கணினித் தலைமுறைகள்

கணினி என்பது எண் முதலான தரவுகளை உட்கொண்டு, முறைப்படி கோத்த ஆணைக் கோவைகளைச் செயற்படுத்தும் ஒரு கருவி. ஒரு பணியைச் செய்ய, அதனைப் பல கூறாகப் பகுத்து, எதன் பின் எதனைச் செய்ய வேண்டும் என்று எண்ணி, கணினியுள் இடுவதற்காகத் தொகுக்கப்பட்ட ஆணைக் கோவை அல்லது கட்டளைக் கோவையானது, செய்நிரல் எனப்படும். கணினியில் இப்படி செய்நிரல்களைச் சேமித்து வைத்து பணி செய்ய இயக்குவது தனிச் சிறப்பாகும். கணினிக்கு உள்ளிடும் தரவுகள் எவ்வடிவில் இருந்தாலும் (ஒலி, ஒளி, அழுத்தம் முதலியன) அவை கணினியின் இயக்கத்துக்கு அடிப்படையான 0, 1 ஆகிய எண் கோர்வைகளாக மாற்றப்பட்டே உட்கொள்ளப் படுகின்றன.

கணினிகள் அதியுச்ச பல்பயன் கொண்டவை. ஆதலால் அவற்றை அகில தகவல் செயற்படுத்தும் எந்திரங்கள் எனக் குறிப்பிடலாம். சேர்ச்-தெரிங் கூற்றின் படி ஒரு குறிப்பிட்ட இழிவுநிலை ஆற்றலை (வேறு வகையில் கூறினால் அகில தெரிங் எந்திரத்தை போன்மிக்ககூடிய எந்த கணினியும்) கொண்ட கணினி, கோட்பாட்டின் அடிப்படையில் வேறு எந்த கணினியினதும் கொள்பணியை ஆற்றக் கூடியது, அதாவது தனியாள் உதவியாளத்தில் இருந்து மீக்கணினி வரையுள்ள எந்த கணினியினதும். ஆகவே சம்பளப்பட்டியல் தயாரிப்பதிலிருந்து தொழிலக-யந்திரனை கட்டுப்படுத்தல் வரையான அனேக கொள்பணிகளுக்கு ஒரேவிதமான கணினி வடிவமைப்புகளே பயன்படுத்தப் படுகின்றன. முந்தைய வடிவமைப்புகளை விட தற்போதைய கணினிகள் வேகத்திலும் தகவல் செயற்படுத்தல் கொள்ளளவிலும் பெரும் வளர்ச்சியை கண்டுள்ளன. இவற்றின் இந்த திறன் காலப்போக்கில் அடுக்குறிபோக்கில் அதிகரித்து சென்றுள்ளது. இந்த செயற்பாட்டை மூர் விதி என்று குறிப்பிடுவர்.

பல்வேறான பௌதீக பொதிகளில் கணினிகள் கிடைக்கின்றன. தொன்மையான கணினிகள் பெரிய அரங்கின் கொள்ளளவை கொண்டவையாக இருந்தன. தற்போதும் விசேட அறிவியல் கணிப்புகளுக்கு பயன்படும் மீக்கணினிகள் மற்றும் நிறுவனங்களின் பரிமாற்ற செயற்பாடுகளுக்கு பயன்படும் பிரதான-சட்டங்கள் போன்றவற்றுக்கு இவ்வாறான மாபெரும் கணிப்பிடும் வசதிகள் உள்ளன. மக்களுக்கு அதிகம் பரிச்சையமானவையாக அமைவன சிறியளவானதும் ஒருத்தரின் பயன்பாட்டுக்குரியதுமான தனியாள் கணினிகளும், அதன் கொண்டுசெல் நிகரான ஏட்டுக்கணினிகளும் ஆகும். ஆனால் தற்காலத்தில் அதிகளவில் பயன்பாட்டில் உள்ள கணினிகளாக அமைபவை உட்பொதிக்கணினிகளாகும். உட்பொதிக்கணினிகள் இன்னொரு சாதனத்தை கட்டுப்படுத்துவதற்குரிய சிறிய கணினிகள் ஆகும். இவை சண்டை விமானங்களில் இருந்து இலக்கமுறை படப்பிடிப்பு கருவிகள் வரை பயன்படுத்தப் படுகின்றன.

கணினியின் வளர்ச்சிப் போக்கு ஐந்து தலைமுறைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. கணினியில் பயன்படுத்தப்பட்ட மையச் செயலக உறுப்பின் அடிப்படையில் இவ்வாறு பிரிக்கப் பட்டுள்ளது. ஆரம்பத்தில் உருவாகியிருந்த கணினிகள் மிகக் குறைந்த பயனைத் தருவதாகவே இருந்தது. மேலும் இதன் அளவு ஒரு விளையாட்டு மைதானத்தின் அளவை ஒத்திருந்தது.
இததற்கு பிறகு அடுத்தடுத்த கட்ட வளர்சிகளின் போது கணினிகளின் செயல்திறன் மற்றும் அதன் வேகமும் அதிகரித்தது. மேலும் அதன் உருவ அளவும் படிபடியாக குறைவடைந்து சென்றது. இம்முறையில் நிகழ்ந்த மாற்றங்களை கணினியின் தலைமுறைகள் (Computer Generation) என அழைத்தனர். மேலும் கணினியின் தலைமுறைகள் ஐந்தாக பிரிக்கப்பட்டன.ள் (Computer Generation) என அழைத்தனர். மேலும் கணினியின் தலைமுறைகள் ஐந்தாக பிரிக்கப்பட்டன.

 முதல் தலைமுறைக் கணினிகள் (1955 வரை)

முதல் தலைமுறைக் கணினிகளில் மையமான மின்னணு உறுப்புகள் பெரும்பாலும் வெற்றிடக் குழல்களால் (Vacuum Tubes) ஆனவை. முதல் தலைமுறையில் நான்கு கணினிகளை முக்கிய மைல்கல்களாகக் கருதலாம்.

அக்செஸ் அட்டவணையில் புலமானது ஐந்து பரிமாணங்களைக் கொண்டுள்ளது:

Vacuum Tubes fzpdp (1)        1944-ஆம் ஆண்டில் Harvard Aykken, IBM நிறுவனத்துடன் இணைந்து, ஒரு முழுமையான மின்னணுக் கணிப்பியை உருவாக்கினார். ‘தானியங்கு தொடர்வரிசைக் கட்டுப்பாட்டுக் கணிப்பி’ (Automatic Sequence Controlled Calculator) என்று பெயரிட்டார். இதன் உருவ அளவு கால்பந்து விளையாட்டு மைதானத்தில் பாதியளவு இருக்கும். 500 மைல் நீளமான வயர்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இக் கணினி ‘மார்க்- I’ எனச் சுருக்கமாக அழைக்கப்பட்டது. அமெரிக்கக் கடற்படையின் ஏவுகணை வரைபடங்களை உருவாக்க இக்கணினி பயன்படுத்தப்பட்டது. MARK-1

fzpdp (2)        அமெரிக்க அரசு மற்று பென்சில்வேனியப் பல்கலைக் கழகம் ஆகியவற்றின் கூட்டு முயற்சியில் ‘எனியாக்’ (ENIAC - Electronic Numeric Integrator and Computer) என்னும் கணினி உருவாக்கப்பட்டது. John Perspire Eckert and John W. Mavukliஆகிய இருவரும் 1945-இல் எனியாக் கணினியை வடிவமைத்தனர். இதில் 18000 வெற்றிடக் குழல்களும் 70,000 ரிஜிஸ்டாக்களும் இடம் பெற்றிருந்தன. இதனை இயக்க 160 கிலோவாட் மின்சக்தி தேவைப்பட்டது. ENIAC

fzpdp (3)        John von Neumann (1903-1957), 1945-ஆம் ஆண்டில் ‘எட்வாக்’ (EDVAC - Electronic Discrete Variable Automatic Computer) என்னும் கணியை உருவாக்கினார். இக்கணினியில்தான் முதன்முறையாக மையச் செயலகமும் (Central Processing Unit - CPU), நினைவகமும் (Memory) பயன்படுத்தப்பட்டன. நிரலையும், தரவுகளையும் (Data) நினைவகத்தில் சேமித்து வைத்துக் கொள்ள முடியும்.                        EDVAC

fzpdp (4)        1951-ஆம் ஆண்டில் Retintan Rand நிறுவனம் ‘யுனிவாக்’ (UNIVAC - Universal Automatic Computer) கணினியை உருவாக்கியது. இதுதான் உலகின் முதலாவது வணிகமுறைக் கணினி ஆகும். ஆதாவது, விலைக்கு விற்பனை செய்யப்பட்ட முதல் கணினி. அமெரிக்காவின் மக்கள் தொகைக் கணக்கெடுப்புக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது. 1952-ஆம் ஆண்டு அமெரிக்கக் குடியரசுத் தலைவர் தேர்தலில் டேவிட்டி ஐசன் ஹோவர் வெற்றி பெறுவார் என்று கணித்துச் சொன்னது இக்கணினியின் சாதனையாகும். UNIVAC

 இரண்டாம் தலைமுறைக் கணினிகள் (1956-1963)

1948-இல் மின்மப் பெருக்கி / %thap (Transistor) கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு கணினி வளர்ச்சியில் முக்கிய திருப்பு முனையாக அமைந்தது. 1956-இல் கணினியில் மின்மப் பெருக்கி பயன்படுத்தப்பட்டது. மின்மப் பெருக்கிகள் பயன்படுத்தப்பட்ட கணினிகளை இரண்டாம் தலைமுறைக் கணினிகளாக வகைப்படுத்துகின்றனர். மின்மப் பெருக்கிகள் கணினியின் உருவ அளவைப் பெருமளவு குறைத்தன. சிறிய, அதிவேக, திறன்மிக்க கணினிகள் உருவாக்கப்பட்டன. IBM நிறுவனம் ஸ்ட்ரெட்ச் (Stretch) என்ற பெயரில் மீத்திறன் கணினிகளை (Super Computers) உருவாக்கி வெளியிட்டன. ஸ்பெர்ரி - ரேண்டு நிறுவனம் லார்க் (LARC) என்னும் கணினிகளை விற்பனை செய்தன. பர்ரோஸ், கன்ட்ரோல் டேட்டா, ஹனிவெல் ஆகிய நிறுவனங்களும் இத்தகைய கணினிகளைத் தயாரித்தன.

Transistor

பயன்பாடு

பெரிய வணிக நிறுவனங்களிலும், பல்கலைக் கழகங்களிலும், அறிவியல் ஆய்வுக் கூடங்களிலும், அரசுத் துறைகளிலும் இரண்டாம் தலைமுறைக் கணினிகள் பயன்படுத்தப் பட்டன.

 மூன்றாம் தலைமுறைக் கணினிகள் (1964-1971)

1958-ஆம் ஆண்டில் டெக்ஸாஸ் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் நிறுவனப் பொறியாளர் ஜேக் கில்பி, ‘ஒருங்கிணைவு மின்சுற்றை’ (Integrated Circuit - IC) உருவாக்கினார்.

IC( Integrated Circuit )

குவார்ட்ஸிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட சிலிக்கான் சில்லுவில் (Silicon chip) மூன்று மின்னணு உறுப்புகளை (டிரான்சிஸ்டர், ரெசிஸ்டர், கன்டென்சர்) இணைத்துப் பொருத்துவதே ‘ஐசி’ எனப்படுகிறது.

ஐசிக்களின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்பட்ட கணினிகளை மூன்றாம் தலைமுறையில் வகைப்படுத்துகின்றனர்.

         

                           Integrated Circuit   

கணினி இயக்க முறைமை

மூன்றாம் தலைமுறைக் கணினியில்தான் முதன்முதலாக ‘கணினி இயக்க முறைமை’ (Compute Operating System) என்னும் மென்பொருள் பயன்படுத்தப்பட்டது. ஒரே கணினியில் பல்வேறு நிரல்களை இயக்குவது சாத்தியமாயிற்று. கணினியின் நினைவகம், புறச்சாதனங்கள், பயன்பாட்டு நிரல்கள் மற்றும் சேமிக்கப்பட்ட தகவல்களை மேலாண்மை செய்யும் பொறுப்பை இயக்க முறைமை ஏற்றுக் கொண்டது.

 நான்காம் தலைமுறைக் கணினிகள் (1971 முதல்)

‘IC’ மிகவும் சிறிதாகிக் கொண்டே போனது. அதில் பதிக்கப்பட்ட மின்னணு உறுப்புகளின் எண்ணிக்கை கூடிக் கொண்டே போனது. ஐசி-யின் வளர்ச்சி மூன்று கட்டங்களைக் கடந்த, நுண்செயலியாகப் (Microprocessor) பரிணமித்தது.

1) பெருமளவு ஒருங்கிணைவு (Large Scale Integrator - LSI) சில்லுகள் ஆயிரக்கணக்கான மின்னணு உறுப்புகளைக் கொண்டது.

2) மிகப்பெருமளவு ஒருங்கிணைவு (Very Large Scale Integration - VLSI) சில்லுகள் - லட்சக் கணக்கான மின்னணு உறுப்புகள் பதிக்கப்பட்டது.

3) பெருமளவு ஒருங்கிணைவு (Ultra Large Scale Integration - ULSI) சில்லுகள் - கோடிக் கணக்கான மின்னணு உறுப்புகள் பதிக்கப்பட்டது.

Intel 4004

1971-ஆம் ஆண்டில் Intel நிறுவனம் Intel 4004 என்னும், உலகின் முதல் நுண்செயலியை வெளியிட்டது. மையச் செயலகம், நினைவகம், உள்ளீட்டு / வெளியீட்டுக் கட்டுப்பாட்டகம் அனைத்தும் ஒரே சில்லுவில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டதே ‘நுண்செயலி’. ‘IC’ பயன்படுத்தப்பட்ட கணினிகள் குறிபிட்ட பணிக்கு மட்டுமே பயன்படக் கூடியவை. நுண்செயலியில் இயங்கும் கணினிகள் பொதுப்பயன் கணினிகள் ஆகும். கணினித் துறையில் நாள்தோறும் ஏற்பட்டு வரும் நவீனத் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி, கணினி வரலாறு ஐந்தாம் தலைமுறையில் அடி எடுத்து வைக்க உதவி வருகிறது.

                          Processor / Micro Processor

 ஐந்தாம் தலைமுறைக் கணினிகள்

முந்தைய நான்கு தலைமுறைக் கணினிகளும் வன்பொருள் அடிப்படையில் வகைப்படுத்தப்பட்டன. ஆனால், ஐந்தாம் தலைமுறையை, கணினியை இயக்கும் மென்பொருள் அடிப்படையில் அடையாளம் காட்டுகின்றனர். செயற்கை நுண்ணறிவு (Artificial Intelligence - AI) மென்பொருள்கள் ஐந்தாம் தலைமுறைக் கணினிகளை இயக்க உள்ளன. அந்த வகையில், ஏற்கெனவே ஐந்தாம் தலைமுறைக் கணினிகள் புழக்கத்தில் வந்துவிட்டன என்று கூறுவாரும் உளர்.

பல்வகைத்திறன்

செயற்கை நுண்ணறிவு கொண்ட கணினிகள் மனிதனைப் போலப் பகுத்தாயும் திறன் கொண்டவை. மனிதனின் குரலாணைகளை ஏற்றுச் செயல்படும் சக்தி படைத்தவை. ஒரு தகவலை ஒரு மொழியிலிருந்து இன்னொரு மொழிக்கு மொழிபெயர்க்கும் ஆற்றல் இவற்றுக்கு உண்டு. மனித உடலைப் பாதிக்கும் நோயையும் நோயின் காரணத்தையும் கண்டறிந்து சொல்லும் வரப்போகும் மழையையும் புயலையும் பூகம்பத்தையும் முன் கூட்டியே துல்லியமாகக் கணித்துச் சொல்லும்.