ประวัติคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ (อังกฤษ : Computer) หรือในภาษาไทยว่า คณิตกรณ์ คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่มีความสามารถในการคำนวณอัตโนมัติตามคำสั่ง ส่วนที่ใช้ประมวลผลเรียกว่าหน่วยประมวลผล ชุดของคำสั่งที่ระบุขั้นตอนการคำนวณเรียกว่าโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ออกมานั้นอาจเป็นได้ทั้ง ตัวเลข ข้อความ รูปภาพ เสียง หรืออยู่ในรูปอื่น ๆ อีกมากมาย
ลักษณะทางกายภาพของคอมพิวเตอร์นั้นมีหลากหลาย มีทั้งขนาดที่ใหญ่มากจนต้องใช้ห้องทั้งห้องในการบรรจุ และขนาดเล็กจนวางได้บนฝ่ามือ การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์สามารถจัดแบ่งได้ตามขนาดทางกายภาพเป็นสำคัญ ซึ่งมักจะแปลผันกับประสิทธิภาพความเร็วในการประมวลผล โดยขนาดคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเรียกว่า ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ใช้กับการคำนวณผลทางวิทยาศาสตร์ ขนาดรองลงมาเรียกว่า เมนเฟรม มักใชัในบริษัทขนาดใหญ่ที่ต้องมีการประมวลผลธุรกรรมทางธุรกิจจำนวนมากๆ สำหรับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้ในระดับบุคคลเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่พกพาได้เรียกว่า คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค ส่วนคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่สามารถวางบนฝ่ามือได้เรียกว่า พีดีเอ อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์มีใช้กันอย่างกว้างขวางมาก ซึ่งมีอุปกรณ์หลายๆชนิดได้นำคอมพิวเตอร์ไปใช้เป็นกลไกหลักในการทำงาน เช่น กล้องดิจิทัล เครื่องเล่นเอ็มพีสาม หรือในรถยนต์เองก็มีคอมพิวเตอร์ที่ใช้ช่วยในการตรวจสอบระบบการทำงานของเครื่องยนต์
ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์โดยรวมแล้ววัดกันที่ความเร็วการประมวลผล ซึ่งตามกฏของมัวร์ (Moore's Law)คอมพิวเตอร์จะเพิ่มประสิทธิภาพเป็นเท่าทวีคูณในทุกปี
เป็นเรื่องยากที่จะชี้ชัดลงไปว่าอุปกรณ์ใดจัดเป็นคอมพิวเตอร์ยุคแรก ๆ เพราะคำว่า "คอมพิวเตอร์" เองก็มีการตีความเปลี่ยนไปมาอยู่เสมอ แต่จุดเริ่มของคำนี้หมายถึงคนที่ทำหน้าที่เป็นนักคำนวณในสมัยนั้น
ประวัติคอมพิวเตอร์ โดยสังเขป ลำดับจากวิวัฒนาการได้ดังนี้
- แรกเริ่มมนุษย์ดำเนินชีวิตโดยไม่มีการบันทึกสิ่งใด มาจนกระทั่งได้มีการติดต่อค้าขายของพ่อค้าชาวแบบีลอน (Babylonian) การจดบันทึกข้อมูลต่างๆ ลงบน Clay tablets จึงได้ถือกำเนิดขึ้น และอุปกรณ์ที่ช่วยในการคำนวนระหว่างการติดต่อซื้อขายก็ได้ถือกำเนิดขึ้นเช่นกัน อุปกรณ์คำนวณในยุคแรกได้แก่ ลูกคิด (Abacus) ซึ่งก็ยังคงใช้กันต่อๆ มาจนถึงปัจจุบัน
Clay tablets (แผ่นดินเหนียว)
ลูกคิด (Abacus)
- ประวัติคอมพิวเตอร์ ดำเนินมาถึง ปี พ.ศ. 2185 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ Blaise Pascal (แบลส ปาสกาล) ได้สร้างเครื่องกลสำหรับการคำนวณชื่อ Pascaline
Blaise Pascal
เครื่องกลสำหรับการคำนวณชื่อ Pascaline
- ต่อมาในปี พ.ศ. 2215 เครื่องกล Pascaline ของ Blaise Pasca ได้ถูกพัฒนาเพิ่มเติมโดย Gottfried Von Leibniz นักคณิตศาสตร์ชาวเยอร์มันโดยเพิ่มสามารถในการ บวก ลบ คูณ หาร และถอดรากได้ แต่ก็ไม่มีผู้ใดทราบว่าเครื่อง Pascalineที่ถูกพัฒนาเพิ่มเติมเครื่องนี้มีความสามารถในการคำนวนแม่นยำเพียงใด
Gottfried Von Leibniz
- ปี พ.ศ. 2336 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ Charles Babbage ได้สร้างจักรกลที่มีชื่อว่า Difference Engine ที่มีฟังก์ชันทางตรีโกณมิติต่างๆ โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร์ และและต่อมาก็ได้สร้าง Analytical Engine ที่มีหลักคล้ายเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไปในปัจจุบัน จากผลงานดังกล่าว Charles Babbage ถูกยกย่องว่าเป็นบิดาของคอมพิวเตอร์และเป็นผู้ริเริ่มวางรากฐานคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
Charles Babbage
Difference engine
analytical engine
- ปี พ.ศ. 2439 Herman Hollerith ได้คิดบัตรเจาะรูและเครื่องอ่านบัตร
Herman Hollerith
บัตรเจาะรู
- จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2480 Howard Aiken สร้างเครื่องกล Automatic Calculating Machine ขึ้น จุดประสงค์ของเครื่องกลชิ้นนี้ก็คือ เพื่อเชื่อมโยงเทคโนโลยีทั้งทาง electrical และ mechanical เข้ากับบัตรเจาะรูของ Hollerith และด้วยความช่วยเหลือของนักศึกษาปริญญาและวิศวกรรมของ IBM ทีมงานของ Howard ก็ประดิษฐ Automatic Calculating Machine สำเร็จในปี พ.ศ. 2487 โดยใช้ชื่อว่า MARK I โดยการทำงานภายในตัวเครื่องจะถูกควบคุมอย่างอัตโนมัติด้วยElectromagnetic Relays และ Arthmetic Counters ซึ่งเป็น Mechanical ดังนั้น MARK I จึงนับเป็น Electromechanical Computers
nHoward Aike
MARK I
- และต่อมา Dr. John Vincent Atanasoff และ Clifford Berry ได้ประดิษฐเครื่อง ABC (Atanasoff-Berry Computer)โดยใช้ หลอดสูญญากาศ (Vacuum tubes)
- ปี พ.ศ. 2483 Dr.John W. Mauchy และ J. Presper Eckert Jr. ได้ร่วมกันพัฒนา Electronic Computer โดยอาศัยหลักการออกแบบบนพื้นฐานของ Dr. Atanasoff Electronic Computer เครื่องแรกมีชื่อว่า ENIAC แม้จะเป็น Electronic Computer แต่ ENIAC ก็ยังไม่สามารถเก็บโปรแกรมได้(stored program) จึงได้มีการพัฒนาเป็นเครื่อง EDVAC ซึ่งอาศัยหลักการ stored program สมบูรณ์และได้มีการพัฒนาเป็นเครื่อง EDSAC และท้ายสุดก็ได้พัฒนาเป็นเครื่องUNIVAC(Universal Automatic Computer) ในเวลาต่อมา
ENIAC
UNIVAC
ในท้ายที่สุด หากจะจำแนกประวัติคอมพิวเตอร์ตามยุคของคอมพิวเตอร์ (Computer generations) โดยแบ่งตามเทคโนโลยีของตัวเครื่องและเทคโนโลยีการเก็บข้อมูล ก็สามารถจะจัดแบ่งตามวิวัฒนาการได้ 4 ยุคด้วยกัน คือ
ยุคแรก เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของหลอดสูญญากาศ และการเก็บข้อมูลเป็นแบบบัตรเจาะรู
ยุคที่สอง เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของทรานซิสเตอร์ และการเก็บข้อมูลเป็นแบบเทป ลักษณะเป็นกรรมวิธีตามลำดับ (Sequential Processing)
ยุคที่สาม เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของไอซี (Integrated circuit, IC) และการเก็บข้อมูลเป็นแบบจานแม่เหล็ก ลักษณะเป็นการทำงานหลายโปรแกรมพร้อมกัน (Multiprogramming) และออนไลน์ (On-line)
ยุคที่สี่ เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของวงจรรวมขนาดใหญ่ (Large-scale integration, LSI) ของวรจรไฟฟ้า ผลงานจากเทคโนโลยีนี้คือ ไมโครโปรเซสเซอร์ (microprocessor ) กล่าวได้ว่าเป็น "Computer on a chip" ในยุคนี้
เครื่องคอมพิวเตอร์ในแต่ละยุค
- คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1 (พ.ศ. 2497-2501)
คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้หลอดสุญญากาศ (Vacuum tube) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องยังมีขนาดใหญ่มาก ใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก ทำให้เครื่องมีความร้อนสูงจึงมักเกิดข้อผิดพลาดง่าย คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้แก่ UNIVAC I , IBM 600
- คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2 (พ.ศ. 2502-2507)
คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และใช้วงแหวนแม่เหล็กเป็นหน่วยความจำ คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กกว่ายุคแรก ต้นทุนต่ำกว่า ใช้กระแสไฟฟ้าและมีความแม่นยำมากกว่า
- คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3 (พ.ศ. 2508-2513)
คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้วงจรไอซี (Integrated Circuit) เป็นสารกึ่งตัวนำที่สามารถบรรจุวงจรทางตรรกะไว้แล้วพิมพ์บนแผ่นซิลิกอน (Silicon) เรียกว่า "ชิป"
- คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4 (พ.ศ. 2514-2523)
คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้วงจร LSI (Large-Scale Integrated Ciruit) เป็นการรวมวงจรไอซีจำนวนมากลงในแผ่นซิลิกอนชิป 1 แผ่น สามารถบรรจุได้มากกว่า 1 ล้านวงจร ด้วยเทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้เกิดแนวคิดในการบรรจุวงจรที่สำคัญสำหรับการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์นั่นคือ CPU ลงชิปตัวเดียว เรียกว่า "ไมโครโปรเชสเซอร์"
-คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5 (พ.ศ. 2524-ปัจจุบัน)
คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้วงจร VLSI (Very Large-Scale Integrated Ciruit) เป็นการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ก่อกำเนิด ไมโครโปรเซสเซอร์
เมื่อก่อนนั้น Intel เป็นบริษัทผลิตชิปไอซี แห่งหนึ่งที่ไม่ใหญ่โตมากนักเท่าในปัจจุบัน เมื่อปี ค.ศ.1969 ได้สร้างความสะเทือน ให้กับวงการอิเล็คทรอนิคส์ โดยการออกชิปหน่วยความจำ(Memory)ขนาด 1 Kbyte มาเป็นรายแรก
บริษัทบิสซิคอมพ์(Busicomp) ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องคิดเลขของญี่ปุ่นได้ทำการว่าจ้างให้ Intel ทำการผลิตชิปไอซี ที่บิสซิคอมพ์เป็นคนออกแบบเองที่มีจำนวน 12 ตัว โครงการนี้ถูกมอบหมายให้นาย M.E. Hoff, Jr. ซึ่งเข้าตัดสินใจที่จะใช้วิธีการออกแบบชิปแบบใหม่ โดยสร้างชิปที่ให้ถูกโปรแกรมได้ หมายถึงว่า สามารถนำเอาชุดคำสั่งของการคำนวณไปเก็บไว้ใน หน่วยความจำก่อนแล้วให้ไอซีตัวนี้อ่านเข้ามาแปล ความหมาย และทำงานภายหลัง
ในปี 1971 Intel ได้นำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาด โดยใช้ชื่อทางการค้าว่า Intel 4004 ในราคา 200 เหรียญสหรัฐ และเรียกชิปนี้ว่าเป็น ไมโครโปรเซสเซอร์(Micro Processor) ก็เพราะว่า 4004 นี้เป็น CPU (Central Processing Unit) ตัวหนึ่ง ซึ่งมีขนาด 4.2 X 3.2 มิลลิเมตร ภายในประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์ จำนวน 2250 ตัว และเป็น ไมโครโปรเซสเซอร์ขนาด 4บิต
หลังจาก 1 ปีต่อมา Intel ได้ออก ไมโครโปรเซสเซอร์ ขนาด 8 บิตออกมาโดยใช้ชื่อว่า 8008 มีชุดคำสั่ง 48 คำสั่ง และอ้างหน่วยความจำได้ 16 Kbyte ซึ่งทาง Intel หวังว่าจะเป็นตัวกระตุ้นตลาดทางด้านชิปหน่วยความจำได้อีกทางหนึ่ง
เมื่อปี 1973 ทาง Intel ได้ออก ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ที่มีชุดคำสั่งพื้นฐาน 74 คำสั่งและสามารถอ้างหน่วยความจำได้ 64 Kbyte
ไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกของโลก
เมื่อปี 1975 มีนิตยสารต่างประเทศฉบับหนึ่ง ชื่อว่า Popular Electronics ฉบับเดือน มกราคม ได้ลงบทความ เกี่ยวกับเครื่อง ไมโครโปรเซสเซอร์ เครื่องแรกของโลกที่มีชื่อว่า อัลแตร์ 8800 (Altair) ซึ่งทำออกมาเป็นชุดคิท โดยบริษัทMITS (Micro Insumentation And Telemetry Systems) ลักษณะของชุดคิท ก็คือ จะอยู่ในรูปของอุปกรณ์แต่ละชิ้นโดยให้ คุณนำไปประกอบขึ้นใช้เอง
บริษัท MITS ถูกก่อตั้งเมื่อปี 1969 โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อทำตลาดในด้านเครื่องคิดเลข แต่การค้าชะลอตัวลง ประธานบริษัท ชื่อ H. Edword Roberts เห็นการไกล คิดเปิดตลาดใหม่ซึ่งจะขายชุดคิด คอมพิวเตอร์ ประมาณเอาไว้ว่าอาจขาย ได้ในจำนวนปีล่ะประมาณ 200-300 ชุด จึงให้ทิมงานออกแบบและพัฒนาแล้วเสร็จก่อนถึงคริสต์มาส ในปี 1974 แต่เพิ่งมา ประกาศตัวในปีถัดไป สำหรับ CPU ที่ใช้คือ 8080 และคำว่า ไมโครคอมพิวเตอร์ จึงถูกเรียกใช้เป็นครั้งแรกเพื่อชุดคิทคอมพิวเตอร์ชุดนี้
ชุดคิทของ อัลแตร์ นี้ประกอบด้วย ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080 ของบริษัท Intel มี เพาเวอร์ซัพพลาย มีแผงหน้าปัดที่ติดหลอดไฟ เป็นแถวมาให้เพื่อแสดงผล รวมถึงหน่วยความจำ 256 Byte
นอกนั้น ยังมี สล๊อต (Slot) ให้เสียบอุปกร์อื่น ๆ เพิ่มได้ แต่ก็ทำให้ MITS ต้องผิดคาด คือ ภายใน เดือนเดียว มีจดหมายส่งเข้ามาขอสั่งซื้อเป็นจำนวนถึง 4,000 ชุดเลยทีเดียว
ด้วยชิป 8080 นี่เองได้เป็นแรงดลใจให้บริษัท ดิจิตอลรีเสิร์ช (Digital Research) กำเนิดระบบปฏิบัติการ (Operating System) ที่ชื่อว่า ซีพีเอ็ม(CP/M หรือ Control Program For Microcomputer) ขึ้นมา ในขณะที่ Microsoft ยังเพิ่งออก Microsoft Basic รุ่นแรก
ถึงยุค Z80
เมื่อเดือน พฤศจิกายนปี 1974 ได้มี วิศวกรของ Intel บางคนได้ออกมาตั้งบริษัทผลิตชิปเอง โดยมีชื่อว่า ไซล๊อก (Zilog) เนื่องจาก วิศวกรเหล่านี้ ได้มีส่วนร่ามในการผลิตชิป 8080 ด้วยจึงได้นำเอาเทคโนโลยีการผลิดนี้มาสร้างตัวใหม่ที่ดีกว่า มีชื่อว่า Z80 ยังคงเป็น ชิปขนาด 8 บิต เมื่อได้ออกสู่ตลาดได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากได้ปรับปรุงข้อบกพร่องต่าง ๆ ที่มีอยู่ใน 8080 จึงทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ หลายต่อหลายยี่ห้อ หันมาใช้ชิป Z80 กัน แม้แต่ซีพีเอ็ม ก็ยังถูกปรับปรุงให้มาใช้กับ Z80 นี้ด้วย *** แม้ในปัจุบันนี้ Z80 ยังคงถูกใช้งาน และนำไปใช้ ในการเรียนการสอน ไมโครโปรเซสเซอร์ ด้วย เช่น ชุดคิดหรือ Single Board Microcomputer ของ ETT, Sila เป็นต้น และ IC ตัวนี้ยังผลิตขาย อยู่ในปัจจุบัน ในราคา ไม่เกิน 100 บาท น่ะจะบอกให้)
Computer เครื่องแรกของ IBM
ในปี 1975 ไอพีเอ็ม ได้ออกเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกออกมา แต่ทางไอบีเอ็มได้เรียกเครื่องนี้ว่าเป็น เทอร์มินัลแบบชาญฉลาด ที่สามารถโปรแกรมได้ (Intelligent Programmable Terminal) และตั้งชื่อรุ่นว่า Model 5100 มีหน่วยความจำ 16 Kbyte แล้วยังมีตัวแปลภาษาเบสิก แบบอินเตอร์พรีทเตอร์ (Interpreter) ด้วย และมี ไดรฟ์สำหรับใส่คาร์ทิดจ์เทปในตัว แต่ก็ยังขายไม่ดีเอามาก ๆ เลย เพราะว่าตั้งราคาไว้สูงมากถึง 9,000 เหรียญสรัฐ
ในปลายปี 1980 บริษัทไอบีเอ็มได้เกิดแผนกเล็ก ๆ ขึ้นมาแผนกหนึ่งเรียกว่า Entry Systems Division ภายใต้ทีมของคนชื่อว่า ดอน เอสทริดจ์ (Don Estridge) และนักออกแบบอีก 12 คน โดยได้รับมอบหมายให้พัฒนาเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของไอบีเอ็มโมเด็ล 5100 นั้นเอง โดยนำเอาจุดเด่นของเครื่อง ที่ขายดีมารวมไว้ในการออกแบบเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ของไอบีเอ็ม และผลิตจำหน่ายได้ภายในปีเดียวภายใต้ชื่อว่า ไอบีเอ็มพีซี (IBM PC) ซึ่งถูกเปิดตัวในเดือน สิหาคม ปี 1981 และยอดขายของเครื่องพีซีก็ได้พุ่งอย่างรวดเร็ว ทำให้บริษัทอื่น ๆ จับตามอง
กำเนิด แอปเปิ้ล
ในปี 1976 หลังจาก Stephen Wozniak และ Steve Jobs ได้ร่วมกันก่อตั้งบริษัทแอปเปิลคอมพิวเตอร์ (Apple Computer) และได้นำเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกที่ประดิษฐ์จากโรงรถออกมาขายโดยใช้ชื่อว่า Apple Iในราคา 695 เหรียญ บริษัทแอปเปิลได้ผลิตเครื่อง Apple I ออกมาไม่มากนัก ภายในปีเดียวได้ผลิต Apple II ออกมา และรุ่นนี้เป็นรุ่นเปิดศักราชแห่งวงการไมโครคอมพิวเตอร์ และเป็นการสร้างมาตรฐาน ที่ไมโครคอมพิวเตอร์ ที่เกิดมาตามหลังทั้งหมดต้องทำตาม
สรุป
จะเห็นได้ว่าวิวัฒนาการจากอดีตถึงปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ได้ถูกพัฒนาต่อๆ กันมาอย่างรวดเร็วทำให้วิทยาการด้านคอมพิวเตอร์ มีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา อาจกล่าวได้อีกว่าโลกของวิทยาการคอมพิวเตอร์นั้นมี การเคลื่อนไหวเสมอ (Dynamics) แต่การพัฒนาดังกล่าวกลับไม่ค่อยยืดหยุ่น (Rigid) มากนัก เพราะหากเกิดความผิดพลาด ในกลไกเพียงเล็กน้อย บางครั้งก็อาจเป็นบ่อเกิดปัญหาที่ใหญ่โตมหาศาลได้ นอกจากนี้การพัฒนาคอมพิวเตอร์ยังนับได้ว่าเป็นโลกที่ควบคุมไม่ได้ หรือสามารถจัดการได้น้อย กล่าวคือ ทันทีที่คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยโปรแกรม เครื่องก็ปฏิบัติงานไปตามโปรแกรมด้วยตนเอง และขณะที่เครื่องทำงานอยู่นั้นมนุษย์จะไม่สามารถควบคุมได้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น