउंटिंग सॉफ्टवेअर |
| संगणक प्रवेश | ब्राउझर, ईमेल क्लायंट, ग्लोबल वेब सर्व्हर, इन्स्टंट मेसेजिंग सॉफ्टवेअर | |
| डिझाइन | संगणक-सहाय्यित डिझाइन, संगणक-सहाय्यित उत्पादन | |
| चार्ट | सेल्युलर ग्राफिक्स एडिटर, डायरेक्शनल ग्राफिक्स एडिटर, 3D मॉडेलर, अॅनिमेशन एडिटर, 3D कॉम्प्युटर ग्राफिक्स, व्हिडिओ एडिटिंग, इमेज मॅनिपुलेशन | |
| डिजिटल ऑडिओ | डिजिटल ऑडिओ संपादक, ऑडिओ प्लेयर | |
| सॉंफ्टवेअर अभियांत्रिकी | कंपाइलर, कन्व्हर्टर, इंटरप्रिटर, डीबगर, टेक्स्ट एडिटर, इंटिग्रेटेड डेव्हलपमेंट एन्व्हायर्नमेंट, परफॉर्मन्स रिव्ह्यू, चेंज चेकिंग, सॉफ्टवेअर कॉन्फिगरेशन मॅनेजमेंट | |
| खेळ | रणनीती, साहस, कोडे, सिम्युलेशन, रोल-प्लेइंग गेम, इंटरएक्टिव्ह फिक्शन | |
| Ek | कृत्रिम+, अँटीव्हायरस सॉफ्टवेअर, दस्तऐवज व्यवस्थापक |
टिप्पणी करणारे प्रथम व्हा