أجيال الحاسوب – تتبّع قانون مور
علوم الحاسوبالحاسوب ومكوناته المادية13–14 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلتقع أجيال الحاسوب الأربعة على خط زمني واحد من 1945 إلى 2025، ولكل جيل آلة تمثله: ENIAC، وIBM 1401، وIBM System/360، والحاسوب الشخصي اليوم. يختار الطلاب معيار المقارنة (سرعة الحساب، أو عدد مكونات التبديل، أو الكتلة، أو استهلاك القدرة)، فيُعاد رسم المخطط بمقياس لوغاريتمي لأن القيم تختلف بمليارات المرات. اسحب منزلقَي السنة وفترة التضاعف لترى تنبؤ قانون مور بعدد الترانزستورات على الشريحة، ثم قارنه بالمعالجات الحقيقية من Intel 4004 إلى Apple M1.
الدرس: تاريخ الحوسبة: أجيال الحاسوب وأثرها في المجتمع
ماذا تعرض
يتحدد كل جيل من أجيال الحاسوب بمكوّن التبديل فيه: الصمامات المفرغة، ثم الترانزستورات، ثم الدوائر المتكاملة، ثم المعالجات الدقيقة. جعل كل تغيير الآلات أسرع وأصغر وأقل استهلاكًا للقدرة بكثير، وتمتد القيم على مراتب كثيرة من حيث الكِبَر بحيث لا يعرضها معًا إلا مقياس لوغاريتمي. يصف قانون مور عصر المعالجات الدقيقة: يتضاعف عدد الترانزستورات على الشريحة تقريبًا كل سنتين. ينطلق النموذج من 2,300 ترانزستور في Intel 4004 عام 1971، ويقارن التنبؤ بشرائح حقيقية حتى Apple M1.
طريقة الاستخدام
انتقل بين الأجيال الأربعة لتقارن مكوّنها الرئيسي والآلة الممثلة لها. غيّر «معيار المقارنة»، وأوقف «استخدام المقياس اللوغاريتمي» ثم شغّله لتوضح لماذا يُخفي المحور الخطي الآلات الأولى. ثم حرّك «السنة التي يتنبأ بها قانون مور» و«فترة تضاعف الترانزستورات»، واسأل الطلاب أي فترة تضاعف تطابق المعالجات الحقيقية المرسومة على المخطط أكثر من غيرها.
المعاملات القابلة للتغيير
- الجيل المعروض الجيل 1 – الصمامات المفرغة, الجيل 2 – الترانزستورات, الجيل 3 – الدوائر المتكاملة, الجيل 4 – المعالجات الدقيقة
- معيار المقارنة السرعة (عملية حسابية/ثانية), عدد مكونات التبديل, الكتلة (kg), استهلاك القدرة (W)
- السنة التي يتنبأ بها قانون مور 1971–2025 سنة
- فترة تضاعف الترانزستورات 1–4 سنوات
- استخدام المقياس اللوغاريتمي
أسئلة للاستكشاف
- ما مكوّن التبديل الرئيسي في كل جيل، وكيف غيّر حجم الآلة؟
- لماذا يحتاج المخطط إلى مقياس لوغاريتمي للمقارنة بين الأجيال الأربعة؟
- أيهما يتنبأ بعدد ترانزستورات Apple M1 بدقة أكبر: فترة تضاعف سنة واحدة أم سنتين؟
