संगणक : स्मरणशक्ती आणि साठवण

एबीसी, एनिअ‍ॅक, कलोसस या आधीच उल्लेख केलेल्या संगणकांच्या पहिल्या पिढीच्या संगणकांमध्ये इलेक्ट्रॉनिक व्हॅक्युम ट्यूब्जचा वापर होत असे. यांचा काळ ढोबळमानाने चाळीसच्या दशकाच्या मध्यापासून पन्नासच्या दशकाच्या अंतापर्यंतच. या पहिल्या पिढीने संगणकाला अधिकाधिक स्वतंत्र, वेगवान आणि सक्षम बनवण्याच्या दृष्टीने झालेल्या तांत्रिक प्रगतीमध्ये  मूलभूत पातळीवर बरीच भर घातली. आजच्या मॅनेजमेंटच्या भाषेत सांगायचे तर संगणकाची Horizontal Technical Growth अथवा पाया वाढवण्याचे काम या पिढीने केले. या पिढीत तयार झालेल्या संगणकाचाच आराखडा पुढच्या पिढ्यांनी वापरला आणि त्या पायावर पुढची इमारत उभी करुन त्याची व्याप्ती वाढवत नेली.

प्रसिद्ध ब्रिटिश गणिती पॉल व्हॉन न्यूमन याने ’फर्स्ट ड्राफ्ट रिपोर्ट ऑन EDVAC’  या नावाने लिहिलेल्या रिपोर्टमध्ये अर्वाचीन संगणकाचा पहिला आराखडा अंतर्भूत केला होता. ज्याला पुढे ’व्हॉन न्यूमन आराखडा’ असेच म्हटले जाऊ लागले. हा त्यापुढील बहुतेक संगणकांचा आधार बनला. त्याच्या आधारे हा EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) केंब्रिज विद्यापीठातील गणिती मॉरिस विल्किस या गणिती-संगणकतज्ज्ञाने तयार केला. ’बेबी’ या नावाने संगणकावरील पहिला ग्राफिकल गेम या EDSAC मध्येच विकसित केला गेला, आणि रुक्ष गणिती आकडेमोडीपलीकडे, मनोरंजनाच्या क्षेत्रात संगणकाने पहिले पाऊल टाकले. केवळ संशोधक, अभ्यासक अथवा मोठ्या संस्था यांच्याच उपयोगाच्या असलेल्या संगणकामध्ये सर्वसामान्य माणसाला वापर करता येईल, असे काहीतरी प्रथमच निर्माण झाले.

दरम्यान ’कॉनरॅड झ्यूस’ने आपल्या झेड-१ वर संशोधन आणि सुधारणा करणे चालू ठेवले होते. याच्या तिसर्‍या पिढीतील संगणक झेड-४ हा  त्याने एडवर्ड स्टायफेल या स्विस गणिततज्ज्ञाला विकला. यापूर्वीचे संगणक हे ’कमिशन केलेले’ म्हणजे मागणीनुसार बनवून दिलेले असत. आधी तयार केलेला, ग्राहकाच्या मागणीनुसार न बनवलेला हा पहिलाच संगणक. याबरोबरच संगणकाचा ’उत्पादन आणि विक्री योग्य वस्तूं’च्या यादीत प्रवेश झाला. संगणक आता ’क्रयवस्तू’ झाला. संगणकाचे आता व्यावसायिक उत्पादन होऊ लागले. झ्यूसपाठोपाठच ’होलेरिथ’च्या ’आयबीएम’ने ७०१ हा आपला पहिला व्यावसायिक संगणक बाजारात आणला. हा संगणक प्रत्येक सेकंदाला दोन हजारहून अधिक मूलभूत आकडेमोडींची गणिते करू शकत असे. पुढल्या काही वर्षांत अशा सुमारे २० हजार संगणक संचाची विक्री आयबीएमने केली.

एखर्ट-मॉक्ली यांच्या ईएमसीसी’ने विकसित केलेल्या UNIVAC या संगणकांच्या सीरिजमध्ये प्रथमच सोडवण्याचा प्रॉब्लेम, संगणकीय प्रोग्राम स्वरूपात त्याची गणिती रीत ही पंच कार्ड्सवरुन वाचून संगणकातच साठवून ठेवण्यासाठी सोय करून देण्यात आली. माणसाप्रमाणेच माणसाने वापरण्याच्या संगणकाला आता ’स्मरणशक्ती’ मिळाली. UNIVACच्या पाठोपाठच अमेरिकेतील एमआयटी या तंत्रज्ञानातील संशोधनासाठी आजही अग्रगण्य मानल्या गेलेल्या संस्थेने अमेरिकन नौदलासाठी व्हर्लविंड मशीन (Whirlwind Machine) हा संगणक विकसित केला. या संशोधनादरम्यान मॅग्नेटिक कोअर मेमरी हे उपकरण वापरण्यास सुरुवात झाली. यातील प्रत्येक ’कोअर’वर एक बिट (० किंवा १) साठवला जात असे. ही आजच्या संगणकातील RAM (Random Access Memory)ची जननी होती.

’व्हर्लविंड मशीन’ने निव्वळ अंक आणि मुळाक्षरांपलिकडे जाऊन ’रिअल टाईम ग्राफिक्स’ तंत्राचा वापर सुरू केला. आज मायक्रोसॉफ्ट कंपनीच्या विंडोज, लिनक्स-सह युनिक्सचे सारे भाईबंद, अ‍ॅपलची आय-ओएस यांच्याशी वापरकर्त्याने साधण्याच्या संवादाचे माध्यम म्हणून आपला संगणक पडद्यावर जे दाखवतो त्याला ग्राफिक्स यूजर इंटरफेस (जीयूआय) म्हटले जाते. त्याचा पाया म्हणजे हे तंत्र. नव्वदोत्तरी पिढीला ’मग याशिवाय संगणकाचा वापर कसा करत येईल?’ असा प्रश्न पडावा इतका याचा आपल्याला सराव झाला आहे. त्यापूर्वीचा Text Interface म्हणजे केवळ आकडे वा मुळाक्षरे यांच्यामार्फत संगणकाला आज्ञा पुरवणॆ सरत्या शतकाबरोबरच अस्तंगत झाले आहे.

याशिवाय एकाच वेळी दोन गणिते करण्याचे तंत्र (Parallel computation अथवा समांतर कार्यप्रणाली) यातच प्रथम विकसित करण्यात आले आणि ’व्हर्लविंड-२’ हा या पिढीचा दुसरा संगणक तयार करण्यात आला. अमेरिकेच्या हवाई- दलासाठी अनेक रेडार्सच्या मदतीने उभ्या करण्यात आलेल्या सेज (SAGE) या हवाई-सरंक्षण प्रणालीचे या संगणकाच्या आधारे केले जाऊ लागले. (हा पुरा प्रोजेक्ट पुढे १९८० पर्यंत कार्यरत होता. मि. स्ट्रेंजलव्ह आणि कलोसस सारख्या प्रसिद्ध चित्रपटांमध्ये याचा उल्लेख आलेला आहे.) संगणकाची वाटचाल अशी सैन्यदले आणि विध्वंसाची हत्यारे तयार करणार्‍यांच्या हातात हात घालूनच पुढे चालली होती. हा सारा युद्धोत्तर काळ होता. दुस‍ऱ्या महायुद्धात तंत्रज्ञानाने गाजवलेले वर्चस्व (विमाने, यू-बोटी, रेडार्स आणि सर्वात कडी म्हणजे अणुबॉम्ब) यांच्यामुळे सैन्यदलांना तंत्रज्ञान विकासाचे महत्त्व पुरेपूर पटले होते. दुसरे असे की अशा प्रकारच्या तंत्रज्ञान विकासासाठी लागणारे भांडवल पुरवण्याची क्षमता त्यांच्याकडेच अधिक होती. आणि त्यामुळे संगणकाच्या पहिल्या दोन ते तीन पिढ्या या प्रामुख्याने सैन्यदलांसाठीच राबत होत्या.

UNIVACमध्ये वापरलेली मॅग्नेटिक कोअर मेमरी हे आजच्या रॅमचे आद्यरूप मानले जाते. पण पंच-कार्डवरुन उतरवून घेतलेली माहिती साठवणे इतकेच काम ही मेमरी करू शकत होती. स्वतंत्रपणे काही कार्य करण्याची क्षमता अथवा ’बुद्धी’ तिच्यात नव्हती. आजच्या आपल्या संगणकात असलेली RAM (Random Access Memory) ही केवळ स्मरणशक्ती नव्हे, तर ती गणिते सोडवण्याचे मेंदूचे कामही करू शकते.

पण ही तात्पुरती सोय होती. जोवर संगणक चालू असेल तोवरच हा प्रोग्राम या मेमरीमध्ये राहू शकत होता. बंद करून चालू केलेल्या संगणकाला पुन्हा एकवार पंच-कार्ड्स मार्फत आवश्यक माहिती पुरवणे आवश्यक होते. ही केवळ तात्पुरती स्मरणकुपी म्हणूनच काम करत होती. मॅग्नेटिक कोअर मेमरीमध्ये साठवलेली माहिती वाचण्याचे तंत्रच असे होते की, त्यामुळे साठवलेली माहिती पुसली जात असे. त्यामुळे एकच समस्या थोड्या बदलासह पुन्हा पुन्हा तपासून पाहण्याचे काम जिकीरीचे होत होते. त्यामुळे ही माहिती वापरकर्त्याला हवे असेपर्यंत संगणकातच साठवून ठेवण्याची गरज निर्माण झाली.

UNIVACच्या पूर्वी एबीसी संगणकात यासाठी ’ड्रम मेमरी’ हे उपकरण माहितीच्या तात्पुरती साठवण करण्यास वापरले जात असे. याच उपकरणाचा वापर पुढे आजच्या हार्ड-डिस्कसारखा, म्हणजे संगणक बंद केल्यावरही पुसल्या न जाणार्‍या साठवणूक उपकरणासारखा केला जाऊ लागला. पन्नासच्या दशकात आयबीएम संगणकांनी प्रथमच हार्ड-डिस्कचा वापर सुरू केला. या हार्ड-डिस्क- किंवा केवळ डिस्क म्हणू – आणि RAM यांच्यात दोन मूलभूत फरक. एक आधीच म्हटल्याप्रमाणे RAM मध्ये साठवलेली माहिती ही तात्पुरत्या स्वरुपाची असते, संगणक बंद केल्यावर ती पुसली जाते तर डिस्कवरची माहिती ही संगणक पुन्हा सुरू केल्यावरही जशीच्या तशी उपलब्ध असते. पण दुसरा महत्त्वाचा फरक हा की RAM हा संगणकाचा अविभाज्य भाग आहे, डिस्कचे तसे नाही. अन्य इनपुट अथवा साठवणुकीच्या माध्यमांपैकी एक एवढीच तिची भूमिका आहे. पुढे संगणक जाळे निर्माण झाले तेव्हा डिस्क-विरहित संगणकांचा – ज्यांना dumb terminal म्हटले जात असे- वापर केला गेला आहे.

पण जेव्हा संगणक जाळे नव्हते तेव्हाही फ्लॉपी-डिस्क या मॅग्नेटिक तंत्रावरच आधारलेल्या पातळ फिल्म-स्वरुपातील उपकरणावर माहिती साठवली जात असे. या फ्लॉपीज जरी पंच-कार्डप्रमाणॆ काम करत असल्या, तरी त्या निव्वळ संगणकाला माहिती पुरवण्याचेच नव्हे तर त्यातून निर्माण झालेल्या माहितीची साठवणूक करण्याचे दुहेरी काम करत होत्या. केवळ त्यातील माहिती हवी तेव्हाच त्या संगणकाशी जोडणे आवश्यक होते. त्यामुळे या फ्लॉपीज स्वतंत्रपणे सांभाळता येत होत्या. तसेच एका ठिकाणाहून दुसर्‍या ठिकाणी, एका व्यक्तीकडून दुसर्‍या व्यक्तिकडे हस्तांतरित करता येत होत्या. यामुळे संगणकाला उपयुक्त अथवा त्यातून निर्माण झालेल्या माहितीचे आदान-प्रदान सोयीचे झाले. पुढे याच तंत्राचा विकास आणि बदल करून ROM (Read Only Memory) चा वापर सुरू झाला आणि सीडीज् वापरात आल्या. यातून पुरवलेल्या माहितीचा वापर करता येत असे, परंतु ज्याने ती माहिती निर्माण केली ती व्यक्ती/संस्था वगळता इतर वापरकर्त्यांना त्यात बदल करणे शक्य होत नव्हते. संगणकाने माणसाचा ’माहिती-स्वामित्व हक्क’ राखण्यासाठी ही पहिली तिजोरी तयार केली.

डॉ. मंदार काळे, संख्याशास्त्रज्ञ व संगणकतज्ज्ञ आहेत.