حاسوب البرنامج المخزن

الكمبيوتر المخزن هو كمبيوتر يخزن تعليمات البرنامج في ذاكرة يمكن الوصول إليها إلكترونيًا أو كهرومغناطيسيًا أو بصريًا. ^[1] وهذا يتناقض مع الأنظمة التي تخزن تعليمات البرنامج باستخدام لوحات التوصيل أو الآليات المماثلة.

غالبًا ما يتم توسيع التعريف ليشمل شرطًا يقضي بأن تكون معالجة البرامج والبيانات في الذاكرة متبادلة أو موحدة. ^{[2] [3] [4]}

من حيث المبدأ، تم تصميم أجهزة الكمبيوتر ذات البرامج المخزنة بخصائص معمارية مختلفة. يخزن الكمبيوتر ذو بنية فون نيومان بيانات البرنامج وبيانات التعليمات في نفس الذاكرة، بينما يحتوي الكمبيوتر ذو بنية هارفارد على ذاكرتين منفصلتين لتخزين البرنامج والبيانات. ^{[5] [6]} ومع ذلك، يُستخدم مصطلح الكمبيوتر ذو البرامج المخزنة أحيانًا كمرادف لبنية فون نيومان. ^{[7] [8] يرى} جاك كوبلاند أنه "من غير المناسب تاريخيًا الإشارة إلى أجهزة الكمبيوتر الرقمية ذات البرامج المخزنة الإلكترونية باسم "آلات فون نيومان". ^[9] كتب هينيسي وباترسون أن آلات هارفارد المبكرة كانت تعتبر "رجعية من قبل أنصار أجهزة الكمبيوتر ذات البرامج المخزنة". ^[10]

يمكن إرجاع مفهوم الكمبيوتر المخزن إلى المفهوم النظري لآلة تورينج العالمية عام 1936. ^[11] كان فون نيومان على علم بهذه الورقة، وأرسلها إلى زملائه. [ ^12]

لم تكن العديد من أجهزة الكمبيوتر المبكرة، مثل كمبيوتر أتاناسوف-بيري ، قابلة لإعادة البرمجة. فقد كانت تنفذ برنامجًا واحدًا متصلًا بسلك. ونظرًا لعدم وجود تعليمات للبرنامج، لم تكن هناك حاجة لتخزين البرنامج. أما أجهزة الكمبيوتر الأخرى، على الرغم من قابليتها للبرمجة، فقد خزنت برامجها على شريط مثقوب ، والذي تم إدخاله فعليًا في النظام حسب الحاجة، كما كانت الحال بالنسبة لجهاز Zuse Z3 و Harvard Mark I ، أو كانت قابلة للبرمجة فقط من خلال التلاعب المادي بالمفاتيح والمقابس، كما كانت الحال بالنسبة لجهاز كمبيوتر Colossus .

في عام 1936، توقع كونراد زوسي في طلبين للحصول على براءات اختراع أن تعليمات الآلة يمكن تخزينها في نفس وحدة التخزين المستخدمة للبيانات. ^[13]

في عام 1948، تم التعرف على جهاز Manchester Baby ، الذي تم بناؤه في جامعة مانشستر ، ^[14] بشكل عام باعتباره أول جهاز كمبيوتر إلكتروني في العالم يقوم بتشغيل برنامج مخزن - حدث في 21 يونيو 1948. ^{[15] [16]} ومع ذلك، لم يُنظر إلى Baby على أنه جهاز كمبيوتر كامل، بل كان بمثابة دليل على مفهوم سلف جهاز كمبيوتر Manchester Mark 1 ، والذي تم وضعه لأول مرة في أعمال البحث في أبريل 1949. في 6 مايو 1949، قام EDSAC في كامبريدج بتشغيل أول برنامج له، مما جعله جهاز كمبيوتر آخر إلكترونيًا رقميًا ببرنامج مخزن. ^[17] يُزعم أحيانًا أن IBM SSEC ، الذي بدأ العمل في يناير 1948، كان أول جهاز كمبيوتر ببرنامج مخزن؛ ^[18] هذا الادعاء مثير للجدل، ليس أقلها بسبب نظام الذاكرة الهرمي لجهاز SSEC، ولأن بعض جوانب عملياته، مثل الوصول إلى مرحلات أو محركات الأشرطة، تم تحديدها عن طريق التوصيل. ^[19] كان أول جهاز كمبيوتر مخزن للبرامج تم بناؤه في أوروبا القارية هو MESM ، والذي تم الانتهاء منه في الاتحاد السوفيتي في عام 1950. ^[20]

يمكن اعتبار العديد من أجهزة الكمبيوتر أول أجهزة كمبيوتر مخزنة للبرامج، اعتمادًا على المعايير. ^[3]

• تم تصميم IBM SSEC في أواخر عام 1944 وبدأ العمل في يناير 1948 ولكنه كان كهروميكانيكيًا ^[21]
• في أبريل 1948، تم الانتهاء من التعديلات على ENIAC ليعمل كجهاز كمبيوتر ببرنامج مخزن، حيث يتم تخزين البرنامج عن طريق ضبط الأقراص في جداول الوظائف الخاصة به، والتي يمكنها تخزين 3600 رقم عشري للتعليمات. وقد قام بتشغيل أول برنامج مخزن له في 12 أبريل 1948 وأول برنامج إنتاجي له في 17 أبريل ^{[22] [23]} هذا الادعاء محل نزاع من قبل بعض مؤرخي الكمبيوتر. ^[24]
• تم إطلاق ARC2 ، وهي آلة تتابع طورها أندرو بوث وكاثلين بوث في بيركبيك، جامعة لندن ، رسميًا في 12 مايو 1948. ^[25] وقد تضمنت أول جهاز تخزين أسطواني دوار . ^{[26] [27]}
• مانشستر بيبي ، وهو جهاز كمبيوتر إلكتروني بالكامل تم تطويره بنجاح وقام بتشغيل برنامج مخزن في 21 يونيو 1948. وتم تطويره لاحقًا إلى مانشستر مارك 1 ، والذي قام بتشغيل أول برنامج له في أوائل أبريل 1949.
• آلة حاسبة أوتوماتيكية للتخزين الإلكتروني المتأخر ، EDSAC، والتي قامت بتشغيل برامجها الأولى في 6 مايو 1949، وأصبحت جهاز كمبيوتر تشغيلي كامل النطاق يخدم مجتمع المستخدمين بما يتجاوز مطوريه.
• تم تصور إنشاء EDVAC في يونيو 1945 في المسودة الأولى لتقرير عن EDVAC ، ولكن لم يتم تسليمه حتى أغسطس 1949. وبدأ العمل الفعلي (على أساس محدود) في عام 1951.
• تم تسليم جهاز BINAC إلى أحد العملاء في 22 أغسطس 1949. وقد عمل الجهاز في المصنع ولكن هناك خلاف حول ما إذا كان يعمل بشكل مرضٍ أم لا بعد تسليمه. ولو تم الانتهاء منه في الوقت المحدد، لكان أول جهاز كمبيوتر ببرامج مخزنة في العالم. وكان أول جهاز كمبيوتر ببرامج مخزنة في الولايات المتحدة ^[28]
• في عام 1951، أصبح جهاز Ferranti Mark 1 ، وهو نسخة معدلة من جهاز Manchester Mark 1، أول جهاز كمبيوتر إلكتروني رقمي متاح تجاريًا.
• كان جهاز Bull Gamma 3 (1952) وجهاز IBM 650 (1953) أول أجهزة كمبيوتر تجارية تم إنتاجها بكميات كبيرة، حيث بيع منها حوالي 1200 و2000 وحدة على التوالي.
• يعتبر حاسوب جامعة مانشستر الترانزستور عمومًا أول حاسوب يعتمد على الترانزستور لتخزين البرامج، حيث بدأ تشغيله في نوفمبر 1953. ^{[29] [30]}

يُطلق على مفهوم استخدام كمبيوتر البرنامج المخزن لتبديل دوائر الاتصالات اسم التحكم في البرنامج المخزن (SPC). كان له دور فعال في تطوير أول أنظمة التبديل الإلكترونية بواسطة شركة الهاتف والتلغراف الأمريكية (AT&T) في نظام Bell ، ^[31] وهو التطور الذي بدأ بجدية بحلول عام 1954 تقريبًا بتصميمات مفاهيمية أولية بواسطة إيرنا شنايدر هوفر في مختبرات Bell . تم تركيب أول هذه الأنظمة على أساس تجريبي في موريس، إلينوي عام 1960. ^[32] كانت وسيلة التخزين لتعليمات البرنامج هي مخزن البقعة الطائرة ، وهي لوحة فوتوغرافية تقرأها ماسح ضوئي بصري بسرعة وقت وصول تبلغ حوالي ميكروثانية واحدة. ^[33] بالنسبة للبيانات المؤقتة، استخدم النظام أنبوب تخزين كهروستاتيكي ذو شبكة حاجزة .

• التحكم في البرنامج المخزن