تاریخچه مهندسی نهفته (بخش اول)

بعنوان علاقه مند به مهندسی نهفته چندی پیش مطالبی در مورد تاریخچه این رشته تخصصی را ترجمه و گردآوری کرده ام که در این جا به اشتراک می‌گذارم. اگر برایتان این پرسش هست که «مهندسی نهفته چیست؟» باید بگویم تلاقی مهندسی کامپیوتر و مهندسی الکترونیک، سیستم های نهفته (Embedded) را شکل میدهد که منظور سامانه‌های کنترلی تک یا چند منظوره ای هستند که برای کاربردهای خاص و عموما بلادرنگ تعبیه شده اند.در جواب سوال چرایی بررسی تاریخ علم می‌توان به جواب کوتاهی از جُرج سارتُن بسنده کرد که گفت : «تاریخ علم به مردم خواهد آموخت که سودمند باشند، که برادر باشند و یکدیگر را یاری کنند. آیا این کافی نیست؟»آشنایی با کوشش ها و مرارت های پیشگامان هر حوزه‌ای انگیزه بخش دانشجویان ،محققان و مهندسان هست که با بررسی تاریخ دانش تخصصی مهندسی نهفته با روند تکامل ، عوامل موثر و نتایج اقدامات گذشتگان آشنا شوند.تاریخ ، پیشرفت علمی کشورهایی را بازگو میکند که میتواند به برنامه ریزی پیشرفت برای سایر کشورها مفید باشد.در این نوشتار تحولاتی که در این حوزه رخ داده است را با عنوان قدم هایی که پایه و اساس شکل گیری سیستم های نهفته و مهندسی نهفته شدند را بررسی می‌کنم.قدم اول) سال 1936 تا 1937 «تحول در فناوری کامپیوتر (Computer Technology ) و ابداع کامپیوتر های مدرن»اولین جرقه و رخداد مهم در حوزه سامانه های نهفته را مدیون دانشمند معروف "آلن تورینگ " دانست ، او که تحول بزرگی در کامپیوتر های مدرن بوجود آورد . از جمله کارهای این دانشمند ، انتشار مقاله ای در سال 1936 با عنوان "On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem" به معنای کاربرد اعداد محاسبه پذیر برای حل مساله تصمیم بود. این مقاله راه را نه تنها برای کامپیوتر های آن روز بلکه برای کامپیوتر های مبتنی بر stored-program نیز هموار کرد . او بعد ها به رغم کامپیوتر های موجود آن زمان نخستین کامپیوتر دیجیتال را برای یک عملیات رمزشکنی ساخت. ماموریت کامپیوتر او شکست رمزهای ماشین رمز گزار ارتش آلمان (ژرمن ها) یا همان "انیگما" بود. در حقیقت او یک سامانه ای برای حمله رمزنگاری را ساخت .همانطور که میدانید آلن تورینگ را بواسطه اقدامات و نظریات مهمش در هوش کامپیوتری ، پدر هوش مصنوعی نیز نامیده اند. تورینگ به واسطه کارهای مهم و بزرگش نقش مهمی در تکامل کامپیوترهای مدرن ایفاکرده است. او در سال 1936 در دانشگاه کمبرج اصول رایانش مدرن را ابداع کرد. او شاکله یک کامپیوتر دیجیتال متشکل از حافظه محدود ، و یک پیمایشگر برای خواندن حافظه ، که نشانه به نشانه بخواند و بنویسد را معرفی کرد.تصویری از یادداشت آلن تورینگ با جمله ای زیبا از او “Those who can imagine anything, can create the impossible.” " کسانی که هرچیزی را تصور می کنند ، آنها می توانند غیر ممکن ها را بسازند."قدم دوم) سال 1939«تحول در فناوری کامپیوتر (Computer Technology ) با ساخت نمونه اولین کامپیوتر دیجیتال»سال 1939، جان آتاناسف (John Vincent Atanasoff(1903-1995)) با کمک کلیفورد بری ((Clifford Edward Berry (1918 – 1963) نمونه اولیه (Prototype) از کامپیوتر آتاناسف-بری به عنوان اولین کامپیوتر دیجیتال را ساخت . این کامپیوتر به عنوان اولین کامپیوتر دیجیتال توسط استاد ریاضیات و فیزیک ایالت آیووا کالج جان آتاناسف با کمک دانشجو فارغ التحصیلش کلیفورد بری ساخته شد. این دستگاه فقط برای حل سیستم معادلات خطی طراحی شده بود و با موفقیت در سال 1942آزمایش شد. اما واسط آن و در نتیجه مکانیزم ذخیره سازی دستگاه یک کارت کاغذی نویسنده/خواننده بود که کامل و مناسب نبود و زمانی که جان آتاناسف کالج ایالت آیووا را برای خدمت در جنگ جهانی دوم تکالیف ترک کرد، پیشرفت و ادامه کار برروی دستگاه متوقف شد. ABC پیشگام عناصر مهم محاسبات مدرن از جمله حساب دودویی و عناصر سوییچینگ الکترونیکی شد.نمونه مشابه کامپیوتر آتانسف-بری در دانشگاه آیواقدم سوم) سال 1944«تحول در فناوری کامپیوتر (Computer Technology ) با ساخت اولین کامپیوتر دیجیتال قابل برنامه ریزی»در سال 1944 میلادی ، رمزشکنان بریتانیایی برای خواندن پیام های رمزشده ی رادیویی ژرمن ها در طول جنگ جهانی دوم ، کامپیوتر کلوسوس (Clossus computer) را ابداع و ساختند . این کامپیوتر به عنوان اولین کامپیوتر الکترونیک دیجیتال قابل برنامه ریزی شناخته می شود. این کامپیوتر قابل برنامه ریزی پیام هایی را که بین سربازان ارشد ارتش آلمان و آدولف هیتلر و نزدیکان وی رد و بدل می شد را رمزگشایی می کرد ، وجود این کامپیوتر نقش کلیدی را برای پیروزی نیروهای متفقین در جنگ جهانی دوم برعهده داشت .ساخت این کامپیوتر نتیجه پژوهش مهندس تلفن آقای "تامی فلاورس" (Tommy Flowers) در رابطه با حل مساله ای بود که ریاضیدان مدرسه دولتی #رمزنگاری و #کدینگ (GC&CS) آقای "ماکس نیومن" (Max Newman) ارایه شده بود. گروهی از متخصصان آقای فلاور را در این راه یاری و همراهی کردند.این ماشین در دوورژن Mark 1 و Mark 2 ساخته شد ، که بالطبع در ورژن دوم عملکرد بهتری از خود نشان داد . تا پایان جنگ جهانی دوم ، ده نمونه از این کامپیوتر مورد استفاده قرار گرفت. بعد از پایان جنگ ، بنابردلایل امنیتی کامپیوتر کلوسوس قطعات کامپیوتر از یکدیگر جداشدند و کامپیوتر تخریب شد. تا 30 سال بعد کسی از عملکرد کامپیوتر خبر نداشت تا در سالهای 1990 تا 2007 ، دوباره این کامپیوتر رمزآلود بازسازی شد. هم اکنون این کامپیوتر در موزه ملی رایانش انگلستان نگهداری می‌شود.نمونه ای از کامپیوتر کلوسوس ، مورد استفاده بریتانیا در جنگ جهانی دوم . کامپیوتری که تا سال ها اطلاعات طراحی آن سری و مخفی ماند.ادامه دارد ...