संगणकाचे नट आणि बोल्ट्स

संगणकाच्या पहिल्या पिढीत वापरल्या जाणाऱ्या व्हॅक्युम ट्यूब्ज काचेच्या असल्याने नाजूक होत्या. शिवाय विशिष्ट तापमान गाठेपर्यंत त्या अपेक्षित काम करत नसल्याने पूर्णपणे कार्यप्रवण होण्यास लागणारा वेळ आणि त्यातून निर्माण होणारी उष्णता ही दुसरी डोकेदुखी होती. त्यांचा आकार मोठा असल्याने त्या वापरून तयार केलेल्या संगणकांचा आकारही साधारण एक लहान खोली भरेल इतका मोठा असे. या आणि इतरही काही कारणांमुळे त्यांना पर्याय शोधणे आवश्यक बनले होते.

१९४०च्या दशकाच्या अखेरीस प्रसिद्ध ‘बेल लॅबोरेटरीज’मध्ये विल्यम शॉक्ली यांच्या नेतृत्वाखाली जॉन बार्दिन आणि वॉल्टर ब्रॅटन यांनी पहिला ट्रॅन्झिस्टर तयार केला. हाताच्या एका बोटाच्या पेरावर बसेल इतक्या आकाराचे हे उपकरण सेमी-कंडक्टर (अर्ध-प्रवाही) धातूंपासून बनवले होते. जरी ही संकल्पना त्यापूर्वी ढोबळ स्वरुपात, सैद्धांतिक पातळीवर अस्तित्वात असली, तरी तिला प्रत्यक्षात उतरवण्याचे काम या त्रिकूटाने केले. या ट्रान्झिस्टर्सचा आकार, काचेच्या तुलनेत भक्कमपणा आणि नगण्य वजन यामुळे लवकरच यांचा वापर संगणकासह अन्य उपकरणांमध्ये सुरू झाला आणि व्हॅक्यूम ट्यूब्जची सद्दी हळूहळू संपुष्टात आली.

इतक्या सोयीच्या उपकरणामुळे त्याचा वापर जसजसा वाढला तसतसे त्यावर अधिकाअधिक संशोधन सुरू झाले. त्यातून त्यांचा आकार आणि कार्यक्षमता अनेकपट वाढवत नेण्यात आली. या लहानशा उपकरणाने एखाद्या गाडीच्या इग्निशनप्रमाणे किंवा स्पार्क प्लगप्रमाणे सुरू करून गती दिलेली संगणकाची लाट प्रचंड वेगाने जेमतेम सहा-सात दशकातच माणसाचे सारे आयुष्य व्यापत वेगाने पुढे सरकते आहे. माणसाचे जगणॆ इतके आमूलाग्र बदलून टाकणाऱ्या या शोधासाठी पुढे या तिघांना संशोधन क्षेत्रातील सर्वोच्च अशा नोबेल पुरस्काराने सन्मानित केले गेले.

त्या काळी वापरात असणाऱ्या रेडिओ संचांमध्ये जेव्हा ट्यूब्जच्या (ब्रिटिश प्रभावामुळे आपल्याकडे त्यांना ‘व्हॉल्व’ म्हटले जाई)  जागी ट्रान्झिस्टर्सचा वापर सुरू झाला, तेव्हा या नव्या पिढीला ‘ट्रान्झिस्टर रेडिओ’ म्हटले जाऊ लागले. यथावकाश रेडिओ हा शब्द गळून पडला आणि त्या उपकरणालाच ट्रान्झिस्टर म्हटले जाऊ लागले.  रेडिओ या उपकरणामुळेच आज अविभाज्य भाग असलेल्या मदरबोर्डचा जनक असलेल्या प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पी.सी.बी.)चा शोध लागला. ऑस्ट्रियन इंजिनियर पॉल आयस्लर याने रेडिओ १९३०च्या दशकाच्या उत्तरार्धात सर्वप्रथम याचा वापर केला.  त्यापूर्वी रेडिओ अथवा संगणक यांच्या बांधणीमधील प्रत्येक भाग हा वायर्सच्या साहाय्याने जोडला जात असे. व्हॅक्यूम ट्यूब्जसोबतच या वायर्सदेखील बऱ्यापैकी जागा व्यापत असत. असंख्य वायर्स आणि त्यांनी जोडलेले भाग याचा मागोवा जिकीरीचा होत असे. पॉलच्या शोधाने या साऱ्या वायर्सचा गुंता नाहीसा करून एका बोर्डवरच अपेक्षित सर्किटचा पुरा आराखडा बसवून दिला.

या आराखड्यामध्ये जोडल्या जाणाऱ्या भागांसाठी छिद्रे मोकळी सोडलेली असतात. जिथे प्रथम व्हॅक्यूम ट्यूबसारखे भाग आणि नंतर ट्रान्झिस्टर्स जोडले जातात. या बोर्डचा जास्तीचा फायदा हा की तो अन्य सर्व भागांच्या तळाशी आधार म्हणूनही काम करतात.

ज्या प्रमाणे ट्रान्झिस्टर्सचा शोध हा इलेक्ट्रॉनिक क्रांतीचा महत्त्वाचा टप्पा मानला जातो त्याच प्रमाणे या पी.सी.बी.चा शोधही. या जोडगोळीने आज आपण वापरतो अशा असंख्य उपकरणांना जन्म दिला आहे. आपल्या वैयक्तिक वापराच्या संगणक, टेलिव्हिजन, एअर कंडिशनर्स,  रेफ्रिजरेटर, वॉशिंग मशीन, वॉटर फिल्टर्स, स्मार्ट-फोन्स, स्मार्ट-वॉचेस यांच्यासह वाहने, सीसीटीवीसारखी देखरेखीची उपकरणे, अगदी ट्रॅफिक सिग्नल्स देखील या दोघांच्या कृपेने आपण वापरू शकत आहोत. (संगणकांच्या ‘चार्जर’मध्ये असलेला व्होल्टेज नियंत्रित करणाऱ्या, ‘स्टेप-डाऊन ट्रान्सफॉर्मर’च्या भाईबंदात आता तांब्याच्या तारांच्या भेंडोळ्याऐवजी एक लहानसा पीसीबी आणि अन्य इलेक्ट्रॉनिक भागच असतात. यांच्या सोबतीला पुढे संगणकाने विचारशक्ती जोडून दिली आणि माणसाचे आयुष्य बव्हंशी आपल्या अंकित करून टाकले.

ट्रान्झिस्टर्स आणि पी.सी.बी. यांनी अनुक्रमे व्हॅक्यूम ट्यूब्ज आणि वायर्स यांना हटवल्यामुळे संगणकाचे पुरे सर्किट व्यापण्यास आवश्यक असणारी जागा खूपच कमी झाली. त्याचबरोबर त्याला आवश्यक असणारी ऊर्जेची गरजही लक्षणीयरित्या कमी झाली. आणि या दोन्हींहून महत्त्वाचे म्हणजे त्याची कार्यक्षमता आणि वेगही कमालीचा वाढला. त्यामुळे या दोन्हीचा वापर करून निर्माण केलेल्या संगणकांना ‘दुसऱ्या पिढी’चे मानले जाते.

या दुसऱ्या पिढीमध्ये अमेरिकेतील प्रसिद्ध एम.आय.टी.मधील ‘लिंकन लॅब’ने तयार केलेला TX-० (ट्रान्झिस्टराईज्ड एक्स्परिमेंटल कम्प्युटर) (१९५६), इंग्लंडमधील मॅँचेस्टर विद्यापीठाने तयार केलेला ट्रान्झिस्टर कम्प्युटर’ (१९५३) आणि त्या आधारे तेथील मॅँचेस्टर-विकर्स’ या खासगी कंपनीने तयार केलेला METROVICK-९५० (१९५६),  अमेरिकेतील बेल लॅबोरेटरिजमध्ये तयार करण्यात आलेला, TRADIC (१९५४) आणि Harwell-CADET यांच्याशिवाय अमेरिकन हवाईदलासाठी ‘बरोज् कार्पोरेशन’ या खासगी उत्पादकांनी तयार केलेला MOD-1 (1957) या काही संगणकांचा समावेश होतो.

इतिहास हा तसा घनघोर मतभेदांचा विषय असतो. संगणकाचा इतिहास तसा अगदीच अर्वाचीन असला, तरी त्यातही नेहमीच मतैक्य असेल असे नाही. वर उल्लेख केलेल्या संगणकांपैकी ट्रान्झिस्टर पिढीतील पहिला संगणक कोणता हे निश्चित सांगणे अवघड आहे. कारण संकल्पना, आराखडा, शक्यता-सिद्धता (Proof of concept), प्रोटोटाईप आणि वापरण्यास सिद्ध असा परिपूर्ण संगणक या विविध टप्प्यांपैकी कोणता संगणक प्रथम कुठल्या टप्प्यावर पोचला हे शोधणे अथवा सिद्ध करणे भलतेच जिकीरीचे आहे.

मात्र आयबीएम कंपनीचा IBM-608 हा पहिला व्यावसायिक ट्रान्झिस्टर संगणक याबाबत फारसे दुमत दिसत नाही. ‘ईएमसीसी’ने आपल्या UNIVAC संगणकांची पुढची पिढी UNIVAC 1108 नावाने बाजारात आणली.  याशिवाय जपानमध्ये ETL Mark-III, कॅनडामध्ये DRTE आणि ऑस्ट्रिया मध्ये Mailufterl या संगणकांची निर्मिती करण्यात आली. संगणकाने अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने आणि ब्रिटन या दोन राष्ट्रांबाहेरही आपले बस्तान बसवायला सुरूवात केली.

संगणकाचे पहिल्या पिढीतून दुसऱ्या पिढीत पदार्पण तंत्रज्ञान-बदलामुळे झाले असले तरी पुढील तीन पिढ्या या अशा Horizontal Growth अथवा पाया-विस्ताराच्या ऐवजी Vertical Growth किंवा त्याच तंत्रज्ञानाची कार्यक्षमता वाढवत नेण्यामुळे वेगळ्या होत जातात. तिसऱ्या  पिढीमध्ये अनेक ट्रान्झिस्टर्सची साखळी उभारून त्याद्वारे संगणकाचा वेग आणि क्षमता वाढवण्यात आली. या साखळीला ‘इंटिग्रेटेड सर्किटस्’ किवा ICs असे म्हटले जाऊ लागले. उल्लेखनीय बाब म्हणजे ‘सीमेन्स’ या जर्मन कंपनीतील इंजिनियर वेर्नर जॅकोबी याने हे उपकरण सर्वप्रथम ‘कर्णयंत्रा’त वापरण्यास उपयुक्त म्हणून त्याचे पेटंट घेतले होते. परंतु त्याचे निर्मिती तंत्र जॅक किल्बी याने प्रथम विकसित केले आणि आजची अग्रगण्य कंपनी टेक्सस इन्स्ट्रूमेंट्सना सादर केले. साठच्या दशकाच्या अखेरीस त्याने या संकल्पनेचे पेटंटही घेतले. या शोधाबद्दल किल्बीला – बऱ्याच उशीरा म्हणजे – इ.स. २००० मध्ये नोबेल पुरस्काराने सन्मानित करण्यात आले.

चौथ्या आणि पाचव्या पिढीत या ‘आयसीज्’मधील ट्रान्झिस्टर्सची संख्या प्रथम दशलक्षांहून अधिक (VLSI)  आणि नंतर शंभर कोटी (ULSI) इतकी प्रचंड वाढवण्यात आली. या पाचव्या टप्प्यातील प्रगतीने संगणकाचा अविभाज्य भाग बनलेल्या ‘मायक्रो-प्रोसेसर’ला जन्म दिला. या ‘मायक्रो-प्रोसेसर’च्या शोधाने संगणकाला सामान्य माणसाच्या आवाक्यात येण्याचा मार्ग मोकळा झाला.

ट्रॅन्झिस्टर, पी.सी.बी. आणि आयसीज् या त्रिकूटाने संगणकाच्या जडणघडणीमध्ये आमूलाग्र बदल घडवून आणला. एका अर्थी मॉडर्न कम्प्युटरचे हे बिल्डिंग ब्लॉक्स किंवा नट आणि बोल्ट्स म्हणता येतील.   ट्रान्झिस्टरसाठी बेल लॅब्जच्या त्रिकूटाला आणि आयसीजसाठी किल्बीला नोबेल पुरस्कार मिळाला, पण नोबेल मधील निवड-समितीने पॉल आयस्लरला मात्र या पुरस्कारापासून वंचित ठेवले.

डॉ. मंदार काळे, संख्याशास्त्रज्ञ व संगणकतज्ज्ञ आहेत.