วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์

วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์

  • จุดกำเนิดของคอมพิวเตอร์

    ต้นกำเนิดของคอมพิวเตอร์อาจกล่าวได้ว่ามาจากแนวความคิดของระบบตัวเลข ซึ่งได้พัฒนาเป็นวิธีการคำนวณต่าง ๆ รวมทั้งอุปกรณ์ที่ช่วยในการคำนวณอย่างง่าย ๆ คือ" กระดานคำนวณ" และ "ลูกคิด"

    ในศตวรรษที่ 17 เครื่องคำแบบใช้เฟื่องเครื่องแรกได้กำเนิดขึ้นจากนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศษ คือ Blaise Pascal โดยเครื่องของเขาสามารถคำนวณการบวกการลบได้อย่างเที่ยงตรง และในศตวรรษเดียวกันนักคณิตศาสตร์ชาวเยอร์มันคือ Gottried Wilhelm von Leibniz ได้สร้างเครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่สามารถคูณและหารได้ด้วย

    ในต้นศตวรรษที่ 19 ชาวฝรั่งเศษชื่อ Joseph Marie Jacquard ได้พัฒนาเครื่องทอผ้าที่สามารถโปแกรมได้ โดยเครื่องทอผ้านี้ใช้บัตรขนาดใหญ่ ซึ่งได้เจาะรู้ไว้เพื่อควบคุมรูปแบบของลายที่จะปัก บัตรเจาะรู(punched card) ที่ Jacquard ใช้นี้ได้ถูกพัฒนาต่อๆมาโดยผู้อื่น เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ป้อนข้อมูลและโปรแกรมเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคแรกๆ

    ต่อมาในศตวรรษเดียวกัน ชาวอังกฤษชื่อ Charles Babbage ได้ทำการสร้างเครื่องสำหรับแก้สมการโดยใช้พลังงานไอน้ำ เรียกว่า difference engine และถัดจากนั้นได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับ คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เมื่อเขาได้ทำการออกแบบ เครื่องจักรสำหรับทำการวิเคราะห์ (analytical engine) โดยใช้พลังงานจากไอน้ำ ซึ่งได้มีการออกแบบให้ใช้บัตรเจาะรูของ Jacquard ในการป้อนข้อมูล ทำให้อุปกรณ์ชิ้นนี้มีหน่วยรับข้อมูล หน่วยประมวลผล หน่วยแสดงผล และหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง ครบตามรูปแบบของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ แต่โชคไม่ดีที่แม้ว่าแนวความคิดของเขวจะถูกต้อง แต่เทคโนโลยีในขณะนั้นไม่เอื้ออำนวยต่อการสร้างเครื่องที่สามารถทำงานได้จริง อย่างไรก็ดี Charles Babbage ก็ได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาของคอมพิวเตอร์คนแรก และผู้ร่วมงานของเขาคือ Augusta Ada Byron ก็ได้รับการยกย่องว่าเป็นนักเขียนโปรแกรมคนแรกของโลก

เครื่อง Difference Engine ของ Charles Babbage

 

จากนั้นประมาณปี ค.ศ. 1886 Dr.Herman Hollerith ได้พัฒนาเครื่องจัดเรียงบัตรเจาะรูแบบ electromechanical ขึ้น ซึ่งทำงานโดยใช้พลังงานไฟฟ้า และสามารถทำการ จัดเรียง (sort) และ คัดเลือก (select) ข้อมูลได้ ต่อมาในปี ค.ศ. 1896 Hollerith ได้ทำการก่อตั้งบริษัทสำหรับเครื่องจักรในการจัดเรียงชื่อ Tabulating Machine Company และในปี ค.ศ.1911 Hollerith ได้ขยายกิจการโดยเข้าหุ้นกับบริษัทอื่นอีก 2 บริษัทจัดตั้งเป็นบริษัท Computing -Tabulating-Recording-Company ซึ่งประสบความสำเร็จเป็นอย่างมาก และในปี ค.ศ. 1924 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น International Business Corporation หรือที่รู้จักกันต่อมาในชื่อของบริษัท IBM นั่นเอง

เครื่องจัดเรียงบัตรเจาะรูของ Dr. Her Hollerith

 

ในปี ค.ศ.1939 Dr. Howard H. Aiken จาก Harvard University ได้ร่วมมือกับบริษัท IBM ออกแบบคอมพิวเตอร์โดยใช้ทฤษฎีของ Babbage และในปี ค.ศ.1944 Harvard mark I ก็ได้ถือกำเนิดขึ้นเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรก ซึ่งมีขนาดยาว 5 ฟุต ใช้พลังงานไฟฟ้าและใช้ relay แทนเฟือง แต่ยังทำงานได้ช้าคือใช้เวลาประมาณ 3-5 วินาทีสำหรับการคูณ

การพัฒนาที่สำคัญกับ Mark I ได้เกิดขึ้นปี 1946 ดดย Jonh Preper Eckert, Jr. และ Dr. Jonh W.Msuchly จาก University of Pennsylvnia ได้ออกแบบสร้างเครื่อง ENIAC ( Electronic Numeric Integator and Calcuator ) ซึ่งทำงานได้เร็วอยู่ในหน่วยของหนึ่งส่วนล้านวินาที ในขณะที่ Mark I ทำงานอยู่ในหน่วยของหนึ่งส่วนพันล้านเท่า โดยหัวใจของความสำเร็จนี้อยู่ที่การใช้หลอดสูญญากาศมาแทนที่ relay นั่นเอง และถดจากนั้น Mauchly และ Eckert ก็ทำการสร้าง UNIVAC ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิส์เพื่อการค้าเครื่องแรกของโลก

เครื่อง ENIAC สูง 10 ฟุต กว้าง 10 ฟุต และยาว 10 ฟุต

 

การพัฒนาที่สำคัญได้เกิดขึ้นมาอีก เมื่อ Jonh von Neumann ซึ่งเป็นที่ปรึกษาของโครงการ ENIAC ได้เสนอแผนสำหรับคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่จะทำการเก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำที่เหมือนกับที่เก็บข้อมูล ซึ่งพัฒนาการนี้ทำให้สามารถเปลียนวงจรของคอมพิวเตอร์ได้ดดยอัตโนมัติแทนที่จะต้องทำการเปลียนสวิทต์ด้วยมือเหมือนช่วงก่อน นอกจากนี้ Dr. Von neumann ยังได้นำระบบเลขฐานสองมาใช้ในคอมพิวเตอร์ซึ่งหบักการต่งๆเหล่านี้ได้ทำให้เครื่อง IAS ที่สร้างโดย Dr. von Neumann เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เอนกประสงค์เครื่องแรกของโลก เป็นการเปิดศักราชของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริงและยังได้เป็นบิดาคอมพวเตอร์คนที่ 2

  • ยุคของคอมพิวเตอร์

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สามารถแบ่งออกได้โดยแบ่งส่วนประกอบของฮาร์ดแวร์ (Hardward ) เป็น 4 ยุคด้วยกัน

    • ยุคที่ 1 (1951-1958)


    ก่อนหน้าปี 1951 เครื่องคอมพิวเตอร์จะมีใช้เฉพาะนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และทหารเท่านั้น จนกระทั่งผู้สร้าง ENIAC คือ Mauchly และ Eckert ได้จัดตั้งบริษัทเพื่อทำตลาดเชิงพาณิชย์ของเครื่องรุ่นถัดมาของพวกเขา คือเครื่อง UNIVAC ซึ่งคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จะมี หลอดสูญญากาศ และ ดรัมแม่เหล็ก (magnetic drum) เป็นส่วนประกอบสำคัญ แต่หลอดสุญญากาศจะมีไม่น่าเชื่อถือสูง เป็นเหตุให้ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการทำให้เครื่องในยุคนั้นสามารถทำงานได้ ส่วนดรัมแม่เหล็กถูกใช้เป็นหน่วยความจำหลัก (primary memory) บนเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนมากในยุคแรกนี้ ส่วนหน่วยบันทึกข้อมูลสำรอง (secondary storage) ซึ่งใช้เก็บทั้งข้อมูลและคำสั่งโปรแกรมในยุคนี้จะอยู่ในบัตรเจารู จนปลายยุคนี้เทปแม่เหล็กจึงได้ถูกนำมาใช้เป็นหน่วยบันทึกข้อมูลสำรอง

    ภาษาคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จะอยู่ในรูปของภาษาเครื่อง ซึ่งเป็นตัวเลขฐาน 2 ทั้งสิ้น ทำให้ผู้ที่จะสามารถโปรแกรมให้เครื่องทำงานได้ ต้องเป็นผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น

เครื่อง UNIVAC

 

    • ยุคที่ 2 (1959-1964)


    การพัฒนาที่สำคัญที่สุดที่แบ่งแยกยุคนี้ออกจากยุคแรก คือการแทนที่หลอดสูญญากาศด้วยทรานซิสเตอร์ (transistor) หน่วยความจำพื้นฐานก็ได้มีการพัฒนามาเป็น magnetic core รวมทั้งมีการใช้ magnetic disk ซึ่งเป็นหน่วยบันทึกข้อมูลสำรองที่มีความเร็วสูงขึ้น นอกจากนี้ ส่วนประกอบที่คอมพิวเตอร์ได้ถูกรวบรวมเข้าไว้ใน แผ่นวงจรพิมพ์ลาย (printed circuit boards) ซึ่งง่ายต่อการเปลี่ยนและมีการสร้างโปรแกรมวิเคราะห์เพื่อหาส่วนผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว

    ภาษาโปรแกรมระดับสูง เช่น FORTRAN และ COBOL ได้ถูกใช้ในการโปรแกรมสำหรับยุคนี้ โปรแกรมเมอร์สามารถใช้งานภาษาเหล่านี้ได้สะดวกกว่าคอมพิวเตอร์ในยุคที่ 1 เนื่องจากมีไวยากรณ์ที่คล้ายคลืงกับภาษาอังกฤษ อย่างไรก็ดี เนื่องจากคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้แต่เฉพาะกับภาษาเครื่อง ทำให้ต้องใช้โปรแกรมตัวอื่น คือ compiler และ interpreter ในการแปลงภาษาระดับสูงให้เป็นภาษาเครื่อง

    ในยุคที่ 2 เริ่มมีการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องที่อยู่ห่างกันโดยผ่านสายโทรศัพท์ ถึงแม้ว่าจะติดสื่อสารกันได้ช้ามากก็ตาม ปัญหาในยุคนี้คืออุปกรณ์รับข้อมูลและอุปกรณ์แสดงผลทำงานได้ช้ามาก ทำให้คอมพิวเตอร์ต้องรอการรับข้อมูลหรือการแสดงผลบ่อย ๆ ซึ่ง Dr.Daniel Slotnick ได้ทำการพัฒนาเพิ่มเติม โดยใช้หลักการของการประมวลผลแบบขนานกัน นอกจากนั้ยังมีกลุ่มคณาจารย์และนักเรียกจาก Massachusetts Instiute of Technoligy พัฒนาระบบ มัลติโปรแกรมมิ่ง (multiprogramming) ซึ่งเป็นการจัดสรรให้คอมพิวเตอร์ทำงานหลายโปรแกรมพร้อม ๆ กนได้ ทำให้ไม่ต้องเสียเวลารอหน่วยรับข้อมูลและหน่วยแสดงผลอีกต่อไป

    • ยุคที่ 3 (1965-1971)


    ในยุคที่ 3 เป็นยุคของอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ที่มีการเติบโตมาก ได้มีการนำ แผงวงจรรวม (IC หรือ integrated circuits) ซึ่งประกอบด้วยทรานซิสเตอร์และวงจรไฟฟ้าที่รวอยู่บนแผ่นซิลิกอนเล็ก ๆ มาแทนการประกอบแผ่นวงจรพิมพ์ลาย ทำให้เวลาการทำงานขิงคอมพิวเตอร์ลดลงอยู่ในหน่วยหนึ่งส่วนพันล้านวินาที นอกจากนี้ มินิคอมพิวเตอร์ได้ถือกำเนิดขึ้นในปี ค.ศ.1965 คือเครื่อง PDP-8 ของ Digital Equipment Corportion (DEC) ซึ่งต่อมาก็มีการใช้มินิคอมพิวเตอร์ที่สามารถติดต่อกับคอมพิวเตอร์กันอย่างแผร่หลาย รวมทั้งมีการใช้งาน เทอร์มินัล (terminal) ซึ่งเป็นจอคอมพิวเตอร์ผ่านทาง คีย์บอร์ด (keyboard) ทำให้การป้อนข้อมูลและพัฒนาโปรแกรมกระทำได้สะดวกขึ้น

แผงวงจรรวมเปรียเทียบกันทรานซิสเตอร์และหลอดสูญญากาศ

 

    ภาษาโปรแกรมระดับสูงได้เกิดขึ้นมากมานในยุคที่ 3 เช่น RPG APL BASICA เป็นต้น และได้มีการเปิดตัว โปรแกรมจัดการระบบ (Operating system) ซึ่งช่วยให้สามารถบริการทรัพยากรของคอมพิวเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ระบบแบ่งเวลา (time sharing) ก็ทำให้สามารถติดต่อเทอร์มินัลจำนวนมากเข้าไปยังคอมพิวเตอร์ 1 เครื่อง โดยที่ผู้ใช้แต่ละคนสามารถทำงานในส่วนของตนได้พร้อม ๆ กัน

    • ยุคที่ 4 (1971-ปัจจุบัน)


    ในยุคที่ 4 เทคโนโลยีแผงวงจรรวมได้พัฒนาขึ้นเป็น แผงวงจรรวมขนาดใหญ่ (LSI หรือ large-scale integartion) และจากนั้นก็มีการพัฒนาต่าเป็น แผงวงจรขนาดใหญ่มาก (Very Large-Scale integartion - VLSI) ซึ่งทำให้เกิด microprocessor ตัวโลกของโลก คือ Intel 4004 จากบริษัท Intel ซึ่งเป็นการใช้แผ่นชิฟเพียงแผ่นเดียวสำหรับเก็บ หน่วยควบคุม (control unit) และ คำนวณเลขตรรกะ (arithmetic-logic unit) ของคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเทคนิคในการย่อทรานซีสเตอร์ให้อยู่กันอย่างหนาแน่นบนแผ่นซิลิกอนนี้ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจากปัจจุบันสามารถเก็บทรานซิสเตอร์นับล้านตัวไว้ในชิปเพียงหนึ่งแผ่น ในส่วนของหน่วยบันทึกข้อมูลสำรอง (secondary storage) ก็ได้เพิ่มความจุขึ้นอย่างมากจนสามารถเก็บข้อมูลนับพันล้านตัวอักษรได้ในแผ่นดิสก์ขนาด 3 นิ้ว

    เนื่องจากการเพิ่มความจุของหน่วยบันทึกข้อมูลสำรองนี่เอง ซอฟต์แวร์ชนิดใหม่ได้พัฒนาขึ้น เพื่อให้สามารถเก็บรวมรวบและบันทึกแก้ไขข้อมูลจำนวณมหาศาลที่ถูกจัดเก็บไว้ นั่นคือ ซอฟร์แวร์ ฐานข้อมูล (Data base ) นอกจากนี้ ยังมีการถือกำเนิดขึ้นของเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในปี 1975 คือเครื่อง Altair ซึ่งใช้ชิป intel 8080 และถัดจากนั้นก็เป็นยุคของเครื่อง และ ตามลำดับ ในส่วนของซอฟต์แวร์ก็ได้มีการพัฒนาให้เป็นมิตรกับผู้ใช้ มีขนาดใหญ่และซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ รวมทั้งมีการนำเทคนิคต่าง ๆ เช่น OOP (Object-Oriented Programming) และ Visual Programming มาเป็นเครื่องมือช่วยในการพัฒนา

    การพัฒนาที่สำคัญอื่นๆในยุคที่ 4 คือการพัฒนาเครื่องข่ายคอมพิวเตอร์ความเร็วสูง ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเชื่อมโยงและแลกเปลี่ยนกันได้ โดยการใช้งานภายในองค์กรนั้น ระบบเครื่อข่ายท้องถิ่น (Local Araa Networks) ซึ่งนิยมเรียกว่า แลน (LANs) จะมีบทบาทในการเชื่องโยงเครื่องนับร้อยเข้าด้วยกันในพื้นที่ไท่ห่าวกันนัก ส่วนระบบเครื่องข่ายระยะไกล ( Wide Area Networks ) หรือ แวน (WANs) จะทำหน้าที่เชื่อมโยงเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ห่างไกลคนละซีกโลกเข้าด้วยกัน

    อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)
    มาร์ค วัน
    อีนิแอค

     

     

    ยูนิแวค

    คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2506 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ โดยมีแกนเฟอร์ไรท์เป็นหน่วยความจำ มีอุปกรณ์เก็บข้อมูลสำรองในรูปของสื่อบันทึกแม่เหล็ก เช่น จานแม่เหล็ก ส่วนทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีการพัฒนาดีขึ้น โดยสามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงซึ่งเป็นภาษาที่เขียนเป็นประโยคที่คนสามารถเข้าใจได้ เช่น ภาษาฟอร์แทน ภาษาโคบอล เป็นต้น ภาษาระดับสูงนี้ได้มีการพัฒนาและใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน


    คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม อยู่ระหย่างปี พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2512 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) โดยวงจรรวมแต่ละตัวจะมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในมากมายทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์จะออกแบบซับซ้อนมากขึ้น และสามารถสร้างเป็นโปรแกรมย่อย ๆ ในการกำหนดชุดคำสั่งต่าง ๆ ทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีระบบควบคุมที่มีความสามารถสูงทั้งในรูประบบแบ่งเวลาการทำงานให้กับงานหลาย ๆ อย่าง

    คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 จนถึงปัจจุบัน เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวมความจุสูงมาก(Very Large Scale Integration : VLSI) เช่น ไมโครโพรเซสเซอร์ที่บรรจุทรานซิสเตอร์นับหมื่นนับแสนตัว ทำให้ขนาดเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงสามารถตั้งบนโต๊ะในสำนักงานหรือพกพาเหมือนกระเป๋าหิ้วไปในที่ต่าง ๆ ได้ ขณะเดียวกันระบบซอฟต์แวร์ก็ได้พัฒนาขีดความสามารถสูงขึ้นมาก มีโปรแกรมสำเร็จให้เลือกใช้กันมากทำให้เกิดความสะดวกในการใช้งานอย่างกว้างขวาง
    คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า เป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้น โดยจะมีการเก็บความรอบรู้ต่าง ๆ เข้าไว้ในเครื่อง สามารถเรียกค้นและดึงความรู้ที่สะสมไว้มาใช้งานให้เป็นประโยชน์ คอมพิวเตอร์ยุคนี้เป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประเทศต่างๆ ทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และประเทศในทวีปยุโรปกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง

          

              ในปัจจุบันคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทมากต่อสังคมของมนุษย์ แทบทุกวงการล้วนนำคอมพิวเตอร์เข้าไปเกี่ยวข้องกับการใช้งานคอมพิวเตอร์จึงเป็นปัจจัยที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการดำเนินชีวิตและการทำงานในชีวิตประจำวันจึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องเรียนรู้เรื่องของคอมพิวเตอร์ความหมายของคอมพิวเตอร์

     

    ความหมายของคอมพิวเตอร์

              คอมพิวเตอร์หมายถึง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (electronicsชนิดหนึ่งที่สามารถรับโปรแกรมและข้อมูลทำการประเมินผลสื่อสารจัดเก็บข้อมูลเคลื่อนย้ายข้อมูลและแสดงผลลัพธ์ได้อย่างรวดเร็วให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและเชื่อถือได้

    จากความหมายจะเห็นว่าเครื่องคอมพิวเตอร์มีอุปกรณ์ที่สามารถทำงานได้ 3 อย่างคือ

               1. รับโปรแกรมและข้อมูล โปรแกรมในที่นี้หมายถึงชุดของคำสั่งที่จะให้คอมพิวเตอร์ทำงานซึ่งเราเรียกว่าโปรแกรมคอมพิวเตอร์ส่วนข้อมูลนั้นอาจจะเป็นตัวเลขหรือตัวอักษรที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผล

              2. ทำการประมวลผล หมายถึงการจัดระเบียบแบบแผนของข้อมูลเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการซึ่งทำได้โดยการคำนวณเปรียบเทียบวิเคราะห์โดยใช้สูตรทางวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์วิธีการต่างๆเหล่านี้ทำได้โดยอาศัยคำสั่งหรือโปรแกรมที่เขียนขึ้น

              3. แสดงผลลัพธ์ คือการนำผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลเสร็จเรียบร้อยแสดงออกในรูปแบบต่างๆที่ผู้ใช้เข้าใจและนำไปใช้ประโยชน์ได้

     

     
         ภาพ การทำงานของคอมพืวเตอร์

       

     

              จากบทบาทของคอมพิวเตอร์ที่มีต่อสังคมของมนุษย์และความจำเป็นที่มนุษย์ต้องการใช้คอมพิวเตอร์ในการทำงานในชีวิตประจำวันเครื่องคอมพิวเตอร์จึงถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้มีจุดเด่น 4 ประการเพื่อทดแทนข้อจำกัดของมนุษย์เรียกว่า 4S  special ดังนี้

     

    จุดเด่น 4 ประการของคอมพิวเตอร์ (4S special)

              1. หน่วยเก็บ (Storage) หมายถึงความสามารถในการเก็บข้อมูลจำนวนมากและเป็นเวลานานนับเป็นจุดเด่นทางโครงสร้างและเป็นหัวใจของการทำงานแบบอัตโนมัติของเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องด้วย

              2. ความเร็ว (Speed) หมายถึงความสามารถในการประมวลผลข้อมูล (Processing Speed) โดยใช้เวลาน้อยเป็นจุดเด่นทางโครงสร้างที่ผู้ใช้ทั่วไปมีส่วนเกี่ยวข้องน้อยที่สุดเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สำคัญส่วนหนึ่งเช่นกัน

              3. ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting) หมายถึงความสามารถในการประมวลผลข้อมูลตามลำดับขั้นตอนได้อย่างถูกต้องและต่อเนื่องอย่างอัตโนมัติโดยมนุษย์มีส่วนเกี่ยวข้องเฉพาะในขั้นตอนการกำหนดโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลก่อนการประมวลผลเท่านั้น

              4. ความน่าเชื่อถือ (Sure)หมายถึงความสามารถในการประมวลผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ถูกต้องความน่าเชื่อถือนับเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ความสามารถนี้เกี่ยวข้องกับโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลที่มนุษย์กำหนดให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรงกล่าวคือหากมนุษย์ป้อนข้อมูลที่ไม่ถูกต้องให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ย่อมได้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องด้วยเช่นกัน

     

    วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์

              จุดเริ่มต้นในการคิดค้นเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นเกิดจากความต้องการในการนับและคิดคำนวณของมนุษย์โดยในยุคแรกคือช่วงคริสต์ศักราช 1,200 การคิดคำนวณยังไม่ซับซ้อนในประเทศจีนมีการใช้อุปกรณ์ช่วยในการนับที่เรียกว่าลูกคิด (abacus)

              ต่อมาเมื่อมนุษย์ต้องการการคิดคำนวณที่ซับซ้อน และต้องอาศัยเครื่องมือช่วยงานที่มีความสามารถหลากหลายจึงได้มีการพัฒนาเครื่องช่วยคำนวณที่ซับซ้อนและก้าวหน้าขึ้นตามลำดับ

              ปัจจุบันจนกระทั่งในยุคเรามีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการคำนวณงานและประยุกต์ใช้งานได้หลายประเภทเช่นการสื่อสารการประมวลผลข้อมูลหรือแม้แต่ให้ความบันเทิงนอกจากนั้นรูปลักษณ์ของคอมพิวเตอร์ยังพัฒนาจนมีขนาดเล็กง่ายต่อการพกพา

              ต่อมานักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อชาร์ลแบบเบจ (Charles Babbage) ได้ประดิษฐ์เครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine)   มีความสามารถในการคำนวณค่าต่างๆทางคณิตศาสตร์การทำงานของเครื่องนี้แบ่งเป็น 3 ส่วนคือส่วนเก็บข้อมูลส่วนคำนวณและส่วนควบคุมใช้ระบบพลังเครื่องยนต์ไอน้ำหมุนฟันเฟืองมีข้อมูลอยู่ในบัตรเจาะรูคำนวณได้โดยอัตโนมัติและเก็บข้อมูลในหน่วยความจำก่อนจะพิมพ์ออกมาทางกระดาษหลักการของแบบเบจนี้เองที่ได้นำมาพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เราจึงยกย่องให้ชาร์ลแบบเบจ เป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์

     

     บิดาแห่งคอมพิวเตอร์
     ภาพ ชาร์ลแบบเบจ บิดาแห่งคอมพิวเตอร์

             

            

    หลังจากนั้นได้มีผู้ประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมามากมายหลายขนาด ทำให้เป็นการเริ่มยุคของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริงโดยสามารถจัดแบ่งคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ยุค

     

    คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1 คอมพิวเตอร์ยุคหลอดสุญญากาศ (พ.ศ. 2488  -  พ.ศ. 2501 )

    หลอดสุญญากาศ 
     ภาพ หลอดสุญญยากาศ

              หลอดสุญญากาศเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดใหญ่และต้องใช้กระแสไฟฟ้ามากเพื่อเผาไส้หลอดให้เกิดประจุอิเล็กตรอนวิ่งผ่านแผ่นตาราง (grid)   การทำงานของหลอดสุญญากาศเป็นวิธีการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านแผ่นตารางยุคนี้คอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่ใช้กำลังไฟฟ้าสูงทำให้เครื่องมีความร้อนสูงเกิดปัญหาไส้หลอดขาดบ่อยแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก

              ในปีพ.ศ. 2486 ได้มีผู้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้น และจัดได้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปเป็นเครื่องแรกของโลกมีชื่อว่าอินิแอค Electronic Numerical Integrator And Calculator : ENIAC)เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศและใช้งานที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนียในระยะเวลาใกล้เคียงกันนี้ก็มีการสร้างคอมพิวเตอร์และเครื่องคำนวณที่ใช้หลอดสุญญากาศขึ้นอีกหลายรุ่นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สร้างในยุคหลอดสุญญากาศยุคแรกนี้จะเน้นในเรื่องคำนวณการ

    เครื่อง ENIAC  
    ภาพ คอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปเป็นเครื่องแรกของโลกมีชื่อว่าอินิแอค

              ในปีพ.ศ. 2488 จอห์นวอนนอยแมน (John Von Neumann) ได้สนใจเครื่องอินิแอคและได้เสนอแนวคิดในการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยความจำเพื่อใช้เก็บข้อมูลและโปรแกรมการทำงานหรือชุดคำสั่งของคอมพิวเตอร์คอมพิวเตอร์จะทำงานโดยเรียกชุดคำสั่งที่เก็บไว้ในหน่วยความจำมาทำงานหลักการนี้เป็นหลักการที่ใช้มาจนถึงปัจจุบัน

              คอมพิวเตอร์ในยุคหลอดสุญญากาศได้เจริญก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับมีการพัฒนาหน่วยความจำถาวรที่เก็บข้อมูลได้จำนวนมากจนในที่สุดก็มีการใช้หน่วยเก็บข้อมูลในรูปจานแม่เหล็กและวงแหวนแม่เหล็กการเก็บข้อมูลในวงแหวนแม่เหล็กนี้ใช้มาจนถึงประมาณปี พ.ศ. 2513 นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาวิธีการเก็บข้อมูลในรูปดรัมแม่เหล็กและเทปแม่เหล็กอีกด้วย

     

    คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2 คอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์ (พ.ศ. 2500 - พ.ศ. 2507)

    ทรานซิสเตอร์ 
      ภาพ ทรานซิสเตอร์

              นักวิทยาศาสตร์ของห้องปฏิบัติการวิจัยเบล (Bell Laboratory) แห่งสหรัฐอเมริกาได้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ได้สำเร็จทรานซิสเตอร์นี้มีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการสร้างคอมพิวเตอร์ลักษณะของเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้คือใช้ทรานซิสเตอร์เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์และใช้วงแหวนแม่เหล็กเป็นหน่วยความจำเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่ายุคแรกราคาถูกลงต้นทุนต่ำกว่าคอมพิวเตอร์ในยุคที่ 1 ใช้กระแสไฟฟ้าน้อยกว่ามีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพในการทำงานที่ดีกว่ามีความคงทนที่สำคัญคือสามารถผลิตได้ในราคาที่ถูกกว่าหลอดสุญญากาศดังนั้นคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมาจึงใช้ทรานซิสเตอร์และทำให้สิ้นสุดคอมพิวเตอร์ยุคหลอดสุญญากาศ

              เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์รุ่นแรกๆ ของบริษัทไอบีเอ็มเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงมีขีดความสามารถในเชิงการทำงานได้ดีขึ้นการเริ่มต้นใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์นี้ทำให้มีการผลิตคอมพิวเตอร์และใช้งานแพร่หลายกว่ายุคหลอดสุญญากาศมากองค์กรและหน่วยงานทั้งในภาครัฐบาลและเอกชนได้นำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้งานและในปีพ.ศ. 2507 บริษัทไอบีเอ็มได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าเมนเฟรม (mainframe) และถือได้ว่าเป็นรากฐานการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมาจนถึงปัจจุบัน

             สำหรับในประเทศไทยมีการนำเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้เข้ามาใช้กันในปีพ.ศ. 2507 โดยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยนำเข้ามาใช้ในการศึกษาในระยะเวลาเดียวกันสำนักงานสถิติแห่งชาติก็นำมาเพื่อใช้ในการทำสำมะโนประชากรนับเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกที่ใช้ในประเทศไทย

              คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วเช่นองค์การนาซาของสหรัฐอเมริกาใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ในการคำนวณและควบคุมยานอวกาศต่างๆในยุคแรกและมีพัฒนาการต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบันคอมพิวเตอร์ยุคที่ 3 คอมพิวเตอร์ยุควงจรรวม (พ.ศ. 2508 - พ.ศ. 2512)

     

    คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3 คอมพิวเตอร์ยุควงจรรวม (พ.ศ. 2508 - พ.ศ. 2512)

    ไอซี 
                      ภาพ ไอซี

              ประมาณปีพ.ศ. 2508 ได้มีการพัฒนาวิธีการสร้างทรานซิสเตอร์จำนวนมากลงบนแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กและเกิดวงจรรวมบนแผ่นซิลิกอนที่เรียกว่าไอซี (Integrated Circuit: IC)

              ลักษณะของคอมพิวเตอร์ในยุคนี้คือใช้วงจรไอซีเป็นสารกึ่งตัวนำที่สามารถบรรจุวงจรทางตรรกะไว้แล้วพิมพ์บนแผ่นซิลิคอนเรียกว่าชิปซึ่งสามารถทำงานได้เท่ากับทรานซิสเตอร์หลายร้อยตัวเครื่องคอมพิวเตอร์จึงมีขนาดเล็กลงความเร็วเพิ่มขึ้นและใช้กำลังไฟน้อย

              ขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาการทางด้านอุปกรณ์เก็บข้อมูลมาเป็นฮาร์ดดิสก์ (harddisk) โดยนำแผ่นบันทึกหลายๆแผ่นวางซ้อนกันมีหัวอ่านหลายหัวฮาร์ดดิสก์ในเครื่องคอมพิวเตอร์จึงเป็นอุปกรณ์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์มีความจุในการเก็บข้อมูลได้มากและรวดเร็ว

     

    คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4 คอมพิวเตอร์ยุควีแอลเอไอส (พ.ศ. 2513 - พ.ศ. 2532)

    วงจรวีแอลเอสไอ 
          ภาพ วงจรวีแอลเอสไอ

              เทคโนโลยีทางด้านการผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยังคงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง มีการสร้างเป็นวงจรรวมที่มีขนาดใหญ่มารวมในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กเรียกว่าวงจรวีแอลเอสไอ Very Large Scale Integrated circuit : VLSI )  เป็นวงจรรวมที่สามารถนำทรานซิสเตอร์จำนวนล้านตัวมารวมกันอยู่ในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กและผลิตเป็นหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเรียกว่าไมโครโพรเซสเซอร์ (microprocessor)

              การใช้วงจรวีแอลเอสไอเป็นวงจรภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดที่เล็กลงกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคทรานซิสเตอร์แต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเรียกว่าไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer)  ไมโครคอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่แพร่หลายและมีผู้ใช้งานกันทั่วโลกเป็นจำนวนมากพัฒนาการของฮาร์ดดิสก์ก็มีขนาดเล็กลงมีความจุเพิ่มขึ้นแต่มีราคาถูกลงเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์มีหลายขนาดตั้งแต่อยู่ในอุ้งมือที่เรียกว่าปาล์มทอป (palm top)  ขนาดโน้ตบุ๊ก(note book) และคอมพิวเตอร์ขนาดตั้งโต๊ะบนโต๊ะ (desk top)  ไมโครคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้ง่ายและมีซอฟต์แวร์สำเร็จในการใช้งานจำนวนมากเช่นซอฟต์แวร์ประมวลคำซอฟต์แวร์ตารางทำงานและซอฟต์แวร์กราฟิกเป็นต้น

     

    คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5 คอมพิวเตอร์ยุคเครือข่าย (พ.ศ. 2533 - ปัจจุบัน) 
              เมื่อไมโครคอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถสูงขึ้น ทำงานได้เร็วการแสดงผลและการจัดการข้อมูลก็ทำได้มากสามารถประมวลผลและแสดงผลได้ครั้งละมากๆจึงทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้หลายงานพร้อมกันดังจะเห็นได้จากโปรแกรมจัดการประเภทวินโดว์ในปัจจุบันที่ทำให้คอมพิวเตอร์เครื่องเดียวทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้ขณะเดียวกันก็มีการเชื่อมโยงเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในองค์กรมีการทำงานเป็นกลุ่ม (กลุ่มงาน) โดยใช้เครือข่ายท้องถิ่นที่เรียกว่าแลน (Local Area Network: LAN) เมื่อเชื่อมการทำงานหลายๆกลุ่มขององค์กรเข้าด้วยกันเกิดเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์กรเรียกว่าอินทราเน็ต (intranet) และหากนำเครือข่ายขององค์กรเชื่อมต่อเข้าสู่เครือข่ายสากลที่ต่อเชื่อมกันทั่วโลกก็เรียกว่าอินเทอร์เน็ต (Internet) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้จึงเป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้นกล่าวได้ว่าเป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประเทศต่างๆทั่วโลกกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง

     


อ้างอิง : 
Comments