संगणक विज्ञान आणि रचना

 

संगणक (काँप्युटर) हे इलेक्ट्रॉनिक स्वरूपात माहिती विश्लेषण, माहिती प्रक्रिया, सांखिकी आकडेमोड करणारे एक उपकरण आहे. बहुतांश आधुनिक संगणक हे डिजिटल (Digital) स्वरूपातील माहिती हाताळतात.

संगणकविज्ञान ही एक इलेक्ट्राॅनिक शाखा आहे. गुंतागुंतीच्या विश्लेषणांचा (complexity analysis) अभ्यास हे ह्या शाखेचे वैशिष्ट्य आहे. शिवाय नवीननवीन तर्कशुद्ध रिती (algorithms) शोधून काढणे हे ह्या शाखेचे दुसरे एक वैशिष्ट्य आहे. आजकाल डेटाबेसेस (Databases) , क्रिप्टोग्राफी (Cryptograpy), नेट्वर्किंग (networking), इमेज प्रोसेसिंग (Image Processing) इत्यादी क्षेत्रात बरेच संगणकशास्त्रज्ञ काम करत असतात.तर जाणून घेऊया संगणक म्हणजे काय?

संगणक 

स्मृतीतर्कशुद्ध विचारशक्ती/तर्कशुद्धताधिष्ठित कल्पनाशक्ती, आणि तर्कशुद्धतानधिष्ठित कल्पनाशक्ती ही माणसाच्या बुद्धीची तीन अचाट अंगे आहेत. पण स्मृती हे माणसाच्या बुद्धीचे अंग तीन तऱ्हांनी बरेच मर्यादित आहे: माणूस एकदा शिकलेली/अनुभवलेली कोणतीही लहानमोठी गोष्ट आयुष्यात कधीही विसरत नाही आणि त्यांपैकी काही गोष्टी त्याच्या बुद्धीच्या निदान “मागच्या कप्प्यात” –सुप्त मनात– संचित रहातात असे काही बुद्धिशास्त्रज्ञ/मानसशास्त्रज्ञ म्हणतात. तरीही पूर्वायुष्यात शिकलेल्या/अनुभवलेल्या काही काही गोष्टी माणसाच्या “जाणत्या” मनाला त्याच्या पुढच्या आयुष्यात आठवत नाहीत हा आपणा माणसांचा सर्वसामान्य अनुभव आहे. शिवाय आयुष्यकालात किती गोष्टी माणूस शिकू/अनुभवू शकेल ह्यालाही साहजिक मर्यादा आहेत. तिसरे म्हणजे ज्या गोष्टी माणसाला आठवल्यासारख्या भासतात त्या एकूण एक त्याला अचूकपणे आठवतीलच ह्याची शाश्वती नसते.

“अमुक वस्तुस्थिती असली तर अमुक गोष्ट घडते/घडणार, एरवी दुसऱ्या काही गोष्टी संभवतात” हा तर्कशुद्ध विचारशक्तीचा/तर्कशुद्धताधिष्ठित कल्पनाशक्तीचा गाभा आहे. ही तर्कशुद्ध विचारसरणी साधीसरळ असून सगळी माणसे ती नेहमी अर्थात सहजपणे वापरत असतात अशी बऱ्याच माणसांची एक अगदी चुकीची कल्पना असते. वास्तविक बरीच माणसे फक्त माफक प्रमाणात तर्कशुद्ध विचार करू शकतात. त्यात महत्त्वाची भर अशी की संबंधित वस्तुस्थितीचे ज्ञान माणसाला बऱ्याचदा अपुरे असते; (आणि खोल विचार करू शकणारी माणसे पुष्कळदा फक्त काही प्रांतांमधेच खोल विचार करू शकतात!)

जी माणसे खोल तर्कशुद्ध विचार करू शकतात त्यांच्याही तर्कशुद्ध विचारसरणीला मुख्यत्वे स्मृतीच्या अपुरेपणाने बरीच मर्यादा रहाते. एक उघड उदाहरण म्हणजे आकडेमोडी. आकडेमोडींमागे तर्कशुद्धता असते, आणि आकडेमोडींकरता स्मृतीचीह गरज असते. पण स्मृतीच्या मर्यादिततेमुळे आपण माणसे मनातल्या मनात फक्त मोजक्या आकडेमोडी करू शकतो. इतकेच नव्हे तर कागदपेन्सिल वापरूनही खूप आकडेमोडी करायला आपल्याला बराच वेळ तर लागतोच, शिवाय रटाळपणामुळे कंटाळाही चट्कन येतो. आता एक अगदी खूप आश्चर्य वाटण्याजोगी बाब अशी की कोणतीही माहिती आकड्यांच्या रूपात प्रकट करता येते आणि कोणत्याही प्रांतातल्या “अमुक वस्तुस्थिती असली तर अमुक गोष्ट घडते/घडणार, एरवी दुसऱ्या काही गोष्टी संभवतात” ह्या विचारसरणीचे “आकडेमोडीं”मधे रूपांतर करता येते ही अचाट कल्पना गेल्या शतकात माणसाच्या लक्षात आली. अर्थात गुंतागुंतीच्या तर्कशुद्ध विचारसरणी “आकडेमोडीं”च्या रूपात करण्याकरता लाखो “रटाळ” आकडेमोडींची गरज असते. संगणक विज्ञान ही आज काळाची गरज आहे

आपल्या निसर्गदत्त बुद्धीचा व्यावहारिक दृष्ट्या अफाट विस्तार करायला प्रचंड मदत करू शकणाऱ्या “संगणक” ह्या चीजेचा शोध माणसाच्या तीक्ष्ण बुद्धीने सुमारे साठसत्तर वर्षांपूर्वी लावला. ती चीज अविश्वसनीय रीत्या अधिकाधिक प्रभावी करण्याचा माणसाचा उद्योग तेव्हापासून अविरतपणे चालू आहे. येत्या पन्नास, शंभर, पाचशे, हजार,…वर्षात माणसाने संगणक किती प्रभावी केलेला असेल आणि त्यायोगे माणसाचे आयुष्य भविष्यकाळात कोणत्या प्रकारचे असेल ते पाहू शकणारा द्रष्टा ह्या पृथ्वीतलावर असणे अशक्य आहे. केवळ गेल्या पन्नास वर्षांच्या कालावधीत “संगणक” ह्या चीजेने माणसाचे आयुष्य पार बदलून टाकले आहे. (त्यापूर्वी पंधराव्या शतकातल्या सुकर छ्पाईच्या शोधाने आणि अठराव्या शतकातल्या वाफेवर चालणाऱ्या यंत्रांच्या शोधाने माणसाच्या आयुष्यात महत्त्वाचे बदल केले होते).

माणसाच्या निसर्गदत्त बुद्धीचा व्यावहारिक दृष्ट्या अफाट विस्तार करायला संगणक प्रचंड मदत करू शकतात ह्यामागे संगणकाची दोन वैशिष्ट्ये आहेत ती अशी : (त्यांपैकी समजा हे ना ते फक्त एकच वैशिष्ट्य संगणकात असते तर संगणक ही चीज माणसाला निरुपयोगी ठरली असती). वर लिहिलेल्या माणसाच्या स्मृतीच्या कोणत्याच मर्यादा निदान प्रभावी संगणकांना “जवळजवळ” लागू नाहीत हे हल्लीच्या संगणकांचे पहिले वैशिष्ट्य आहे. संगणक चालू ठेवणारी विद्युत ऊर्जा बंद पडली तर पूर्वी संगणक त्यांच्या स्मॄतीत माणसाने “कोंबलेल्या” सगळ्या गोष्टी एखाद्या अतिवृद्ध माणसाप्रमाणे तत्काळ कायमच्या विसरून जात असत. पण तो प्रकार शास्त्रज्ञांनी/तंत्रज्ञांनी भिन्न रीतींनी झटपट जवळजवळ संपुष्टात आणला आहे. किती गोष्टी संगणक लक्षात ठेवू शकतील ह्याची मर्यादाही शास्त्रज्ञ/तंत्रज्ञ दिवसेंदिवस वाढवत आहेत. आणि संगणकांच्या स्मॄतीत माणसाने “कोंबलेल्या” सगळ्या गोष्टी ते सर्वकाळ, शेंडी तुटो की पारंबी तुटो, अगदी अचूकपणॆ आठवत राहतील ह्या तिसऱ्या गोष्टीबाबतही शास्त्रज्ञांनी/तंत्रज्ञांनी एव्हाना खूप प्रगती केली आहे.

सं.णकांचे दुसरे वैशिष्ट्य म्हणजे गुंतागुंतीच्या तर्कशुद्ध विचारसरणी “आकडेमोडीं”च्या रूपात करण्याकरता ज्या लाखो “रटाळ” आकडेमोडींची गरज असते त्या रटाळ, कंटाळवाण्या न मानता काही सेकंदांमधे त्यांचा फडशा पाडणे हा संगणकांच्या “हातचा मळ” झाला आहे! आणि कमीकमी वेळात आकडेमोडी करण्याचे संगणकांचे कसब शास्त्रज्ञ/तंत्रज्ञ दिवसेंदिवस वाढवत आहेत. संगणकांना गरज असते ती फक्त माणसाकडून गुंतागुंतीच्या तर्कशुद्ध विचारसरणीबद्दल अचूक आणि निःसंदिग्ध सूचना मिळण्याची. त्या सूचना संगणकांना विशद करायला जे बरेच कौशल्य लागते ते कौशल्य म्हणजे संगणकसंचालनविज्ञानतर्कशुद्धतानधिष्ठित कल्पनाशक्ती (आणि गूढवादात्मक “अंतर्ज्ञान”) ही माणसाच्या बुद्धीची वैशिष्ट्ये मात्र त्याच्या बुद्धीचे अपत्य असलेल्या संगणकाच्या (निदान सध्यातरी) पार आवाक्याबाहेरची आहेत. गोविंदाग्रजांच्या “अरुण” कवितेतल्यासारख्या कल्पनाशक्तीच्या भराऱ्या असलेली एखादी कविता लिहू शकणारा संगणक कोणी शास्त्रज्ञ/तंत्रज्ञ निदान येत्या पन्नासएक वर्षात निर्माण करू शकतील असे दिसत नाही. पण माणसाच्या बुद्धीची झेप ती मर्यादा कधीच ओलांडणार नाही हे आज कोण निश्चितीने सांगू शकेल?

वाढत्या संगणक वापरामुळे जगातील सर्व माहिती ही क्षणार्धात उपलब्ध होते. त्यामुळे सर्वांच्या समस्यांचे जलद निराकरण होते…

संगणकाचा शास्त्रीय संशोधनामध्ये वापर केला जातो.भ ारतात संगणक आणण्यासाठी राजीव गांधीनी खूप प्रयत्न केले

संगणकाचा विकास

  • प्रथम पिढी (First Generation) १९४२ ते १९४५ यामध्ये व्हॅक्यूम्य ट्यूब म्हणजेच काचेच्या नळ्या वापरलेल्या होत्या, या नळ्यांद्वारे संदेश नियंत्रित केले जात असत.त्या काळातील हे सर्वात गतिमान यंत्र होते व यात आकडेमोड करण्यासाठी एका सेकंदापेक्षाही कमी वेळ लागत असे. EDVAC-45 मद्धे डेटा व प्रोग्राम साठवून ठेवता येत तसेच यात प्रोसेसिंग युनिट होते. जॉन व्हॉन न्युमन याने हा संगणक विकसित केला. मात्र या सर्व संगणकाचे बरेचसे तोटे होते. [१]
  • दुसरी पिढी (Second Generation) १९५५ ते १९६४ १९४७ च्या सुमारास विलियम शॉकले यांनी ट्रान्झिस्टरचा शोध लावला व त्यानंतरच्या दहा वर्षात त्यांचा उपयोग संगणकामध्ये केला जाऊ लागला. या पिढीतील संगणक खूप माहिती साठवून ठेवू शकत तसेच यात प्रिंटर, टेप, मेमरी, स्टोरेज या सर्वांचा समावेश होता. सुरूवातीला फक्त अणुशक्ती केंद्रात (Automic Research) मध्ये वापरले जाणारे हे संगणक हळूहळू मोठमोठ्या कंपन्या, व्यवसाय, विद्यापीठ व सरकारी कामकाजात वापरले जाऊ लागले.
  • तिसरी पिढी (Third Generation) १९६४ ते १९७५ १९५४ नंतर इलेक्ट्रॉनिकच्या क्षेत्रात इंटिग्रेटेड सर्किटस्चा (ICs) चा शोध लागला.म्हणजे सिलिकॉनपासून बनलेल्या छोट्या चिप्स. या चिप्स संगणकात वापरल्या जाऊ लागल्या. यामध्ये अनेक सर्किटस् एका छोट्या चिपवर बसवल्या जातात. या संगणकात सूचनांचा एक मोठा संच साठवलेला होता व या वेगवेगळया सूचनांच्या साहाय्याने हे संगणक वेगवेगळ्या प्रकारची कामे करू शकत. तसेच यामध्ये एकच मुख्य प्रोग्राम इतर प्रोग्राम्सचे नियंत्रण करीत असे. यातूनच Operating System ची कल्पना पुढे आली.
  • चौथी पिढी (Fourth Generation) १९७५ नंतर या पिढीतील संगणकातल्या चिपवर केवळ १० ते २० छोटे भाग मावत. मात्र चौथ्या पिढीतील संगणकात अधिक विकसित चिप्स वापरल्या गेल्या. यात एका छोट्या चिपवर अगणित भाग मावतात. यामुळे संगणकाचा आकार साहजिकच लहान झाला. अतिशय स्वस्त असल्याने याचा जगभर वेगाने प्रसार झाला. आज जगात वापरले जाणारे सर्व संगणक चौथ्या पिढीतील आहेत. यात आकार, काळ व क्षमतेनुसार या पिढीतील अनेक वेगवेगळे प्रकार बाजारात उपलब्ध आहेत


संगणकाचे प्रकार

जेव्हा आपण कधीही संगणक या शब्दाचा वापर ऐकतो तेव्हा केवळ वैयक्तिक संगणकाचे चित्र आपल्या मनात येते. मी तुम्हाला सांगतो की संगणकावर बरेच प्रकार आहेत. ते विविध आकार आणि साईजमध्ये येतात. आम्ही पैसे काढण्यासाठी एटीएम, बारकोड स्कॅन करण्यासाठी स्कॅनर, मोठी बेरीज करण्यासाठी कॅल्क्युलेटर यासारख्या आवश्यकतेनुसार त्यांचा वापर करतो. हे सर्व वेगवेगळ्या प्रकारचे संगणक आहेत

.

1. डेस्कटॉपसंपादन करा

बरेच लोक घरी, शाळा आणि त्यांच्या वैयक्तिक कामासाठी डेस्कटॉप संगणक वापरतात. ते अशा प्रकारे डिझाइन केलेले आहेत की आम्ही त्यांना आमच्या डेस्कवर ठेवू शकू. त्यांच्याकडे मॉनिटर, कीबोर्ड, माऊस, कॉम्प्यूटर केस(case) सारखे बरेच भाग आहेत.

2. लॅपटॉपसंपादन करा

लॅपटॉपविषयी आपल्याला बरीच माहिती असेल. हे बॅटरी पॉवर वर चालतात, ते खूप पोर्टेबल आहेत जेणेकरून ते कोठेही आणि कधीही नेता येऊ शकतात.

3. टॅब्लेटसंपादन करा

आता आपण टॅब्लेटबद्दल बोलू ज्यास आम्ही हँडहेल्ड संगणक देखील म्हणतो कारण ते सहजपणे हातामध्ये पकडले जाऊ शकते.

यात कीबोर्ड आणि माऊस नाही, फक्त एक टच सेन्सिटिव्ह स्क्रीन आहे जी टाइपिंग आणि नेव्हिगेशनसाठी वापरली जाते. उदाहरण- आयपॅड.

4. सर्व्हर – Serversसंपादन करा

सर्व्हर हा एक प्रकारचा संगणक असतो जो आपण माहितीची देवाणघेवाण करण्यासाठी वापरतो. उदाहरणार्थ, जेव्हा जेव्हा आम्ही इंटरनेटमध्ये काहीतरी शोधतो, त्या सर्व गोष्टी सर्व्हरमध्ये संग्रहित केल्या जातात.

इतर प्रकारचे संगणकसंपादन करा

आता इतर प्रकारचे संगणक म्हणजे काय ते समजू घेऊया.

स्मार्टफोनःसंपादन करा

जेव्हा इंटरनेट एखाद्या नॉर्मल सेल फोनमध्ये सक्षम असते, आपण ते वापरुन बऱ्याच गोष्टी करू शकतो, मग अशा सेल फोनला स्मार्टफोन म्हणतात.

घालण्यायोग्य:संपादन करा

फिटनेस ट्रॅकर्स आणि स्मार्टवॉचसह – इतर डिव्हाईस घालण्यायोग्य असतात. हे संपूर्ण दिवसभर परिधान करता येईल असे डिझाइन केलेलले असतात. या उपकरणांना सहसा वेअरेबल्स म्हटले जाते.

गेम कन्सोल:संपादन करा

हा गेम कन्सोल हा एक विशिष्ट प्रकारचा संगणक आहे जो आपल्या टीव्हीवर व्हिडिओ गेम खेळण्यासाठी वापरला जातो.

टीव्ही:संपादन करा

टीव्ही हा देखील संगणकाचा एक प्रकार आहे, ज्यामध्ये आता असे बरेच अप्लिकेशन किंवा ॲप्स आहेत की जे त्यास स्मार्ट टीव्हीमध्ये रूपांतरित करतात. आपण इंटरनेटवरून व्हिडिओ थेट आपल्या टीव्हीवर प्रवाहित करू शकतो.[३]

  • सुपर कॉम्प्युटर – सुपर कॉम्प्युटरमध्ये इतर संगणकातून एकत्र केलेल्या माहितीवर अतिशय वेगाने आकडेमोड किंवा प्रक्रिया घडवून आणली जाते. यामध्ये अधिक प्रोसेसर्स बसवलेले असतात व प्रत्येक प्रोसेसरकडे एक एक काम सोपविलेले असते. आपल्या मेंदूप्रमाणेच हे प्रोसेसर्स समांतर कार्य करू शकतात. अनेक प्रोसेसर्स एकत्रितरित्या काम करत असल्याने काम अतिशय वेगाने होते. या संगणकाची क्षमता फ्लॉप (Floating Point Operations per Second) या एककात मोजली जाते. सुपर कॉम्प्युटरमधील चिप ही गॅलियम अर्सनाइडची बनविलेली असते व ती सिलिकॉन चिपपेक्षा सहापट वेगाने काम करू शकते. सुपर कॉम्प्युटरची स्मरणशक्ती खूपच जास्त असल्याने ज्ञानाचे विशाल भंडार यात सामावलेले असते. सुपर कॉम्प्युटरचा उपयोग जेथे खूप मोठी माहिती साठवून ठेवणे आवश्यक असते व या माहितीवर आधारित निष्कर्ष काढले जातात, अशा ठिकाणी केला जातो. उदा. मिसाइल डिझाईन, न्युक्लिअर रिऍक्टर, खगोलशास्त्र, हवामानखाते, जेनेटिक इंजिनिअरिंग इ. आतापर्यंत फक्त जपान व अमेरिका हे दोनच देश सुपर कॉम्प्युटरचे प्रमुख उत्पादक होते. पण मागील दशकात पुण्यातील सी-डॅक या संस्थेने परम-10000 हा सुपर कॉम्प्युटर विकसित केला आहे.
  • मेन फ्रेम कॉम्प्युटर – मेनफ्रेम कॉम्प्युटर आकाराने खूपच मोठे असतात. एखाद्या मोठ्या खोलीत मावतील एवढे. हे संगणक अतिशय वेगाने माहितीवर प्रक्रिया घडवून आणतात. एका सेकंदात किती सूचनांवर प्रक्रिया घडवून आणल्या जातात त्यावर यांची गतिमानता / क्षमता ठरवली जाते. महाग असूनही हे संगणक वापरले जातात कारण याची माहिती साठवून ठेवण्याची क्षमता जास्त आहे. टेल्कोसारख्या मोठ्या कंपन्यांमध्ये तसेच विद्यापीठ, रेल्वे आरक्षण इ. ठिकाणी मेनफ्रेम कॉम्प्युटर वापरला जातो. सर्व माहिती एका मुख्य संगणकामध्ये साठविली जाते व ह्या माहितीतून आवश्यक तेवढीच माहिती वेगळी करून वापरता येते. त्यामुळे अनेक लोक एकाच वेळी एकाच प्रकारच्या माहितीवर वेगवेगळी कामे करू शकतात.
  • मिनी कॉम्प्युटर – १९६०नंतर या प्रकारचे संगणक विकसित झाले. त्या काळातील इतर संगणकापेक्षा हे संगणक आकाराने लहान होते व त्याची गती व क्षमताही कमी होती. म्हणून त्यांना मिनी कॉम्प्युटर हे नाव दिले गेले. यावर अनेक लोक वेगवेगळ्या प्रकारचे काम करू शकत. सध्या या प्रकारचे संगणक फारसे अस्तित्वात नाहीत.
  • मायक्रो कॉम्प्युटर / पर्सनल कॉम्प्युटर – १९८१ मध्ये IBM या कंपनीने सर्वप्रथम घर, कार्यालये व शाळा या ठिकाणी वापरता येतील असा छोटेखानी कॉम्प्युटर बाजारात आणला. या प्रकारचे संगणक व्यक्तिगत उपयोगासाठीच तयार केले गेले. यात एका छोट्याशा चिपवर प्रक्रियेसाठी लागणारे सर्व प्रोसेसर्स बसवलेले असतात. त्यामुळे हे संगणक आकाराने अर्थातच लहान असतात. म्हणून यास मायक्रो काम्प्युटर म्हणतात.
  • लॅपटॉप व पामटॉप हेही मायक्रो कॉम्प्युटरचेच प्रकार होत.
  1. लॅपटॉप म्हणजे एका छोट्या ब्रिफकेसमध्ये मावणारा पर्सनल कॉम्प्युटर, ब्रीफकेसप्रमाणेच हा कुठेही नेता येतो किंवा मांडीवर ठेवून काम करता येते. ऑफीसपासून दूर किंवा बाहेरगावी काम करण्यासाठी लॅपटॉप वापरला जातो. उदा. आय बी एम थिंक पॅड.
  2. पामटॉप संगणकाचे उदाहरण म्हणजे डिजिटल डायरी व कॅलक्युलेटर प्रमाणेच हातात मावणारे हे छोटे संगणक. फोन नंबर्स किवा पत्ते साठवून ठेवण्यासाठी या प्रकारची डायरी वापरली जाते.

Leave a Comment

en_USEnglish