تاریخ سخت‌افزار رایانه
نسل ها > رایانه‌های نسل اول

در سال ۱۹۳۸، جان وینسنت آتاناسف استاد فیزیک و ریاضیات دانشگاه ایالتی آیووا در آمریکا به فکر ساختن اولین رایانه الکترونیکی یک منظوره افتاد. او با همکاری دستیارش و دانشجوی فارغ‌التحصیلش کلیفرد بری، با استفاده از لامپ خلاء شروع به ساختن رایانهٔ مزبور کرد و آن را رایانه آتاناسف‌بری یا ABC نامید که می‌توانست ۲۹ معادلهٔ چند مجهولی را با ۲۹ مجهول حل کند. این اولین ماشینی بود که توانست داده‌ها را به عنوان بار الکتریکی در خازن ذخیره کند. کاری که امروزه رایانه‌ها برای ذخیره اطلاعاتشان در حافظه اصلی می‌کنند. اما این دستگاه قابل برنامه‌ریزی نبود و طراحی آن‌ها تنها مناسب برای یک نوع از مشکلات ریاضی (معادلات چند مجهولی) بود؛ ولی به خاطر درگیری ارتش آمریکا در جنگ جهانی دوم و لزوم پیوستن آتاناسف به ارتش همکاری او با ارتش آمریکا، ساخت این رایانه عملی نشد و ساخت آن ادامه نیافت. متأسفانه مخترعینش هیچ تلاشی برای نگهداری آن نکردند و سرانجام این دستگاه رها شده و به وسیله کسانی که به داخل اتاق آمده بودند غارت شد.
یکی دیگر از کسانی که در زمینهٔ رایانه‌های مدرن کار کرد کلوسوس بود که در طول جنگ جهانی دوم به کمک دولت بریتانیا به هدف شکستن کدهای پنهانی آلمانیان دستگاهی ساخت.
در حقیقت انگلستان جهان را به سوی ساخت و طراحی ماشین‌های الکترونیکی هدایت کرد که برای شکستن رمزها اختصاص یافته بود و معمولاً قادر به خواندن امواج رادیویی کد دار آلمانی ها بود. رایانه هاروارد مارک ۱ آتاناسف بری و کلوساس انگلیسی سهم عمده‌ای در این صنعت دارا بودند ولی پیش گامان آمریکایی و انگلستانی هنوز بر سر اینکه چه کسی اول بود بحث می‌کردند.
اما زود تر از آن کنراد تسوزه رشته رایانه‌هایی برای اهداف عمومی در آلمان نازی ساخته بود در حقیقت زد ۱ اولین بود چرا که در بین سال‌های ۱۹۳۶ و۱۹۳۸ ساخته شده بود.
سومین ماشین کنراد تسوزه که به زد ۳ معروف است در سال ۱۹۴۱ ساخته شد، که احتمالاً اولین رایانه دیجیتال چند منظوره قابل برنامه‌ریزی عملی بود. یعنی به وسیله نرم‌افزار کنترل می‌شود. زد ۳ به وسیله هجوم بمباران پیوسته خراب شد. زد ۱ و زد۲ هم به همان سر نوشت دچار شدند و تنها زد ۴ باقی ماند زیرا زیوس ان را داخل واگنی گذاشت و روانه کوهستان کرد.
در سال ۱۹۴۳ فیزیکدانی به نام جان ماکلی با همکاری جی پرسیر اکرت که مهندس برق بود، شروع به ساختن اولین رایانه الکترونیکی همه منظوره نمود. این رایانه که در ساخت آن افزون بر اجزاء الکترومکانیکی، از هجده هزار لامپ خلأ استفاده شده بود به نام انیاک نامگذاری شد و در سال ۱۹۴۶ آماده نصب و راه‌اندازی گردید و در زمان خود پیچیده‌ترین دستگاه الکترونیکی جهان بود. این رایانه قادر به انجام سیصد عمل ضرب در هر ثانیه بود و به مدت ۹ سال مورد استفاده ارتش آمریکا قرار گرفت.
یکی از موفقیت‌های رایانه هاروارد (مارک ۱) بود که به طور شریکی بین هاروارد و ای بی ام در سال ۱۹۴۴ ساخته شد. این اولین رایانه قابل بر نامه ریزی دیجیتال که در آمریکا ساخته شد، بود؛ ولی آن به‌ طور کامل الکترونیکی نبود. در عوض این دستگاه بدون سوئیج و کلاج و میله و دستگاه تقویت و غیره ساخته شده بود. وزن ماشین ۵ تن بود و در آن ۵۰۰ مایل سیم جا داده شده بود. آن دارای طول ۸ فیت و درازی ۵۱ فیت بود. مارک ۱ به مدت به مدت ۱۵ سال بدون توقف کار کرد و به شکل یک اتاق بافندگی شبیه بود.
مارک ۱ عملیات را روی اعدادی انجام می‌داد که ۲۳ رقم عرض داشتند. او می‌توانست ۲تا از این اعداد را جمع یا تفریق کند در زمانی برابر سه دهم ثانیه یا آن‌ها را ضرب کند در حدود ۴ ثانیه و تقسیم کند در ۱۰ ثانیه ۴۵ سال بعد رایانه‌ها می‌توانستند عملیات جمع را در یک بیلیونیم ثانیه انجام دهند.
اگر چه مارک ۱ سه بخش مساوی از میلیون‌ها اجزاء داشت ولی تنها می‌توانست ۷۲ عدد را ذخیره کنند؛ و ۱۰میلیون عدد دیگر را در هارد دیسک؛ و سرعت نمایش این اطلاعات بسیار بسیار بالا است.
برای همین سرعت بالاست که رایانه‌ها ی الکترونیکی قاتل دستگاه‌های مکانیکی به حساب می‌آیند. هاروارد ایکن یکی از مدیران طراحی مارک ۱ در نامهٔ فکاهی خود نوشت تا سال ۱۹۴۷ شش رایانه الکترونیکی برای انجام محاسبات تمام آمریکا کافی است. برای همین ای بی ام شروع به تحقیق کرد که ایا می‌شود این دستگاه را به یک شکل استا ندارد درآورد چرا که تا آن زمان تنها دولت و ارتش آمریکا توان پرداخت چنین هزینه‌ای را داشتند. البته نظریه ایکن زیاد هم بد نبود جرا که او از انقلاب میکرو رایانه‌ها در سال ۱۹۵۹ بی خبر بود.
اپل ۱ که با عنوان «خودتان انجام دهید» بدون ظاهری زیبا فروخته شد. رایانه‌ها به صورت شگفت‌انگیزی گران بودند چرا که در آن نیاز به اسمبلی دستی زیادی بود.
در سال ۱۹۴۵ نابغه ریاضی جان فون نویمان طی مقاله‌ای استفاده از سیستم اعداد دودویی (Binary) در ساختمان رایانه و نظریه انباشت برنامه در حافظه رایانه را مطرح کرد و بر این اساس ساخت رایانه رقمی الکترونیکی همه منظوره‌ای را پیشنهاد نمود و آن را ادواک نامید. این دستگاه رایانه‌ای با توانایی ذخیره داخلی برنامه‌ها و سرعت بالای الکترونیکی بود. فن نویمان را اغلب به‌عنوان بنیان‌گذار ذخیره‌سازی برنامه‌ها می‌شناسند.
ساخت این رایانه در سال ۱۹۴۶ شروع شده بود و تا اواخر سال ۱۹۵۰ به تأخیر افتاد. با نگرش به اینکه در طراحی و ساخت رایانه‌های مدرن از نظریه‌های نویمان بهره گرفته می‌شود، لذا وی را پدر رایانه می‌خوانند.
در سال ۱۹۴۷ موریس ویلکس استاد دانشگاه کمبریج انگلیس شروع به ساخت اولین رایانه رقمی الکترونیکی حاوی برنامه‌های ذخیره شده نمود و آن را ادساک نامید. ساخت این رایانه در سال ۱۹۴۹ به پایان رسید و آماده نصب و بهره‌برداری گردید.
در سال ۱۹۵۰ اولین رایانه دارای برنامه ذخیره شده ساخت آمریکا به نام سیک در سازمان ملی استانداردها در واشنگتن نصب گردید و بیش از ده سال مورد استفاده قرار گرفت. در فاصله سال‌های ۱۹۵۱ تا ۱۹۵۷ نیز شرکت‌های رایانه‌ای آی بی ام و یونیواک رایانه‌های الکترونیکی گوناگونی ساخته و عرضه کردند.
در رایانه‌های نسل اول از ویژگی دو حالته بودن لامپ خلأ که وسیله‌ای الکترونیکی است و می‌تواند خاموش یا روشن باشد بهره گرفته شد و در اغلب آن‌ها لامپ خلأ در قسمت محاسبه و منطق بکار رفته بود. رایانه‌های نسل اول دارای حجم زیادی بودند و میزان حافظه، سرعت و دقت در آن‌ها کم بود و به انگیزه استفاده از لامپ خلأ و ایجاد گرمای زیاد، استفاده از آن‌ها به چند ساعت در روز محدود بود.
رایانه در سال 1962 (۱۳۴۱ شمسی) توسط امیرعباس هویدا وارد ایران شد. از مهمترین کارهای این دوره می توان پردازش زبان فارسی را نام برد. تنها شرکت های نفت، دانشگاه تهران و بانک ملی کار با این فناوری جدید را شروع کرده بودند.