History of computer science
کمپیوٹر سائنس کی تاریخ کمپیوٹر سائنس کے جدید شعبے سے بہت پہلے شروع ہوئی، جو عام طور پر ریاضی یا طبیعیات جیسی شکلوں میں ظاہر ہوتی ہے۔ پچھلی صدیوں میں ہونے والی پیش رفتوں نے اس نظم و ضبط کی طرف اشارہ کیا جسے اب ہم کمپیوٹر سائنس کے نام سے جانتے ہیں۔ میکانی ایجادات اور ریاضیاتی نظریات سے لے کر جدید کمپیوٹر تصورات اور مشینوں کی طرف یہ پیش رفت ایک بڑے تعلیمی شعبے کی ترقی، مغربی دنیا میں بڑے پیمانے پر تکنیکی ترقی، اور دنیا بھر میں بڑے پیمانے پر تجارت اور ثقافت کی بنیاد کا باعث بنی۔ قبل از تاریخ کمپیوٹیشن میں استعمال کے لیے سب سے قدیم معلوم ٹول اباکس تھا، جو سمیر میں 2700 اور 2300 قبل مسیح کے درمیان تیار کیا گیا تھا۔ سمیریوں کا اباکس یکے بعد دیگرے کالموں کی ایک میز پر مشتمل تھا جس نے ان کے سیکساجسیمل نمبر سسٹم کی شدت کے یکے بعد دیگرے آرڈرز کو محدود کیا۔ اس کے استعمال کا اصل انداز کنکریوں کے ساتھ ریت میں کھینچی گئی لکیروں سے تھا۔ زیادہ جدید ڈیزائن کی اباچی آج بھی حساب کے اوزار کے طور پر استعمال ہوتی ہے، جیسے چینی اباکس۔ قدیم ہندوستان میں 5 ویں صدی قبل مسیح میں، گرامر کے ماہر پانینی نے 3959 اصولوں میں سنسکرت کے گرائمر کو وضع کیا جسے اشٹادھیائی کے نام سے جانا جاتا ہے جو انتہائی منظم اور تکنیکی تھا۔ پانینی نے دھاتیں، تبدیلیاں اور تکرار کا استعمال کیا۔ خیال کیا جاتا ہے کہ اینٹیکیتھیرا میکانزم ایک ابتدائی مکینیکل اینالاگ کمپیوٹر ہے۔ اسے فلکیاتی پوزیشنوں کا حساب لگانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ یہ 1901 میں یونانی جزیرے اینٹیکیتھیرا کے قریب، کیتھیرا اور کریٹ کے درمیان، اینٹیکیتھیرا کے ملبے میں دریافت ہوا تھا، اور اس کی تاریخ تقریبا 100 قبل مسیح بتائی جاتی ہے۔ مکینیکل ینالاگ کمپیوٹر ڈیوائسز ایک ہزار سال بعد قرون وسطی کی اسلامی دنیا میں دوبارہ نمودار ہوئے اور انہیں مسلم ماہرین فلکیات نے تیار کیا، جیسے ابو ریحان البرینی کا مکینیکل گیئرڈ ایسٹرولیب، اور جابر ابن افلہ کا ٹارکیٹم۔ سائمن سنگھ کے مطابق، مسلم ریاضی دانوں نے کرپٹوگرافی میں بھی اہم پیش رفت کی، جیسے کہ الکینڈس کے ذریعے کرپٹو تجزیہ اور تعدد تجزیہ کی ترقی۔ قابل پروگرام مشینیں بھی مسلم انجینئروں نے ایجاد کیں، جیسے بنو موسی برادران کی خودکار بانسری بجانے والی، اسی طرح کی پیچیدگی کے تکنیکی نمونے 14 ویں صدی کے یورپ میں مکینیکل فلکیاتی گھڑیوں کے ساتھ نمودار ہوئے۔ جب جان نیپیئر نے 17 ویں صدی کے اوائل میں کمپیوٹیشنل مقاصد کے لیے لوگرتھمز دریافت کیے تو اس کے بعد موجد اور سائنسدانوں نے حساب کتاب کے اوزار بنانے میں کافی ترقی کی۔ 1623 میں ولہیم شیکارڈ نے ایک حساب کتاب کرنے والی مشین ڈیزائن کی، لیکن اس منصوبے کو ترک کر دیا، جب اس نے جو پروٹو ٹائپ بنانا شروع کیا تھا وہ 1624 میں آگ لگنے سے تباہ ہو گیا۔ 1640 کے آس پاس، ایک سرکردہ فرانسیسی ریاضی دان بلیز پاسکل نے یونانی ریاضی دان ہیرو آف اسکندریہ کے بیان کردہ ڈیزائن پر مبنی ایک مکینیکل ایڈنگ ڈیوائس تیار کیا۔ پھر 1672 میں گوٹ فرائیڈ ولہیم لیبنز نے اسٹیپڈ ریکنر ایجاد کیا جسے اس نے 1694 میں مکمل کیا۔ 1837 میں چارلس بیبیج نے پہلی بار اپنے تجزیاتی انجن کو بیان کیا جسے جدید کمپیوٹر کے پہلے ڈیزائن کے طور پر قبول کیا جاتا ہے۔ تجزیاتی انجن میں قابل توسیع میموری، ایک ریاضی کی اکائی، اور منطق پروسیسنگ کی صلاحیتیں تھیں جو لوپس اور مشروط برانچنگ کے ساتھ پروگرامنگ زبان کی تشریح کرنے کے قابل تھیں۔ اگرچہ کبھی تعمیر نہیں کیا گیا، اس ڈیزائن کا بڑے پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے اور اسے ٹورنگ کے مساوی سمجھا جاتا ہے۔ تجزیاتی انجن میں میموری کی صلاحیت 1 کلوبائٹ سے کم اور گھڑی کی رفتار 10 ہرٹز سے کم ہوتی۔ پہلے جدید کمپیوٹرز کو ڈیزائن کرنے سے پہلے ریاضی اور الیکٹرانکس تھیوری میں کافی ترقی کی ضرورت تھی۔ بائنری منطق گوٹ فرائیڈ ولہیم لیبنز 1702 میں، گوٹ فرائیڈ ولہیم لیبنز نے بائنری عددی نظام پر اپنی تحریروں کے ساتھ رسمی، ریاضیاتی معنوں میں منطق تیار کی۔ لیبنز نے بائنری سسٹم کو آسان بنایا اور منطقی خصوصیات جیسے کنجکشن، ڈسجنکشن، نیگیشن، شناخت، شمولیت، اور خالی سیٹ کو واضح کیا۔ انہوں نے لگرینجین انٹرپولیشن اور الگورتھمک انفارمیشن تھیوری کی توقع کی۔ ان کے کیلکولس ریٹوسینٹر نے یونیورسل ٹورنگ مشین کے پہلوؤں کی پیش گوئی کی۔ 1961 میں، نوربرٹ وینر نے مشورہ دیا کہ لیبنز کو سائبرنیٹکس کا سرپرست سنت سمجھا جانا چاہیے۔ وینر کے حوالے سے کہا گیا ہے کہ "درحقیقت، کمپیوٹنگ مشین کا عمومی خیال اور کچھ نہیں بلکہ لیبنز کے کیلکولس ریٹوسینٹر کی میکانائزیشن ہے۔" لیکن جارج بول کو 1854 میں اپنا بولین الجبرا ایک مکمل نظام کے ساتھ شائع کرنے میں ایک صدی سے زیادہ وقت لگا جس نے کمپیوٹیشنل عمل کو ریاضیاتی طور پر ماڈل کرنے کی اجازت دی۔ اس وقت تک، بائنری پیٹرن سے چلنے والے پہلے مکینیکل آلات ایجاد ہو چکے تھے۔ صنعتی انقلاب نے بہت سے کاموں کی میکانائزیشن کو آگے بڑھایا تھا، اور اس میں بنائی بھی شامل تھی۔ پنچڈ کارڈز نے 1801 میں جوزف میری جیکورڈ کے لوم کو کنٹرول کیا، جہاں کارڈ میں مکے والے ایک سوراخ سے بائنری کا اشارہ ملتا تھا اور ایک غیر پنچڈ اسپاٹ سے بائنری صفر کا اشارہ ملتا تھا۔ جیکارڈ کا لوم کمپیوٹر ہونے سے بہت دور تھا، لیکن اس نے اس بات کی وضاحت کی کہ مشینوں کو بائنری سسٹم کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے۔ چارلس بیبیج اور اڈا لویلس چارلس بیبیج کو اکثر کمپیوٹنگ کے اولین علمبرداروں میں سے ایک سمجھا جاتا ہے۔ 1810 کی دہائی کے آغاز میں، بیبیج کے پاس میکانکی طور پر نمبروں اور ٹیبلز کی کمپیوٹنگ کا وژن تھا۔ اسے حقیقت میں ڈالتے ہوئے، بیبیج نے 8 اعشاریہ پوائنٹس تک کے نمبروں کا حساب لگانے کے لیے ایک کیلکولیٹر تیار کیا۔ اس خیال کی کامیابی کو جاری رکھتے ہوئے بیبیج نے ایک ایسی مشین تیار کرنے کے لیے کام کیا جو 20 اعشاریہ مقامات تک کے اعداد کا حساب لگا سکتی تھی۔ 1830 کی دہائی تک، بیبیج نے ایک ایسی مشین تیار کرنے کا منصوبہ وضع کیا تھا جو ریاضی کی کارروائیوں کو انجام دینے کے لیے پنچڈ کارڈ استعمال کر سکے۔ مشین میموری یونٹس میں نمبروں کو محفوظ کرے گی، اور ترتیب وار کنٹرول کی ایک شکل ہوگی۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ایک آپریشن دوسرے سے پہلے اس طرح کیا جائے گا کہ مشین جواب دے اور ناکام نہ ہو۔ اس مشین کو "تجزیاتی انجن" کے نام سے جانا جانا تھا، جو جدید کمپیوٹر کی پہلی حقیقی نمائندگی تھی۔ اڈا لویلس (آگسٹا اڈا بائرن) کو کمپیوٹر پروگرامنگ کے علمبردار کے طور پر جانا جاتا ہے اور انہیں ریاضیاتی باصلاحیت سمجھا جاتا ہے۔ لویلس نے چارلس بیبیج کے ساتھ اسسٹنٹ کے طور پر کام کرنا شروع کیا جب بیبیج اپنے "تجزیاتی انجن" پر کام کر رہے تھے، جو پہلا مکینیکل کمپیوٹر تھا۔ بیبیج کے ساتھ اپنے کام کے دوران، ایڈا لویلس پہلے کمپیوٹر الگورتھم کی ڈیزائنر بن گئیں، جس میں برنولی نمبروں کا حساب لگانے کی صلاحیت تھی، حالانکہ یہ قابل بحث ہے کیونکہ چارلس پہلے شخص تھے جنہوں نے فرق انجن اور اس کے نتیجے میں اس سے متعلق فرق پر مبنی الگورتھم ڈیزائن کیا، جس سے وہ پہلے کمپیوٹر الگورتھم ڈیزائنر بن گئے۔ مزید برآں، بیبیج کے ساتھ لویلس کے کام کے نتیجے میں اس نے مستقبل کے کمپیوٹرز کے بارے میں پیش گوئی کی کہ وہ نہ صرف ریاضیاتی حسابات انجام دے گی، بلکہ علامتوں میں بھی ہیرا پھیری کرے گی، ریاضیاتی یا نہیں۔ اگرچہ وہ اپنے کام کے نتائج کبھی نہیں دیکھ سکیں، کیونکہ ان کی زندگی میں "تجزیاتی انجن" نہیں بنایا گیا تھا، لیکن 1840 کی دہائی سے شروع ہونے والے بعد کے سالوں میں ان کی کوششوں پر کسی کا دھیان نہیں گیا۔ ابتدائی پوسٹ اینالیٹیکل انجن ڈیزائنز فالونگ بیبیج، اگرچہ پہلے تو وہ اپنے پہلے کام سے بے خبر تھے، لیکن وہ پرسی لڈگیٹ تھے، جو ڈبلن، آئرلینڈ میں مکئی کے ایک تاجر کے کلرک تھے۔ انہوں نے آزادانہ طور پر ایک پروگرام کے قابل مکینیکل کمپیوٹر ڈیزائن کیا، جسے انہوں نے 1909 میں شائع ہونے والے ایک کام میں بیان کیا۔ دو دیگر موجد، لیونارڈو ٹورس کیوڈو اور وینیور بش نے بھی بیبیج کے کام پر مبنی تحقیق کی پیروی کی۔ اپنے ایسسز آن آٹومیٹکس (1914) میں، ٹورس نے ایک تجزیاتی الیکٹرو مکینیکل مشین ڈیزائن کی جسے صرف پڑھنے والے پروگرام کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا تھا اور فلوٹنگ پوائنٹ ریاضی کا خیال متعارف کرایا۔ 1920 میں، آرتھومیٹر کی ایجاد کی 100 ویں سالگرہ منانے کے لیے، اس نے پیرس میں الیکٹرو مکینیکل آرتھومیٹر پیش کیا، جو (ممکنہ طور پر ریموٹ) ٹائپ رائٹر سے منسلک ایک ریاضی یونٹ پر مشتمل تھا، جس پر کمانڈز ٹائپ کیے جا سکتے تھے اور نتائج خود بخود پرنٹ ہو سکتے تھے۔ بش کے مقالے انسٹرومینٹل اینالیسس (1936) میں بیبیج کے ڈیزائن کو نافذ کرنے کے لیے موجودہ آئی بی ایم پنچ کارڈ مشینوں کے استعمال پر تبادلہ خیال کیا گیا۔ اسی سال انہوں نے الیکٹرانک ڈیجیٹل کمپیوٹر کی تعمیر کے مسائل کی تحقیقات کے لیے ریپڈ ارتھمیٹیکل مشین پروجیکٹ شروع کیا۔ چارلس سینڈرز پیئرس اور الیکٹریکل سوئچنگ سرکٹس 1886 کے ایک خط میں، چارلس سینڈرز پیئرس نے بیان کیا کہ الیکٹریکل سوئچنگ سرکٹس کے ذریعے منطقی کارروائیاں کیسے انجام دی جا سکتی ہیں۔ 1880-81 کے دوران انہوں نے دکھایا کہ صرف NOR گیٹس (یا متبادل طور پر صرف NAND گیٹس) کو دیگر تمام منطق گیٹس کے افعال کو دوبارہ پیش کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن اس پر یہ کام 1933 تک غیر شائع تھا۔ پہلا شائع شدہ ثبوت 1913 میں ہنری ایم شیفر نے کیا تھا، لہذا این اے این ڈی منطقی آپریشن کو بعض اوقات شیفر اسٹروک کہا جاتا ہے ؛ منطقی این او آر کو بعض اوقات پیئرس کا تیر کہا جاتا ہے۔ نتیجتا، ان دروازوں کو بعض اوقات عالمگیر منطق کے دروازے کہا جاتا ہے۔ آخر کار، ویکیوم ٹیوبوں نے منطق کی کارروائیوں کے لیے ریلے کی جگہ لے لی۔ لی ڈی فاریسٹ کی 1907 میں فلیمنگ والو کی ترمیم کو منطق گیٹ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لڈوگ وٹگنسٹین نے ٹریکٹاٹس لاجیکو-فلاسفیکس (1921) کی تجویز 5.101 کے طور پر 16 صفوں والی سچائی میز کا ایک ورژن متعارف کرایا۔ اتفاق سرکٹ کے موجد والتھر بوتھے کو 1924 میں پہلے جدید الیکٹرانک اینڈ گیٹ کے لیے 1954 کے طبیعیات کے نوبل انعام کا حصہ ملا۔ کونراڈ زوس نے اپنے کمپیوٹر زیڈ 1 (1935 سے 1938 تک) کے لیے الیکٹرو مکینیکل منطق گیٹس ڈیزائن اور بنائے۔ 1930 کی دہائی تک اور اس کے دوران، الیکٹریکل انجینئرز ریاضیاتی اور منطق کے مسائل کو حل کرنے کے لیے الیکٹرانک سرکٹس بنانے کے قابل تھے، لیکن زیادہ تر نے ایسا ایڈہاک انداز میں کیا، جس میں کوئی نظریاتی سختی نہیں تھی۔ یہ 1930 کی دہائی میں سوئچنگ سرکٹ تھیوری کے ساتھ بدل گیا۔ 1934 سے 1936 تک، اکیرا ناکاشیما، کلاڈ شینن، اور وکٹر شیٹاکوف نے مقالے کا ایک سلسلہ شائع کیا جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ دو قدر والے بولین الجبرا، سوئچنگ سرکٹس کے عمل کو بیان کر سکتے ہیں۔ منطق کرنے کے لیے برقی سوئچ کی خصوصیات کو استعمال کرنے کا یہ تصور بنیادی تصور ہے جو تمام الیکٹرانک ڈیجیٹل کمپیوٹرز کی بنیاد ہے۔ سوئچنگ سرکٹ تھیوری نے جدید ٹیکنالوجی کے تقریبا تمام شعبوں میں ڈیجیٹل سسٹم ڈیزائن کے لیے ریاضیاتی بنیادیں اور اوزار فراہم کیے۔ انڈرگریجویٹ فلاسفی کی کلاس لیتے وقت، شینن کو بول کے کام سے آگاہ کیا گیا تھا، اور اس نے تسلیم کیا تھا کہ اس کا استعمال منطق کے مسائل کو حل کرنے کے لیے الیکٹرو مکینیکل ریلے (پھر ٹیلی فون روٹنگ سوئچ میں استعمال کیا جاتا ہے) کو ترتیب دینے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ ان کا مقالہ عملی ڈیجیٹل سرکٹ ڈیزائن کی بنیاد بن گیا جب یہ دوسری جنگ عظیم کے دوران اور اس کے بعد الیکٹریکل انجینئرنگ کمیونٹی میں بڑے پیمانے پر مشہور ہوا۔ ایلن ٹورنگ اور ٹورنگ مشین 1920 کی دہائی سے پہلے، کمپیوٹر (بعض اوقات کمپیوٹر) انسانی کلرک تھے جو حسابات انجام دیتے تھے۔ وہ عام طور پر ایک طبیعیات دان کی قیادت میں ہوتے تھے۔ تجارت، حکومت اور تحقیقی اداروں میں ہزاروں کمپیوٹر استعمال کیے گئے۔ انسانی کمپیوٹر کے طور پر کام کرنے والے ان کلرکوں میں سے بہت سی خواتین تھیں۔ کچھ نے کیلنڈروں کے لیے فلکیاتی حسابات انجام دیے، دوسرے فوج کے لیے بیلسٹک ٹیبل۔ 1920 کی دہائی کے بعد، اظہار کمپیوٹنگ مشین کسی بھی مشین کا حوالہ دیتی ہے جو انسانی کمپیوٹر کا کام انجام دیتی ہے، خاص طور پر وہ جو چرچ ٹورنگ تھیسس کے موثر طریقوں کے مطابق ہوتی ہے۔ مقالہ میں کہا گیا ہے کہ ایک ریاضیاتی طریقہ کار مؤثر ہے اگر اسے ان ہدایات کی فہرست کے طور پر ترتیب دیا جا سکے جن کی پیروی کاغذ اور پنسل کے ساتھ ایک انسانی کلرک کر سکتا ہے، جب تک کہ ضروری ہو، اور آسانی یا بصیرت کے بغیر۔ مسلسل اقدار کے ساتھ گنتی کرنے والی مشینیں اینالاگ قسم کے نام سے مشہور ہو گئیں۔ انہوں نے ایسی مشینری کا استعمال کیا جو مسلسل عددی مقدار کی نمائندگی کرتی تھی، جیسے شافٹ کی گردش کا زاویہ یا برقی صلاحیت میں فرق۔ ڈیجیٹل مشینری، ینالاگ کے برعکس، عددی قدر کی حالت پیش کرنے اور ہر انفرادی ہندسے کو ذخیرہ کرنے کے قابل تھی۔ ڈیجیٹل مشینری تیز میموری آلات کی ایجاد سے پہلے مختلف انجنوں یا ریلے کا استعمال کرتی تھی۔ 1940 کی دہائی کے آخر میں الیکٹرانک ڈیجیٹل مشینری کے آغاز کے ساتھ ہی لفظ کمپیوٹنگ مشین نے آہستہ آہستہ صرف کمپیوٹر کو راستہ دیا۔ یہ کمپیوٹر ان حسابات کو انجام دینے کے قابل تھے جو پچھلے انسانی کلرکوں نے انجام دیے تھے۔ چونکہ ڈیجیٹل مشینوں کے ذریعہ ذخیرہ کردہ اقدار اینالاگ ڈیوائسز جیسی جسمانی خصوصیات سے منسلک نہیں تھیں، اس لیے ڈیجیٹل آلات پر مبنی ایک منطقی کمپیوٹر کچھ بھی کرنے کے قابل تھا جسے "خالص طور پر مکینیکل" بیان کیا جا سکتا تھا۔ نظریاتی ٹورنگ مشین، جسے ایلن ٹورنگ نے تخلیق کیا ہے، ایک فرضی آلہ ہے جسے اس طرح کے ہارڈ ویئر کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے نظریہ بنایا گیا ہے۔ جدید کمپیوٹر سائنس کی ریاضیاتی بنیادیں کرٹ گوڈل نے اپنے نامکمل نظریہ (1931) کے ساتھ رکھنا شروع کیں۔ اس نظریہ میں، اس نے دکھایا کہ رسمی نظام کے اندر جو ثابت اور غلط ثابت کیا جا سکتا ہے اس کی حدود موجود ہیں۔ اس کی وجہ سے گوڈل اور دیگر افراد نے ان رسمی نظاموں کی وضاحت اور وضاحت کرنے کے لیے کام کیا، جس میں میو-ریکرسو افعال اور لیمبڈا-ڈیفینیبل افعال جیسے تصورات شامل ہیں۔ 1936 میں ایلن ٹورنگ اور الونزو چرچ نے آزادانہ طور پر، اور ساتھ ہی مل کر، ایک الگورتھم کی رسمی شکل کو متعارف کرایا، جس میں اس بات کی حدود تھیں کہ کیا شمار کیا جا سکتا ہے، اور کمپیوٹنگ کے لیے ایک "خالص میکانی" ماڈل۔ یہ چرچ ٹورنگ کا مقالہ بن گیا، جو مکینیکل حساب کتاب کے آلات، جیسے الیکٹرانک کمپیوٹرز کی نوعیت کے بارے میں ایک مفروضہ ہے۔ مقالہ میں کہا گیا ہے کہ کوئی بھی ممکن حساب کمپیوٹر پر چلنے والے الگورتھم کے ذریعے انجام دیا جا سکتا ہے، بشرطیکہ کافی وقت اور اسٹوریج کی جگہ دستیاب ہو۔ 1936 میں، ایلن ٹورنگ نے ٹورنگ مشینوں پر اپنا بنیادی کام بھی شائع کیا، جو ایک تجریدی ڈیجیٹل کمپیوٹنگ مشین ہے جسے اب صرف یونیورسل ٹورنگ مشین کہا جاتا ہے۔ اس مشین نے جدید کمپیوٹر کا اصول ایجاد کیا اور یہ ذخیرہ شدہ پروگرام کے تصور کی جائے پیدائش تھی جو تقریبا تمام جدید دور کے کمپیوٹر استعمال کرتے ہیں۔ یہ فرضی مشینیں رسمی طور پر ریاضیاتی طور پر اس بات کا تعین کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی تھیں کہ کمپیوٹنگ کی صلاحیت کی حدود کو مدنظر رکھتے ہوئے کیا شمار کیا جا سکتا ہے۔ اگر ٹورنگ مشین اس کام کو مکمل کر سکتی ہے، تو اسے ٹورنگ کمپیوٹیبل سمجھا جاتا ہے۔ لاس الاموس کے طبیعیات دان اسٹینلے فرینکل نے ٹورنگ کے 1936 کے مقالے کی بنیادی اہمیت کے بارے میں جان وان نیومن کے نقطہ نظر کو ایک خط میں بیان کیا ہے: ابتدائی کمپیوٹر ہارڈ ویئر دنیا کا پہلا الیکٹرانک ڈیجیٹل کمپیوٹر، اٹاناسوف-بیری کمپیوٹر، 1939 سے 1942 تک آئیووا اسٹیٹ کیمپس میں طبیعیات اور ریاضی کے پروفیسر جان وی اٹاناسوف اور انجینئرنگ گریجویٹ طالب علم کلفورڈ بیری نے بنایا تھا۔ 1941 میں، کونراڈ زوس نے دنیا کا پہلا فنکشنل پروگرام کنٹرول کمپیوٹر، زیڈ 3 تیار کیا۔ 1998 میں، اسے اصولی طور پر ٹورنگ سے مکمل دکھایا گیا۔ زوس نے ایس 2 کمپیوٹنگ مشین بھی تیار کی، جسے پہلا پروسیس کنٹرول کمپیوٹر سمجھا جاتا ہے۔ انہوں نے 1941 میں ابتدائی کمپیوٹر کاروباروں میں سے ایک کی بنیاد رکھی، جس نے زیڈ 4 تیار کیا، جو دنیا کا پہلا تجارتی کمپیوٹر بن گیا۔ 1946 میں، اس نے پہلی اعلی سطحی پروگرامنگ زبان، پلانکلکل ڈیزائن کی۔ 1948 میں، مانچسٹر بیبی مکمل ہوا۔ یہ دنیا کا پہلا الیکٹرانک ڈیجیٹل کمپیوٹر تھا جس نے تقریبا تمام جدید کمپیوٹرز کی طرح اپنی میموری میں محفوظ کردہ پروگرام چلائے۔ ٹورنگ مشینوں پر ٹورنگ کے 1936 کے بنیادی مقالے کے میکس نیومین پر اثر اور اس منصوبے میں ان کی منطقی ریاضی کی شراکت، دونوں بیبی کی کامیاب نشوونما کے لیے اہم تھے۔ 1950 میں، برطانیہ کی نیشنل فزیکل لیبارٹری نے ٹورنگ کے فلسفے پر مبنی ایک چھوٹے پیمانے کا پروگرام کے قابل کمپیوٹر، پائلٹ اے سی ای مکمل کیا۔ 1 میگاہرٹز کی آپریٹنگ رفتار کے ساتھ، پائلٹ ماڈل اے سی ای کچھ وقت کے لیے دنیا کا تیز ترین کمپیوٹر تھا۔ اے سی ای کے لیے ٹورنگ کے ڈیزائن میں آج کے آر آئی ایس سی آرکیٹیکچرز کے ساتھ بہت کچھ مشترک تھا اور اس میں تقریبا اتنی ہی صلاحیت کی تیز رفتار میموری کی ضرورت تھی جتنی کہ ابتدائی میکنٹوش کمپیوٹر کی تھی، جو اس کے دور کے معیارات کے لحاظ سے بہت زیادہ تھی۔ اگر ٹورنگ کا اے سی ای منصوبہ بندی کے مطابق اور مکمل طور پر بنایا گیا ہوتا، تو یہ دوسرے ابتدائی کمپیوٹرز سے مختلف لیگ میں ہوتا۔ پہلا اصل کمپیوٹر بگ ایک کیڑا تھا۔ یہ ہارورڈ مارک II پر ریلے کے درمیان پھنس گیا تھا۔ اگرچہ 'بگ' کی اصطلاح کی ایجاد کو اکثر لیکن غلطی سے امریکی بحریہ میں مستقبل کے ریئر ایڈمرل گریس ہاپر سے منسوب کیا جاتا ہے، جس نے مبینہ طور پر 9 ستمبر 1945 کو "بگ" کو لاگ ان کیا تھا، لیکن زیادہ تر دیگر اکاؤنٹس کم از کم ان تفصیلات سے متصادم ہیں۔ ان اکاؤنٹس کے مطابق، اصل تاریخ 9 ستمبر 1947 تھی جب آپریٹرز نے یہ 'واقعہ' درج کیا-اس کے ساتھ کیڑا اور اشارہ "بگ کا پہلا اصل کیس مل رہا ہے" (تفصیلات کے لیے سافٹ ویئر بگ دیکھیں)۔ شینن اور انفارمیشن تھیوری کلاڈ شینن نے اپنے 1948 کے مقالے کے ساتھ انفارمیشن تھیوری کا میدان تلاش کیا جس کا عنوان اے میتھمیٹیکل تھیوری آف کمیونیکیشن تھا، جس نے اس مسئلے پر امکانی نظریہ کا اطلاق کیا کہ بھیجنے والا جس معلومات کو منتقل کرنا چاہتا ہے اسے بہترین طریقے سے انکوڈ کیسے کیا جائے۔ یہ کام ڈیٹا کمپریشن اور کرپٹوگرافی سمیت مطالعہ کے بہت سے شعبوں کے لیے نظریاتی بنیادوں میں سے ایک ہے۔ وینر اور سائبرنیٹکس طیارہ شکن نظاموں کے تجربات سے جو دشمن کے طیاروں کا پتہ لگانے کے لیے ریڈار کی تصاویر کی تشریح کرتے ہیں، نوربرٹ وینر نے سائبرنیٹکس کی اصطلاح یونانی لفظ "اسٹیر مین" سے تیار کی۔ انہوں نے 1948 میں "سائبرنیٹکس" شائع کیا، جس نے مصنوعی ذہانت کو متاثر کیا۔ وینر نے دماغی لہروں کے اپنے تجزیے کے ساتھ کمپیوٹیشن، کمپیوٹنگ مشینری، میموری ڈیوائسز، اور دیگر علمی مماثلتوں کا بھی موازنہ کیا۔ جان وان نیومن اور وان نیومن فن تعمیر 1946 میں کمپیوٹر فن تعمیر کا ایک ماڈل متعارف کرایا گیا اور اسے وان نیومن فن تعمیر کے نام سے جانا جانے لگا۔ 1950 کے بعد سے، وان نیومن ماڈل نے بعد کے کمپیوٹر ڈیزائنوں میں یکسانیت فراہم کی۔ وان نیومن فن تعمیر کو جدید سمجھا جاتا تھا کیونکہ اس نے مشین کی ہدایات اور ڈیٹا کو میموری کی جگہ بانٹنے کی اجازت دینے کا خیال متعارف کرایا تھا۔ وان نیومن ماڈل تین بڑے حصوں پر مشتمل ہے، ریاضی منطق یونٹ (ALU)، میموری، اور انسٹرکشن پروسیسنگ یونٹ (IPU)۔ وان نیومن مشین ڈیزائن میں، آئی پی یو پتے میموری کو منتقل کرتا ہے، اور میموری، بدلے میں، یا تو آئی پی یو کو واپس بھیج دی جاتی ہے اگر کوئی ہدایت لائی جا رہی ہے یا اگر ڈیٹا لایا جا رہا ہے تو اے ایل یو کو۔ وان نیومن کا مشین ڈیزائن آر آئی ایس سی (ریڈیوزڈ انسٹرکشن سیٹ کمپیوٹنگ) فن تعمیر کا استعمال کرتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ انسٹرکشن سیٹ تمام کاموں کو انجام دینے کے لیے کل 21 ہدایات کا استعمال کرتا ہے۔ (یہ سی آئی ایس سی، پیچیدہ انسٹرکشن سیٹ کمپیوٹنگ، انسٹرکشن سیٹوں کے برعکس ہے جن میں مزید ہدایات ہوتی ہیں جن میں سے انتخاب کرنا ہے۔) وان نیومن فن تعمیر کے ساتھ، مرکزی میموری کے ساتھ ساتھ جمع کرنے والا (وہ رجسٹر جو منطقی کارروائیوں کا نتیجہ رکھتا ہے) وہ دو یادیں ہیں جن سے خطاب کیا جاتا ہے۔ آپریشنز کو سادہ ریاضی کے طور پر انجام دیا جا سکتا ہے (یہ اے ایل یو کے ذریعے انجام دیے جاتے ہیں اور ان میں اضافہ، گھٹاؤ، ضرب اور تقسیم شامل ہیں)، مشروط شاخیں (یہ اب زیادہ عام طور پر بیانات یا وائل لوپس کے طور پر دیکھی جاتی ہیں۔ شاخیں بیانات پر جانے کے طور پر کام کرتی ہیں)، اور مشین کے مختلف اجزاء کے درمیان منطقی حرکتیں، یعنی جمع کرنے والے سے میموری کی طرف یا اس کے برعکس۔ وان نیومن فن تعمیر حصوں اور ہدایات کو ڈیٹا ٹائپ کے طور پر قبول کرتا ہے۔ آخر میں، جیسا کہ وان نیومن فن تعمیر ایک سادہ فن تعمیر ہے، اس کا رجسٹر مینجمنٹ بھی آسان ہے۔ فن تعمیر حاصل کردہ ڈیٹا اور ہدایات میں ہیرا پھیری اور تشریح کرنے کے لیے سات رجسٹروں کا ایک مجموعہ استعمال کرتا ہے۔ ان رجسٹروں میں "آئی آر" (انسٹرکشن رجسٹر)، "آئی بی آر" (انسٹرکشن بفر رجسٹر)، "ایم کیو" (ملٹی پلیئر کوشینٹ رجسٹر)، "ایم اے آر" (میموری ایڈریس رجسٹر)، اور "ایم ڈی آر" (میموری ڈیٹا رجسٹر) شامل ہیں۔ فن تعمیر ایک پروگرام کاؤنٹر ("پی سی") کا بھی استعمال کرتا ہے تاکہ اس بات پر نظر رکھی جا سکے کہ مشین پروگرام میں کہاں ہے۔ جان میکارتھی، مارون منسکی اور مصنوعی ذہانت مصنوعی ذہانت کی اصطلاح کو جان میکارتھی نے اس تحقیق کی وضاحت کرنے کا سہرا دیا تھا جو وہ ڈارٹماؤتھ سمر ریسرچ کی تجویز کے لیے کر رہے تھے۔ مصنوعی ذہانت کا نام رکھنے سے کمپیوٹر سائنس میں ایک نئے شعبے کی پیدائش بھی ہوئی۔ 31 اگست 1955 کو جان میکارتھی، مارون ایل منسکی، ناتھنیل روچیسٹر، اور کلاڈ ای شینن پر مشتمل ایک تحقیقی منصوبے کی تجویز پیش کی گئی۔ سرکاری منصوبہ 1956 میں شروع ہوا جس میں کئی اہم حصے شامل تھے جو ان کے خیال میں مصنوعی ذہانت کے میک اپ کو بہتر طور پر سمجھنے میں ان کی مدد کریں گے۔ خودکار کمپیوٹر کے پیچھے میکارتھی اور ان کے ساتھیوں کے خیالات یہ تھے کہ ایک مشین کسی کام کو مکمل کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے، پھر مطلوبہ نتائج کو انجام دینے کے لیے ایک پروگرام مرتب کرکے کمپیوٹر کے ساتھ اس کی تصدیق کی جانی چاہیے۔ انہوں نے یہ بھی دریافت کیا کہ انسانی دماغ نقل کرنے کے لیے بہت پیچیدہ تھا، خود مشین کے ذریعے نہیں بلکہ پروگرام کے ذریعے۔ جدید ترین پروگرام تیار کرنے کا علم ابھی تک موجود نہیں تھا۔ اس کے پیچھے تصور یہ تھا کہ انسان ہماری اپنی زبان اور ساخت کو کیسے سمجھتے ہیں کہ ہم جملے کیسے بناتے ہیں، مختلف معنی اور اصول سیٹ دیتے ہیں اور ان کا موازنہ مشین کے عمل سے کرتے ہیں۔ جس طرح سے کمپیوٹر سمجھ سکتے ہیں وہ ہارڈ ویئر کی سطح پر ہے۔ یہ زبان بائنری (1s اور 0) میں لکھی جاتی ہے۔ اسے ایک مخصوص شکل میں لکھنا پڑتا ہے جو کمپیوٹر کو کسی خاص ہارڈ ویئر کے ٹکڑے کو چلانے کے لیے قواعد فراہم کرتا ہے۔ منسکی کے عمل نے اس بات کا تعین کیا کہ ان مصنوعی عصبی نیٹ ورکس کو انسانی دماغ سے ملتی جلتی خصوصیات کے لیے کیسے ترتیب دیا جا سکتا ہے۔ تاہم، وہ صرف جزوی نتائج دے سکے اور انہیں اس خیال پر مزید تحقیق کرنے کی ضرورت تھی۔ اس نظریہ کے پیچھے میکارتھی اور شینن کا خیال ریاضیاتی نظریہ اور حسابات کے ذریعے مشین کی کارکردگی کا تعین اور پیمائش کرنے کے لیے پیچیدہ مسائل کو استعمال کرنے کا ایک طریقہ تیار کرنا تھا۔ تاہم، انہیں صرف جزوی ٹیسٹ کے نتائج موصول ہونے تھے۔ خود کو بہتر بنانے کے پیچھے خیال یہ ہے کہ کس طرح ایک مشین خود کو ہوشیار بنانے کے لیے خود کو تبدیل کرنے والے کوڈ کا استعمال کرے گی۔ اس سے مشین کو ذہانت میں اضافہ کرنے اور حساب کی رفتار میں اضافہ کرنے میں مدد ملے گی۔ گروپ کا خیال تھا کہ وہ اس کا مطالعہ کر سکتے ہیں اگر کوئی مشین ان کی تحقیق کے خلاصہ حصے میں کسی کام کو مکمل کرنے کے عمل کو بہتر بنا سکے۔ گروپ نے سوچا کہ اس زمرے میں تحقیق کو چھوٹے گروپوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یہ مصنوعی ذہانت کے بارے میں حسی اور معلومات کی دیگر شکلوں پر مشتمل ہوگا۔ کمپیوٹر سائنس میں خلاصہ ریاضی اور پروگرامنگ زبان کا حوالہ دے سکتا ہے۔ کمپیوٹیشنل تخلیقی صلاحیتوں کے بارے میں ان کا خیال یہ ہے کہ پروگرام یا مشین کو انسانی سوچ کے یکساں طریقوں سے کیسے دیکھا جا سکتا ہے۔ وہ دیکھنا چاہتے تھے کہ آیا کوئی مشین نامکمل معلومات کا ایک ٹکڑا لے سکتی ہے اور گمشدہ تفصیلات کو پر کرنے کے لیے اس میں بہتری لا سکتی ہے جیسا کہ انسانی دماغ کر سکتا ہے۔ اگر یہ مشین ایسا کر سکتی تو انہیں یہ سوچنے کی ضرورت تھی کہ مشین نے نتیجہ کا تعین کیسے کیا۔ یہ بھی دیکھیں کمپیوٹر میوزیم کمپیوٹر ٹرم ایٹمیولوجیز کی فہرست، کمپیوٹر سائنس کے الفاظ کی ابتداء کمپیوٹر سائنس کے علمبرداروں کی فہرست کمپیوٹنگ ہارڈ ویئر کی تاریخ سافٹ ویئر کی تاریخ ذاتی کمپیوٹرز کی تاریخ الگورتھم کی ٹائم لائن کمپیوٹنگ میں خواتین کی ٹائم لائن 2020-موجودہ حوالہ جات ذرائع مزید پڑھنے کاک، سبھاش: قدیم ہندوستان میں کمپیوٹنگ سائنس ؛ منشی رام منوہر لال پبلشرز پرائیویٹ لمیٹڈ۔ لمیٹڈ (2001) کمپیوٹر سائنس کی ترقی: ایک سماجی ثقافتی نقطہ نظر میٹی ٹیڈر کی پی ایچ ڈی تھیسس، یونیورسٹی آف جوئنسو (2006) بیرونی روابط کمپیوٹر ہسٹری میوزیم کمپیوٹرز: ماضی سے لے کر حال تک نیول ہسٹری اینڈ ہیریٹیج کمانڈ فوٹو آرکائیوز میں پہلا "کمپیوٹر بگ"۔ بٹسیورس، 1950، 1960، 1970 اور 1980 کی دہائی کے منی کمپیوٹرز اور مین فریموں سے تاریخی کمپیوٹر سافٹ ویئر اور دستی کو پکڑنے، بچانے اور آرکائیو کرنے کی کوشش زبانی تاریخ انٹرویو کمپیوٹر سائنس کمپیوٹنگ کی تاریخ