این منشا کامپیوترها را می توان در یک نیاز مکرر یافت که مردم در زمینه های مختلف داشته اند: نیاز به انجام محاسبات تا حد امکان دقیق. محاسبات در زندگی روزمره ما وجود دارد و برای چیزهای زیادی مورد نیاز است: تجارت، حسابداری شرکت های خصوصی، جمع آوری مالیات، آمار در زمینه تحقیقات، ترسیم نقشه های ساختمانی و غیره. جهان بدون ریاضیات به یک شکل عمل نمی کند و مردم همیشه به دنبال راه های جدیدی برای آن بوده اند بهینه سازی فرآیندهای محاسباتی برای رفع این نیاز
اولین ماشین حساب ها
در این زمینه، به لطف پیشرفت در زمینه مکانیک، اولین ماشین حساب ها در اواسط قرن هفدهم به عنوان تکامل چرتکه سنتی چینی ظاهر شد، یک ابزار محاسبه که در 500 سال قبل از میلاد برای کمک به مردم در انجام عملیات ریاضی اختراع شد.
اولین ماشین حساب مکانیکی در سال 1623 ساخته شد ویلهلم شیکارد. این دستگاه از سیستمی از چرخ دنده ها استفاده می کند که امکان جمع، تفریق و ضرب را فراهم می کند و دارای سیستمی است که اجازه می دهد روند این محاسبات به گونه ای ثبت شود که گویی در حافظه هستند. چند سال بعد، در سال 1645م. بلز پاسکالماشین جمع معروف (پاسکالین) نیز ظاهر شد و در سالهای بعد بسیاری از ریاضیدانان دیگر سعی کردند از آن پیشی بگیرند.
اتفاقاً باید بر ماشین لایب‌نیتس تأکید کرد، زیرا در پایان قرن هفدهم او پایه‌های سیستم باینری که تقریباً 300 سال بعد با ورود اولین رایانه های الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفت.
آنالایزرهای دیفرانسیل
در کنار تکامل ماشین‌حساب‌ها، که در قرن نوزدهم سرعت بسیار بالایی داشت، ابزارهای محاسباتی دیگری برای برآوردن نیازهای خاص‌تر، مانند پیش‌بینی جزر و مد، پدید آمدند. در پایان قرن نوزدهم، اولین ماشین های پیش بینی ساخته شد: آنها نامگذاری شدند آنالایزرهای دیفرانسیلمی تواند معادلات دیفرانسیل را حل کند و نیازهای مربوط به حوزه نظامی را برطرف کند.
همانند ماشین‌حساب‌ها، این دستگاه‌ها نیز در طول زمان تکامل یافتند، از تحلیلگرهای دیفرانسیل مکانیکی که عمدتاً در دو دهه آخر قرن نوزدهم و دو دهه اول قرن بیستم استفاده می‌شدند. آنالایزرهای غیر مکانیکی، که در دهه 1920 با ادغام مدارهای الکتریکی ظاهر شد. اولین آنالایزرهای دیفرانسیل الکترومکانیکی توجه ارتش را به خود جلب کرد که در این امر فرصتی برای خود دیدند مسیر پرتابه های آنها را محاسبه کنید یا محل دقیق اهداف آنها. با این حال، جدای از کاربرد آنها در زمان جنگ، آنها به دلیل بزرگ بودن و پر سر و صدا بودن، وسیله کاربردی نبودند.
پیشینیان کامپیوترها
تاریخچه ماشین حساب های دیجیتال یا کامپیوترها از اواخر دهه 1930 شروع شد، اگرچه از ایده های قبلی مانند ماشین بافندگی ژاکارد، یکی از ماشین های پیش ساز کامپیوترها محسوب می شود. این دستگاه که توسط جوزف-ماری ژاکارد در اوایل قرن نوزدهم اختراع شد، می‌توانست به ماشین بافندگی متصل شود و از کارت‌های پانچ برای برنامه‌ریزی الگوهایی استفاده کند که سپس روی پارچه بافته می‌شوند. این ایده از صنعت نساجی برای انواع دستگاه های مکانیکی اعمال شد و الهام بخش دیگر خلاقیت های به همان اندازه مهم بود چارلز بابیجموتور تحلیلی یا موتور مرتب سازی نشانه که هرمان هولریث به عنوان یک راه حل اداری برای رسیدگی به سرشماری ایالات متحده در سال 1890 ارائه شد.
چارلز بابیج دانشمندی بود که علاقه زیادی داشت تا بتواند محاسبات را به صورت خودکار انجام دهد. او شروع به تحقیق کرد که چگونه می تواند ماشینی بسازد که قادر به انجام این محاسبات با استفاده از روش تفاوت ها باشد، که هر تابع تحلیلی را به عملیات جمع و تفریق مختلف تبدیل می کند. دستگاه نامگذاری شد تفاوت موتور و او دو نسخه ارائه کرد، یکی در سال 1822 و دومی ده سال بعد، اما بودجه مورد نیاز برای ساخت آن بسیار زیاد بود و دولت بریتانیا به اندازه کافی علاقه ای به پرداخت یارانه به آن نداشت.
در طی فرآیند ایجاد موتور دیفرانسیل، بابیج ماشین دیگری را نیز طراحی کرد که مقرون به صرفه تر بود، اما این پروژه نیز محقق نشد. بود موتور تحلیلی، قادر به انجام هر گونه محاسبه ای است که توسط یک برنامه با استفاده از سیستم کارت پانچ به آن نشان داده شده است. بنابراین، این ماشین طراحی یک کامپیوتر بود، اما همانطور که اغلب در تاریخ اتفاق افتاده است، ایده این دانشمند برای فناوری آن زمان بسیار پیشرفته بود و نمی توانست محقق شود. موتور تحلیلی فقط برای انجام محاسبات طراحی شده است اما آدا لاولیساو که کار با بابیج را شروع کرده بود و به دلیل اینکه توانست الگوریتمی را به این ماشین وارد کند، اولین برنامه نویس تاریخ محسوب می شود، متوجه شد که این ماشین می تواند جلوتر هم برود و توانایی های آن به انجام ریاضیات محدود نمی شود، همانطور که در برخی از یادداشت های او آمده است.
هرمان هولریث یک آماردان آمریکایی بود که برای رفع نیاز اداری مربوط به مشکل در پردازش سرشماری استخدام شد. راه حل او طراحی یک بود دستگاه میز و سیستمی از کارت‌ها، که روند را بسیار تسریع کرد و در آغاز قرن بیستم، منجر به تجاری‌سازی بسیاری از این ماشین‌ها (تبلور، طبقه‌بندی، تأییدکننده، ثبت و غیره) و ایجاد یک شرکت بزرگ شد که انحصار این ماشین ها را داشت (که بعداً خواهد شد IBM، با توماس واتسون به عنوان مدیرعامل). با سقوط سال 1929 و سیاست های اعمال شده در دهه 1930، تجارت حتی قوی تر شد و در نهایت صفحات گسترده جهشی از قلمرو حسابداری به قلمرو علمی کردند، جایی که محاسبات نیز ضروری بود. بنابراین، اگر بابیج در زمینه علمی-تکنولوژیکی پیشتاز بود، هولریث در سطح تجاری این کار را انجام می داد.
تولد کامپیوترها
پیشرفت‌های تکنولوژیکی که در نیمه اول قرن بیستم رخ داد، نیروی نهایی را به ایده ماشین جهانی که بابیج شروع به تصور آن کرد، داد. اختراعاتی مانند تلفن مسئول این وضعیت بودند: برای مثال، نیازهای محاسباتی افراد مشهور آزمایشگاه های بل تکامل ماشین حساب ها را تسریع کرد و برخی از اصطلاحات معرفی شده توسط ماشین بابیج، مانند برنامه ها و کتابخانه های برنامه، مورد استفاده قرار گرفتند. هنگامی که در آزمایشگاه بل، این خط کار توسط ریاضیات هدایت می شد جورج استیبیتزدر آلمان نازی در سال 1941، کنراد زوزه همچنین مسیر مشابهی را دنبال کرد که منجر به اختراع Z3، اولین ماشین حساب قابل برنامه ریزی جهانی شد.
سرانجام، کار IBM با همکاری هاروارد منجر به ایجاد مارک I، در سال 1944 به طور عمومی معرفی شد که اولین کامپیوتر الکترومکانیکی و آخرین پیشگام کامپیوترهای الکترونیکی مدرن بود. در این پروژه می توانیم مشاهده کنیم قصد ایجاد یک ماشین جهانیپیروی از خط مشخص شده توسط Stibitz، با پایه‌هایی که قبلاً توسط بابیج ایجاد شده بود و عملیاتی که تکامل ماشین‌های قبلی است و هنوز به عنوان هدف اصلی خود پاسخگویی به نیازهای محاسباتی است.
ما نباید فراموش کنیم که حتی راه اندازی انیاک (1946) که اولین کامپیوتر همه منظوره در تاریخ به حساب می‌آید، همچنان همان هدف را دنبال می‌کرد که اولین ماشین‌حساب‌ها بود، اما از تمام پیشرفت‌های تکنولوژیک استفاده کرد: هدف طراحان آن ایجاد یک ماشین حساب رومیزی بود که توانایی کار را داشت. محاسبات بسیار سریع تر (به ویژه، آنها می خواستند محاسبات مسیر گلوله ها و توپخانه ها را در طول جنگ جهانی دوم انجام دهند) و به جای مکانیک، الکترونیک بود. اما آنچه آنها ساختند یک انقلاب واقعی بود.