பொறுப்பான ஆசிரியர்கள்

திரு. எம்.ஐ. நதீர் ஹம்சா

திரு. ஏ.எம்.எம். ஜெசீர்

திரு. ஏ.எஸ்.எம். ஹக்கீம்

மேலாண்மை வாரியம் 

முகமது ஜசாஹிர்

முகமது முஸ்மி

மொஹமட் நாசிம்

மொஹமட் சப்னாஸ்

முகமது நாசர்

முகமது முஜாஹித்

மொஹமட் முஸாரஃப்

முகமது முபாசிர்

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.

வரலாறு

ஆதியில் "கணிப்பான்" என்பது கணிதர் ஒருவரின் பணிப்பின் கீழ் எண்ணுக்குரிய கணிப்புகளை செய்யும் ஒருவரை குறிப்பதாக அமைந்தது. அவர் அனேகமாக எண்சட்டம் போன்ற பல்வேறு பொறிமுறை கணிப்பு சாதனங்களின் உதவியுடன் பணிபுரிந்தார். தொடக்ககால கணிப்பு சாதனத்துக்கு உதாரணமாக கி.மு 87 காலப்பகுதியில் உருவாக்கப்பட்டதாக கருதப்படும் அன்டிகைதிரா எனும் கிரகங்களின் அசைவுகளை கணிப்பதற்கு பயன்பட்ட கிரேக்க சாதனத்தைக் குறிப்பிடலாம். இந்த நூதனமான சாதனத்தின் அமைவுக்குக் காரணமான தொழில்நுட்பம் ஏதோவொரு காலகட்டத்தில் தொலைந்து போனது.

ஐரோப்பாவில் ஏற்பட்ட மறுமலர்ச்சி காரணமாக கணிதம், பொறியியல் துறைகள் பெரும் வளர்ச்சி கண்டன. 17 ஆம் நூற்றாண்றின் ஆரம்பப் பகுதியில் மணிக்கூடுகளுக்காக அபிவிருத்தி செய்யப்பட்ட தொழில் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி பல பொறிமுறை கணிப்பு சாதனங்கள் பின்னடையாக வரத் தொடங்கின, இதன் காரணமாக இலக்கமுறை கணினிகளுக்கு மூலமான தொழில் நுட்பங்கள் பல 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியிலும் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்திலும் அபிவிருத்தி செய்யப்பட்டன. உதாரணமாக துளைப்பட்டை, வெற்றிட கட்டுளம் என்பவற்றை குறிப்பிடலாம். முதல் முழுமையான செய்நிரல் கணினியை 1837 ஆம் ஆண்டில் சார்ல்ஸ் பாபேஜ் என்பவர் எண்ணக்கருப்படுத்தி வடிவமைத்தார். ஆனால் அக்கால தொழில்நுட்ப எல்லை, நிதி பற்றாக்குறை, மற்றும் தன்னுடைய வடிவமைப்புடன் தனகுதலை நிறுத்தமுடியாமை (ஆயிரக்கணக்கான கணினி சம்பந்தப்பட்ட பொறியியல் செயற்திட்டங்களின் முடிபுக்கு காரணமாக பண்பு) போன்ற காரணங்களின் கலப்பால் இந்த சாதனத்தை அவரால் முழுமையாக உருவாக்க முடியவில்லை.

20 ஆம் நூற்றாண்டின் முதற்பாதியில் பல விஞ்ஞான கணிப்பு தேவைகளுக்கு, கூடிய மடங்கடி கொண்ட விசேடபயன் ஒத்திசை கணினிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. பிரசினைகளின் நேரடி பௌதிக அல்லது இலத்திரனியல் மாதிரியுருவை அவை கணிப்புக்களுக்கு பயன்படுத்தின. இத்தகைய கணினிகள் இலக்கமுறை கணினிகளின் அபிவிருத்திக்கு பின்னர் மிகமிக அரிதாகவே பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன.

அலன் டூரிங் ஓர் ஆங்கிலேயக் கணிதவியலாளரும், தருக்கவியலாளரும் ஆவார். இவர் தற்காலக் கணினி அறிவியலின் தந்தையாகவும் கருதப்படுவது உண்டு. டூரிங் இயந்திரத்தின் உதவியுடன் படிமுறை (algorithm), கணக்கிடல் போன்ற கருத்துருக்களை முறைப்படுத்துவதில் இவர் பெரும் பங்களிப்புச் செய்தார்.

 

இரண்டாம் உலக போரின் போது சேர்மானிய சங்கேத குறிப்புகளை கண்டறிய கொலோசஸ் கணினி பயன்பட்டது.

வரவர திறனும், நெகிழ்வுதன்மையும் கூடிய கணிப்பு சாதனங்கள் 1930, 1940 ஆம் ஆண்டுகளில் பின்னடையாக உருவாக்கப்படலாகின. இவை நவீன கணினிகளின் மேன்மையான பண்புக்கூறுகளை படிப்படியாக சேர்த்துக் கொண்டன, உதாரணமாக இலக்கமுறை இலத்திரனியல் உபயோகம் (கௌவுட் சனொன் என்பவரால் 1937 ஆம் ஆண்டு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது), கூடுதல் நெகிழ்வுதன்மை வாய்ந்த செய்நிரலாக்கம். ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளியை இந்தக் காலக்கோட்டில் முதலாவது கணினி என்று வரையறுப்பது மிகவும் கடினமானது. குறிப்பிடதக்க சாதனைகளாக கொன்ராட் ஃசுஸ் என்பாரின் ஃசட் எந்திரம், ஆங்கிலேயரின் இரகசிய கொலோசஸ் கணினி, அமெரிக்க என்னியாக் என்பவை அமைந்தன.

என்னியாக்கின் குறைகளை தெரிந்து கொண்ட அதன் அபிவிருத்தியாளர்கள், அதைவிட நெகிழ்வுதன்மை கூடியதும், இலட்சணமானதுமான வடிவமைப்பை உருவாக்கினார்கள். பின்னாளில் செய்நிரல் தேக்க கட்டமைப்பு என அறியப்படும் இதிலிருந்தே அனைத்து நவீன கணினிகளும் பெறப்படுகின்றன. இந்த கட்டமைப்பிலிருந்தே கணினிகளை அபிவிருத்தி செய்வதற்கான செயற்திட்டங்கள் பல 1940 ஆம் ஆண்டுகளில் தொடங்கப்பட்டன, இதில் முதலில் செயற்பட தொடங்கியது மான்செஸ்டர்-சிறிய-அளவிடை-பரீட்சார்த்த எந்திரம் ஆகும். ஆனால் நடைமுறையில் பயன்படுத்தக்கூடிய முதலாவது கணினி எட்சாக் ஆகும்.

கட்டுளத்தால் இயக்கப்பட்ட கணினிகளே 1950 ஆம் ஆண்டுகள் முழுவதிலும் பயன்பாட்டில் இருந்தன. ஆனால் 1954 ஆம் ஆண்டு திரிதடையங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதன் காரணமாக 1960 ஆம் ஆண்டுகளில், கட்டுள கணினிகள் செலவு குறைந்த, சிறிய, வேகமான திரிதடையக் கணினிகளால் மாற்றீடு செய்யப்படலாயின. ஒருங்கிணைந்த-சுற்றமைப்பு தொழில்நுட்பத்தின் அறிமுகத்தால் 1970 ஆம் ஆண்டுகளில் கணினி உற்பத்திச் செலவு வெகுவாகக் குறைந்து சென்றது, இதனால் தற்போதைய தனியாள் கணினிகளின் முன்தோன்றல்களை வாங்கும் திறன் சாதாரண மக்களுக்கும் ஏற்பட்டது.

பொதுத் தேவைகளுக்கான ஒரு கணினி நான்கு முக்கியமான பிரிவுகளைக் கொண்டுள்ளது. இவை,

1. கணித ஏரண அகம் (arithmetic and logic unit)
2. கட்டுப்பாட்டகம் (Control unit)
3. நினைவகம் (memory)
4. உள்ளிடு சாதனங்களும், வெளியீட்டுச் சாதனங்களும்

இப்பகுதிகள், கம்பித் தொகுதிகளினால் உருவாக்கப்படும் பாட்டைகளினால் (busses) ஒன்றுடன் ஒன்று தொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

கட்டுப்பாட்டகம், கணித ஏரண அகம், பதிவகம் (registers), அடிப்படையான உள்ளிடு - வெளியீட்டுச் சாதனங்கள், இவற்றுடன் நெருக்கமாக இணைக்கப்படும் பிற வன்பொருட்கள் என்பன ஒருங்கே மையச் செயலகம் (central processing unit) எனப்படுகின்றன. தொடக்ககால மையச் செயலகங்கள் தனித்தனியான கூறுகளைக் கொண்டிருந்தன. ஆனால் 1970 ஆம் ஆண்டுகளின் நடுப்பகுதியில் இருந்து இவையனைத்தும் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு ஒரே ஒருங்கிணை சுற்றமைப்பாக (integrated circuit) உருவாக்கப்படுகின்றது. இது நுண்செயலகம் (microprocessor) எனப்படுகின்றது

 

கணித ஏரண அகம்

கணித ஏரண அகம், எண்கணித முறையானதும், ஏரண முறையானதுமான இருவகை இயக்கங்களைச் செயல்படுத்தக் கூடியது. இது கூட்டல், கழித்தல் ஆகிய எண்கணிதச் செயற்பாடுகளை மட்டும் செய்யக்கூடியனவாகவோ அல்லது பெருக்கல், வகுத்தல், முக்கோணகணிதச் செயற்பாடுகள் (சைன், கோசைன் முதலியவை), வர்க்கமூலம் போன்ற செயற்பாடுகளையும் செய்ய வல்லவையாகவோ இருக்கலாம். சில வகையானவை முழு எண்களில் மட்டுமே செயற்பாடுகளைச் செய்யக் கூடியன. வேறு சில மெய்யெண்களுக்காகப் பயன்படும் மிதவைப் புள்ளிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. எனினும், மிக எளிமையான செயல்பாடுகளை மட்டும் செய்யக்கூடிய கணினிகளையும், சிக்கலான செயல்பாடுகளையும் எளிமைப்படுத்திச் செய்யக்கூடிய வகையில் நிரலாக்கம் செய்யமுடியும். ஆனால், இவ்வகையில் செயல்படுவதற்கு கூடிய நேரம் எடுக்கும். கணித ஏரண அகங்கள், ஒன்று இன்னொன்றுக்குச் சமமா, ஒன்றை விட இன்னொன்று பெரியதா சிறியதா போன்ற அடிப்படைகளில் எண்களை ஒப்பிட்டு பூலியன் உண்மை மதிப்பை ("உண்மை" அல்லது "பொய்") தரக்கூடும்.

ஏரணச் செயற்பாடுகள், AND, OR, XOR, NOT போன்ற பூலியன் ஏரணத்தை உள்ளடக்கியவை.

 

நினைவகம்

கணினியின் நினைவகம் ஒன்றை எண்களை வைக்கக் கூடிய அல்லது அவற்றிலிருந்து எடுத்து வாசிக்கக் கூடிய சிற்றறைகளின் பட்டியலாகக் கொள்ள முடியும். ஒவ்வொரு சிற்றறைக்கும் ஒரு எண்ணிடப்பட்ட முகவரி உண்டு. இவை ஒவ்வொன்றிலும் ஒரு எண்ணைச் சேமிக்க முடியும். "எண் 123 ஐ 1357 எண்ணிட்ட சிற்றறைக்குள் வை" என கணினிக்கு ஆணையிட முடியும். அல்லது, "சிற்றறை 1357 இலுள்ள எண்ணை, சிற்றறை 2468 இலுள்ள எண்ணுடன் கூட்டி 1595 எண்ணிட்ட சிற்றறைக்குள் வை" என ஆணையிட முடியும். நினைவகத்துள் சேமிக்கப்படும் தகவல் எதுவாகவும் இருக்கலாம். எழுத்துக்கள், எண்கள், கணினிக்குரிய ஆணைகள் போன்ற எவற்றையும் ஒரேயளவு இலகுவாக நினைவகத்துள் இடமுடியும். மையச் செயலகம் தகவல்களை பல்வேறு வகைகளாக வேறுபடுத்திப் பார்ப்பதில்லை. நினைவகங்களைப் பொறுத்து வெறும் எண்களாக இருக்கும் தகவல்களை அவற்றுக்குரிய இயல்புகளுடன் வெளிப்படுத்த வேண்டியது மென்பொருட்களின் வேலையாகும்.

ஏறத்தாழ எல்லாத் தற்காலக் கணினிகளிலும், ஒவ்வொரு நினைவுச் சிற்றறையும் 8 பிட்டுக்கள் கொண்ட குழுக்களாக அமையும் இரும எண்களைச் சேமிக்கும் வகையில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த எட்டுப் பிட்டுகள் கொண்ட தொகுதி ஒரு பைட்டு எனப்படும்.

கணினிகள் செயல்படும் முறை

கணினி ஒரு மின்னனு சாதனமாகும். இது இயந்திர மொழியை அடிப்படையாகக் கொண்டு செயல்படுகின்றது. இவ்வியந்திர மொழி அடிமான எண்களை அடிப்படையாகக் கொண்டு இயங்குகிறது. (0 மற்றும் 1) மையச்செயலகம்(CPU) எனும் செயலக அமைப்பு, இந்த இயந்திர மொழியால் மட்டுமே இயங்கக்கூடியது. மையச்செயலகத்தில் ஒரு நுண்செயலி(microprocessor), ஒரு நினைவகம் மற்றும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு (control unit) ஆகியன ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டு இருக்கும். அந்த நினைவகத்தில் ஒரு நுண்செயலி என்ன செய்ய வேண்டும் மற்றும் என்னச்செய்யக்கூடாது என்று இயந்திர மொழியில் கட்டளைகள் இடப்பட்டு அது சேமிக்கப்பட்டிருக்கும்.

நுண்செயலியின் கட்டளைத் தரவு அளவு

கட்டளைகளானது ஒரு நுண்செயலியின் செயல் அளவைப் பொருத்து மாறக்கூடியது. நுண்செயலிகள் பொதுவாக 8 பிட்(8 துண்டுகள்) அளவுள்ள இயந்திர மொழி கட்டளைகளை கையாளும் தன்மையுடையது. ஒருசில நவீன நுண்செயலிகள் 16 பிட், மற்றும் 32பிட் அளவுள்ள இயந்திர மொழி கட்டளைகளைப் புரிந்து கொள்ளும் தன்மை கொண்டது. 64 பிட் தரவு கட்டளைகள் கொண்டு செயல்படும் நுண்செயலிகள் அதிவேகமாக கணக்குகளையும் மற்ற வேளைகளையும் செய்து முடிக்கும்.

கட்டளைத் தொகுதிகள் அல்லது நிரல்கள்

முதலில் தரவு பிறகு கட்டளைகள் அதன்பிறகு செயலாக்கம் என்ற அடிப்படையில் தான் கட்டளைத் தொகுதிகள்(INSTRUCTION SETS) உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த கட்டளைத் தொகுதிகள் ஒரு கணினியை வழிநடத்துகின்றன. முதலில் கணினியின் நினைவகத்தில் ஒரு கோப்பு உருவாக்கி, அந்த கோப்பில் ஒரு செயலுக்கான கட்டளைத் தொகுதிகளை தயார்செய்து பிறகு அதை சேமித்து அதனை தேவைப்படும்போது பயன்படுத்தலாம். கட்டளைகளை நடைமுறையில் நிரல்கள் (programs) என்றழைக்கப்படுகின்றன. இந்த நவீன உலகில் கணினியின் தேவைப்பாடு அதிகம் இருப்பதால் அதனை அனைவரும் பயன்படுத்தும் வகையில் எளிமையாக்க இந்த நிரல்கள் என்று சொல்லக்கூடிய கட்டளைத்தொகுதிகளை பயன்படுத்தி, பல பயன்பாடுகளை செய்யக்கூடிய கட்டளைகளை உருவாக்கி, பிறகு அதனை நிலைவட்டில் சேமித்து இயக்கப்படுகின்றது. இதனையே நாம் இயக்கமுறைமை (operating system) என்று கூறுகிறோம். இந்த இயக்கமுறைமையானது கணினி புரிந்துகொள்ளும் விதத்தில் பயனர் இடக்கூடிய கட்டளைகளை இயந்திர மொழியாக மாற்றி கொடுக்கின்றது. இவ்வாறு கணினியானது மிக நுட்பமாக தனது பணியை செய்கின்றது.