संगणक विज्ञान

Wikipedia कडून

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

संगणकविज्ञान हे गणिताची एक शाखा आहे. कठीणता विश्लेषणाचा (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) , क्रिप्टोग्राफि (Cryptograpy), नेट्वर्किंग (networking), इमेज प्रोसेसिंग (Image Processing) इत्यादी क्षेत्रात बरेच संगणकशास्त्रज्ञ काम करत असतात.

अनुक्रमणिका

१ संगणक
२ संगणक रचना
३ संगणक अभियांत्रिकी
४ संगणक कार्यप्रणाली
५ संगणक-सूचना-भाषा (प्रोग्रॅमिङ् लँग्वेज (Programming Languages))
६ पहा

[संपादन] संगणक

स्मृती, तर्कशुद्ध विचारशक्ती/तर्कशुद्धताधिष्ठित कल्पनाशक्ती, आणि तर्कशुद्धतानधिष्ठित कल्पनाशक्ती ही माणसाच्या बुद्धीची तीन अचाट अंगे आहेत. पण स्मृती हे माणसाच्या बुद्धीचे अंग तीन तर्हांनी 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 असॆ 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 एकूणएक त्याला अचूकपणे आठवतील ह्याची शाश्वती नसते.

"अमुक वस्तुस्थिती असली तर अमुक गोष्ट घडते/घडणार, एरवी दुसर्या काही गोष्टी संभवतात" हा तर्कशुद्ध विचारशक्तीचा/तर्कशुद्धताधिष्ठित कल्पनाशक्तीचा गाभा आहे. ही तर्कशुद्ध विचारसरणी साधीसरळ असून सगळी माणसे ती नेहमी अर्थात सहजपणे वापरत असतात अशी बर्याच 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 बर्याचदा 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 मर्यादिततेमुळे बरीच मर्यादा रहाते. एक उघड उदाहरण म्हणजे आकडेमोडी. आकडेमोडींमागे तर्कशुद्धता असते, आणि आकडेमोडींकरता स्मृतीचीही 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 दुसर्या 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.

आपल्या निसर्गदत्त बुद्धीचा व्यावहारिक दृष्ट्या अफाट विस्तार करायला प्रचंड मदत करू शकणार्या "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 चालणार्या 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 विद्युदूर्जा 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 तिसर्या गोष्टीबाबतही शास्त्रज्ञांनी/तंत्रज्ञांनी एव्हाना खूप प्रगती केली आहे.

संगणकांचे दुसरे वैशिष्ट्य म्हणजे गुंतागुंतीच्या तर्कशुद्ध विचारसरणी "आकडेमोडीं"च्या रूपात करण्याकरता ज्या लाखो "रटाळ" आकडेमोडींची गरज असते त्या रटाळपणाच्या, 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 संगणकसंचालनविज्ञान. तर्कशुद्धतानधिष्ठित कल्पनाशक्ती (आणि गूढवादात्मक "अंतर्ज्ञान") ही माणसाच्या बुद्धीची वैशिष्ट्ये मात्र त्याच्या बुद्धीचे अपत्य असलेल्या संगणकाच्या (निदान सद्यः तरी) पार आवाक्याबाहेरची आहेत. गोविंदाग्रजांच्या "अरुण" कवितेतल्यासारख्या कल्पनाशक्तीच्या भरार्या 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?

[संपादन] संगणक रचना

संगणक वेगवेगळ्या कामांसाठी वापरण्यात येतात. संगणकांना पुरवलेली माहिती आकडे, चित्रे, आवाज अशी बहुरूपी असू शकते, पण संगणकसंचालकांनी रचलेल्या तर्कशुद्ध प्रोग्रॅमनुसार (सूचनांच्या यादीनुसार) आणि पुरवलेल्या माहितीनुसार "आकडेमोडी" करणे हे सामान्य लोकांना अगदी अजब भासणारे संगणकांचे एक वैशिष्ट्य आहे.

चर्च-टयूरिंग युतीच्या सिद्धांतानुसार वेळेचे बंधन नसेल तर कमीतकमी क्षमतेचा संगणकसुद्धा कोणत्याही उच्च क्षमतेच्या संगणकाइतकेच काम करू शकतो. त्यामुळे सगळ्या तर्हांच्या संगणकांची रचना मूलतः सारखीच असते. पूर्वी अगदी माफक क्षमतेचे संगणक एक मोठी खोली व्यापत असत. आता फक्त अतिकूट आकडेमोडी करू शकणारे अतिप्रभावी संगणक (महासंगणक) तसे मोठे असतात. त्यांना इंग्रजीत "मेनफ्रेम" अशी संज्ञा आहे. नित्याच्या वैयक्तिक वापरासाठी लागणार्या लहान संगणकांना "पर्सनल कंम्प्यूटर" अशी इंग्रजी संज्ञा आहे, तर कुठेही सहज नेता येणार्या छोट्या संगणकंना "नोटबुक कम्प्यूटर" अशी संज्ञा आहे. आज सर्वात अधिक वापरले जाणारे संगणक म्हणजे "एम्बेडेड कंम्प्यूटर". लष्करी विमानांपासून डिजिटल कॅमेरापर्यंत अनंत गोष्टो नियंत्रित करण्यासाठी ते वापरण्यात येतात.

[संपादन] संगणक अभियांत्रिकी

संगणकविज्ञान आणि संगणक अभियांत्रिकी ह्या शाखा भिन्न आहेत. संगणकाची रचना आणि संगणकनिर्मिती/विकासांचा अभ्यास हे संगणक अभियांत्रिकीचे वैशिष्ट्य आहे.

पहा: संगणक अभियांत्रिकी

[संपादन] संगणक कार्यप्रणाली

संगणक कार्यप्रणाली (operating system) संगणकाचे मूलभूत नियंत्रण करते. सिस्टीम सॉफ्टवेअर' ह्या वर्गात संगणक कार्यप्रणालीचे वर्गीकरण होते. संगणकाच्या हार्डवेअरचे आणि संगणकावर चालणार्‍या वेब ब्राऊझर, ईमेल प्रोग्रॅम, वर्ड प्रोसेसर इ. सगळ्या सॉफ्टवेअर्सचे नियंत्रण संगणक कार्यप्रणाली करते. इतर सॉफ्टवेअरना लागणार्‍या काही मूलभूत सॉफ्टवेअर सर्व्हिसेससुद्धा संगणक कार्यप्रणाली पुरवते.

उदाहरणार्थ :

मायक्रोसॉफ्ट विंडोज (Microsoft Windows)

ग्नू/लिनक्स (Linux)

मॅकिंटॉश (Macintosh)

पहा: ऑपरेटिंग सिस्टिम (Operating System)

[संपादन] संगणक-सूचना-भाषा (प्रोग्रॅमिङ् लँग्वेज (Programming Languages))

पहा : प्रोग्रॅमिङ्_लँग्वेज

संगणकाने करावयाच्या कामासाठी सूचना देण्यासाठी विविध प्रकारच्या संगणक 'सूचनाभाषा' अर्थात प्रोग्रॅमिङ् लँग्वेज अस्तित्वात आहेत. संगणकाकडून कोणतेही काम करून घेण्यासाठी , प्रथम सूचनांची एक यादी प्रोग्रॅमिङ् लँग्वेजचा उपयोग करून तयार केली जाते. ह्या यादीला 'प्रोग्रॅम' म्हटले जाते. संगणक ह्या यादीनुसार ठरावीक क्रमाने, ठरावीक क्रिया करून इच्छित काम पार पाडतो.

प्रोग्रॅमिङ् लँग्वेजेसचे अनेक वेगवेगळ्या दृष्टीने वर्गिकरण केले जाते .