วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์

วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์

 

                    สมัยโบราณมนุษย์รู้จักการนับด้วยวิธีการต่าง ๆ เช่น นับเศษไม้ ก้อนหิน ลูกปัด การใช้นิ้วมือ การขีดเป็นรอย ชาวจีนคิดประดิษฐ์เครื่องมือนับเรียกว่า “ลูกคิด” (Abacus) โดยได้แนวคิดจากการเอาลูกปัดร้อยเก็บเป็นพวงในสมัยโบราณ จึงนับได้ว่าลูกคิดเป็นเครื่องมือนับที่มนุษย์คิดขึ้นเป็นสิ่งแรกของโลกเมื่อประมาณ 500 ปีก่อนคริสต์ศักราช และยังคงเป็นที่นิยมใช้กันอยู่จนถึงปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการฝึกคิดคำนวณของเด็ก ๆ ที่ฉลาด ครูได้นำเอาลูกคิดมาใช้ช่วยในการฝึกคิดให้กับเด็กและได้ผลดีเป็นอย่างยิ่ง

                    ความพยายามที่จะผลิตเครื่องมือนับเพื่อช่วยผ่อนแรงสมองที่จะต้องคิดคำนวณจำนวนเลขต่าง ๆ มีอยู่ตลอดเวลา จากเครื่องที่ใช้มือ มาใช้เครื่องจักร ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ซึ่งมีวิวัฒนาการตามลำดับดังนี้
                    ค.ศ. 1617 : จอห์น เนเปียร์ (John Nepier) ชาวสก็อต ประดิษฐ์เครื่องคิดเลข “เนเปียร์ส โบนส์” (Nepier’s Bones)
                    ค.ศ. 1632 : วิลเลี่ยม ออตเทรด (William Oughtred) ประดิษฐ์ไม้บรรทัดคำนวณ (Slide Rules) เพื่อใช้ในทางดาราศาสตร์ ถือเป็น คอมพิวเตอร์อนาลอก เครื่องแรกของโลก

                    ค.ศ. 1642 : เบลส ปาสคาล (Blaise Pascal: 1623 - 1662) ชาวฝรั่งเศส ประดิษฐ์เครื่องบวกเลขแบบมีเฟืองหมุนคือมีฟันเฟือง 8 ตัว เมื่อเฟืองตัวหนึ่งนับครบ

10 เฟืองตัวติดกันทางซ้ายจะขยับไปอีกหนึ่งตำแหน่ง ซึ่งหลักการนี้เป็นรากฐานของ

การพัฒนาเครื่องคำนวณ และถือว่า เครื่องบวกเลข (Adding Machine) ของปาสคาล

เป็นเครื่องบวกเลขเครื่องแรกของโลก

ค.ศ. 1673 : กอตฟริต ฟอน ไลบนิซ (Gottfried von Leibniz : 1646 - 1716) นักปรัชญาและนักคณิตศาสตร์ ชาวเยอรมัน ออกแบบเครื่องคิดเลขแบบใช้เฟืองทดเพื่อทำการคูณด้วยวิธีการบวกซ้ำ ๆ กัน ไลบนิซเป็นผู้ค้นพบจำนวนเลขฐานสอง (Binary Number) ซึ่งประกอบด้วยเลข 0 และ 1 เป็นระบบเลขที่เหมาะในการคำนวณ เครื่องคิดเลขที่ไลบนิซสร้างขึ้น เรียกว่า Leibniz Wheel สามารถ บวก ลบ คูณ หาร ได้

ค.ศ. 1804 : โจเซฟ มารี แจคการ์ด (Joseph Marie Jacquard : 1752 - 1834) ชาวฝรั่งเศส เป็นผู้คิดประดิษฐ์ Jacquard’s Loom เป็นเครื่องทอผ้าที่ควบคุมการทอผ้าลายสีต่าง ๆ ด้วยบัตรเจาะรู (Punched – card) จึงเป็นแนวคิดในการประดิษฐ์เครื่องเจาะบัตร (Punched – card machine) สำหรับเจาะบัตรที่ควบคุมการทอผ้าขึ้น และถือว่าเป็นเครื่องจักรที่ใช้โปรแกรมสั่งให้เครื่องทำงานเป็นเครื่องแรก

 

 

 

                    ค.ศ. 1822 : ชาร์ลส์ แบบเบจ (Charles Babbage: 1792 - 1871) ศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ของอังกฤษ มีแนวความคิดสร้างเครื่องหาผลต่าง เรียกว่า Difference Engine โดยได้รับความช่วยเหลือจากราชสมาคม (Royal Astronomical Society) ของรัฐบาลอังกฤษ สร้างสำเร็จในปี ค.ศ. 1832

 

จากนั้นในปี ค.ศ. 1833 ชาร์ลส์ แบบเบจ ได้คิดสร้างเครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) ซึ่งแบ่งการทำงานออกเป็น 3 ส่วนคือ ส่วนเก็บข้อมูล ส่วนควบคุม และส่วนคำนวณ โดยออกแบบให้ใช้ระบบพลังเครื่องยนต์ไอน้ำเป็นตัวหมุนเฟือง และนำบัตรเจาะรูมาใช้ในการบันทึกข้อมูล สามารถคำนวณได้โดยอัตโนมัติและเก็บผลลัพธ์ไว้ในหน่วยความจำก่อนแสดงผล ซึ่งจะเป็นบัตรเจาะรูหรือพิมพ์ออกทางกระดาษ แต่ความคิดของแบบเบจ ไม่สามารถประสบผลสำเร็จเนื่องจากเทคโนโลยีในสมัยนั้นไม่เอื้ออำนวย แบบเบจเสียชีวิตในปี ค.ศ. 1871 ลูกชาย ของแบบเบจคือ Henry Prevost Babbage ดำเนินการสร้างต่อมาอีกหลายปีและสร้างเสร็จในปี ค.ศ. 1910

 

         

 

                    หลักการของแบบเบจ ถูกนำมาใช้ในการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่จนถึงปัจจุบัน แบบเบจจึงได้รับการยกย่องให้เป็น บิดาแห่งคอมพิวเตอร์

เลดี้ เอดา ออกัสตา ลัฟเลซ (Lady Ada Augusta Lovelace) นักคณิตศาสตร์ผู้ร่วมงานของแบบเบจ เป็นผู้ที่เข้าใจในผลงานและแนวความคิดของแบบเบจ จึงได้เขียนบทความอธิบายเทคนิคของการเขียนโปรแกรม วิธีการใช้เครื่องเพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เป็นครั้งแรก ทำให้เกิดความเข้าใจในผลงานของแบบเบจได้ดีขึ้น Ada จึงได้รับการยกย่องให้เป็น นักโปรแกรมคนแรกของโลก

 

                    1850 : ยอร์ช บูล (George Boole) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้สร้างแนวคิดเกี่ยวกับระบบพีชคณิตแบบใหม่ เรียกว่า Boolean Algebra เพื่อใช้หาข้อเท็จจริงจากเหตุผลต่าง ๆ และแต่งตำราเรื่อง “The Laws of Thoughts” ว่าด้วยเรื่องของการใช้เครื่องหมาย AND, OR, NOT ซึ่งเป็นรากฐานทางคณิตศาสตร์ให้กับการพัฒนาทางด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เช่น สวิตช์ปิดหรือเปิด การไหลของกระแสไฟฟ้า ไหลหรือไม่ไหล ตัวเลขจำนวนบวกหรือลบ เป็นต้น โดยที่ผลลัพธ์ที่ได้จากพีชคณิตจะมีเพียง 2 สถานะคือ จริงหรือเท็จเท่านั้น ซึ่งอาจจะแทนจริงด้วย 1 และแทนเท็จด้วย 0

                    วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์  แบ่งออกเป็น 5 ยุค  ดังนี้

ยุคที่ 1

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ยุคที่ 2

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

 

 ยุคที่ 3

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

 

ยุคที่ 4

                    คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 จนถึงปัจจุบัน เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวมความจุสูงมาก(Very Large Scale Integration : VLSI) เช่น ไมโครโพรเซสเซอร์ที่บรรจุทรานซิสเตอร์นับหมื่นนับแสนตัว ทำให้ขนาดเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงสามารถตั้งบนโต๊ะในสำนักงานหรือพกพาเหมือนกระเป๋าหิ้วไปในที่ต่าง ๆ ได้ ขณะเดียวกันระบบซอฟต์แวร์ก็ได้พัฒนาขีดความสามารถสูงขึ้นมาก มีโปรแกรมสำเร็จให้เลือกใช้กันมากทำให้เกิดความสะดวกในการใช้งานอย่างกว้างขวาง

 

ยุคที่ 5

คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า เป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้น โดยจะมีการเก็บความรอบรู้ต่าง ๆ เข้าไว้ในเครื่อง สามารถเรียกค้นและดึงความรู้ที่สะสมไว้มาใช้งานให้เป็นประโยชน์ คอมพิวเตอร์ยุคนี้เป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประเทศต่างๆ ทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และประเทศในทวีปยุโรปกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง

 

 

ที่มา

 

http://www.vcharkarn.com/vblog/33317

http://elearning.nectec.or.th/index.php?mod=Courses&op=lesson_show&cid=43&sid=&lid=251