จดท าโดย นายบรรสทธ ดลอม

ครช านาญการ โรงเรยนเทศบาลบานสามเหลยม ส านกการศกษา เทศบาลนครขอนแกน

ววฒนาการของคอมพวเตอร

ววฒนาการของคอมพวเตอร

ววฒนาการของคอมพวเตอร เรมตนจากววฒนาการของการค านวณ อปกรณทใชในการค านวณ หรอเครองค านวณตางๆ เนองจากถอไดวา "คอมพวเตอร" เปนเครองค านวณรปแบบหนงนนเอง โดยอาจจะเรมไดจากการนบจ านวนดวยกอนหน, เศษไม, กงไม, การใชถานขดเปนสญลกษณตามฝาผนง ทงนเครองค านวณทนบเปนตนแบบของคอมพวเตอรทงานในปจจบนไดแก ลกคด (Abacus) นนเอง

ลกคด (Abacus) ลกคด เปนเครองค านวณเครองแรก ทมนษยไดประดษฐคดคนขนมา โดย

ชาวตะวนออก (ชาวจน) และยงมใชงานอยในปจจบน มลกษณะตางๆ ออกไป เชนลกษณะลกคดของจน ซงมตวนบรางบน สองแถว ขณะทลกคดของญปนมตวนบรางบนเพยงแถวเดยว แมเปนอปกรณสมยเกา แตกมความสามารถในการค านวณเลขไดทกระบบ

สวนประกอบของลกคด

การใชนวดดลกคด เพอค านวณคาตางๆ

ในปจจบนการค านวณบางอยาง ยงใชลกคดอยถงแมนจะมคอมพวเตอร

แทงเนเปยร (Napier's rod)

อปกรณค านวณทชวยคณเลข คดคนโดย จอหน เนเปยร (John

Napier : 1550 - 1617) นกคณตศาสตรชาวสกอต มลกษณะเปนแทงไมทตเปนตาราง และชองสามเหลยม มเลขเขยนอยบนตารางเหลาน เมอตองการคณเลขจ านวนใด กหยบแทงทใชระบเลขแตละหลกมาเรยงกน แลวจงอานตวเลขบนแทงนน ตรงแถวทตรงกบเลขตวคณ กจะไดค าตอบทตองการ โดยกอนหนานเนเปยร ไดท าตารางลอการทม เพอชวยในการคณและหารเลข โดยอาศยหลกการบวก และลบเลขมาชวยในการค านวณ

แทงเนเปยร

ไมบรรทดค านวณ (Slide Rule)

วลเลยม ออทเตรด (1574 - 1660) ไดน าหลกการลอการทมของเนเปยรมาพฒนาเปน ไมบรรทดค านวณ หรอสไลดรล โดยการน าคาลอการทม มาเขยนเปนสเกลบนแทงไมสองอน เมอน ามาเลอนตอกน กจะอานคาเปนผลคณหรอผลหารได โดยอาศยการคาดคะเนผลลพธ

ไมบรรทดค านวณ (Slide Rule)

นาฬกาค านวณ (Calculating Clock)

นาฬกาค านวณ เปนเครองค านวณทรบอทธพลจากแทงเนเปยร โดยใชตวเลขของแทงเนเปยรบรรจบนทรงกระบอกหกชด แลวใชฟนเฟองเปนตวหมนทดเวลาคณเลข ประดษฐโดย วลเฮลม ชคการด (1592 - 1635) ซงถอไดวาเปนผทประดษฐเครองกลไกส าหรบค านวณไดเปนคนแรก

นาฬกาค านวณ (Calculating Clock)

เครองค านวณของปาสกาล (Pascal's Pascaline Calculator)

Blaise Pascal

เครองค านวณของปาสกาล ประดษฐในป

1642 โดย เบลส ปาสกาล (Blaise Pascal :1623 - 1662) นกคณตศาสตรชาวฝรงเศษ โดยเครองค านวณนมลกษณะเปนกลองสเหลยม มฟนเฟองส าหรบตงและหมนตวเลขอยดานบน ถอไดวาเปน "เครองค านวณใชเฟองเครองแรก"

Pascal's Pascaline Calculator

การค านวณใชหลกการหมนของฟนเฟองหนงอนถกหมนครบ 1 รอบ ฟนเฟองอกอนหนงทางดานซายจะถกหมนไปดวยในเศษ 1 สวน 10 รอบ เชนเดยวกบการทดเลขส าหรบผลการค านวณจะดไดทชองบน และไดถกเผยแพรออกสสาธารณชนเมอ พ.ศ. 2188 แตไมประสบผลส าเรจเทาทควร เครองมอนสามารถใชไดดในการค านวณบวกและลบ เทานน สวนการคณและหารยงไมดเทาไร

เครองค านวณของไลปนซ

(The Leibniz Wheel)

Gottfried Wilhelm Leibniz

กอดฟรด ไลปนซ (Gottfried Wilhelm

Leibniz: 1646 - 1716) นกคณตศาสตร นกปรชญา นกการฑต ชาวเยอรมน ท าการปรบปรงเครองค านวณของปาสกาลใหสามารถคณ และหารได ในป 1673 โดยการปรบฟนเฟองใหดขนกวาของปาสกาล ใชการบวกซ า ๆ กนแทนการคณเลข จงท าใหสามารถท าการคณและหารไดโดยตรง ซงอาศยการหมนวงลอของเครองเอง ยงคนพบเลขฐานสอง (Binary Number) คอ เลข 0 และเลข 1 ซงเปนระบบเลขทเหมาะในการค านวณ

The Leibniz Wheel

เครองผลตางของแบบเบจ (Babbage's Difference Engine)

เครองวเคราะหของแบบเบจ

(Babbage's Analytical Engine)

ชารลส แบบเบจ (Charles Babbage: 1792 - 1871) นกวทยาศาสตรชาวองกฤษ ไดประดษฐเครองผลตาง (Difference Engine) ขนมาในป 1832 เปนเครองค านวณทประกอบดวยฟนเฟองจ านวนมาก สามารถค านวณคาของตารางไดโดยอตโนมต แลวสงผลลพธไปตอกลงบนแผนพมพส าหรบน าไปพมพไดทน แบบเบจไดพฒนาเครองผลตางอกครงในป 1852 โดยไดรบเงนอดหนนจากรฐสภาองกฤษ แตกตองยตลงเมอผลการด าเนนการไมไดดงทหวงไว

เครองผลตางของแบบเบจ (Babbage's Difference Engine)

หลงจากนนแบบเบจกหนมาออกแบบเครองวเคราะห

(Babbage's Analytical Engine) โดยเครองนประกอบดวย "หนวยความจ า" ซงกคอ ฟนเฟองส าหรบนบ "หนวยค านวณ" ทสามารถบวกลบคณหารได "บตรปฏบต" คลายๆ บตรเจาะรใชเปนตวเลอกวาจะค านวณอะไร "บตรตวแปร" ใชเลอกวาจะใชขอมลจากหนวยความจ าใด และ "สวนแสดงผล" ซงกคอ "เครองพมพ หรอเครองเจาะบตร" แตบคคลทน าแนวคดของแบบเบจมาสรางเครองวเคราะห (Analytical Engine) กคอ ลกชายของแบบเบจชอ เฮนร (Henry) ในป 1910

อยางไรกตามความคดของแบบเบจ เกยวกบเครองผลตาง และเครองวเคราะห เปนประโยชนตอวงการคอมพวเตอรในยคตอมามาก จงไดรบสมญาวา "บดาแหงคอมพวเตอร" เนองจากประกอบดวยสวนส าคญ 4 สวน คอ 1. สวนเกบขอมล เปนสวนทใชในการเกบขอมลน าเขาและผลลพธทไดจากการค านวณ 2. สวนประมวลผล เปนสวนทใชในการประมวลผลทางคณตศาสตร 3. สวนควบคม เปนสวนทใชในการเคลอนยายขอมลระหวางสวนเกบขอมลและสวนประมวลผล 4. สวนรบขอมลเขาและแสดงผลลพธ เปนสวนทใชรบขอมลจากภายนอกเครองเขาสสวนเกบขอมล และแสดงผลลพธทไดจากการค านวณท าใหเครองวเคราะหน มลกษณะใกลเคยงกบสวนประกอบของระบบคอมพวเตอรในปจจบน

ABC เครองค านวณขนาดเลกทใชหลอดสญญากาศ

John V. Atanasoff Clifford Berry

ABC เครองค านวณขนาดเลกทใชหลอดสญญากาศ

ป 1940 จอหน วนเซนต อาตานาซอฟ (John

V. Atanasoff) และลกศษฐชอ คลฟฟอรด เบอร (Clifford Berry) แหงมหาวทยาลยไอโอวา รวมกนประดษฐเครองค านวณขนาดเลกทใชหลอดสญญากาศ ซงนบวาเปนเครองคอมพวเตอรระบบดจตอลเครองแรก เรยกเครองนวา ABC หรอ Atanasoff Berry Computer

Atanasoff Berry Computer

Mark I เครองค านวณอเลกทรอนกสของไอบเอม

ในป 1943 บรษทไอบเอม (IBM: International Business

Machines Co.,) โดยโธมส เจ. วตสน (Thomas J. Watson)

ไดพฒนาเครองค านวณทมความสามารถเทยบเทากบคอมพวเตอร ซงกคอ เครองคดเลขทใชเครองกลไฟฟาเปนตวท างาน ประกอบดวยฟนเฟองในการท างาน อนเปนการน าเอาเทคโนโลยเครองวเคราะหแบบแบบเบจมาปรบปรงนนเอง เครองนยงไมสามารถบนทกค าสงไวในเครองได มความสง 8 ฟต ยาว 55 ฟต ซงกคอ เครอง Mark I หรอชอทางการวา Automatic Sequence Controlled

Calculator

Mark I - Automatic Sequence

Controlled Calculator

ENIAC เครองคอมพวเตอรเครองแรกของโลก

จอหน ดบลว มอชลย (John W. Mauchly) และ เจ เพรสเพอร เอคเกรต (J. Prespern Eckert) ไดรบทนอดหนนจากกองทพสหรฐอเมรกา ในการสรางเครองค านวณ ENIAC เมอป

1946 นบวาเปน "เครองค านวณอเลกทรอนกสเครองแรกของโลก หรอคอมพวเตอรเครองแรกของโลก" ENIAC เปนค ายอของ Electronics Numerical Integrator and Computer เปนเครองค านวณทมจดประสงคเพอใชงานในกองทพ

โดยใชค านวณตารางการยงปนใหญ วถกระสนปนใหญ อาศยหลอดสญญากาศจ านวน 18,000 หลอด มน าหนก 30 ตน ใชเนอทหอง 15,000 ตารางฟต เวลาท างานตองใชเวลาถง 140 กโลวตต ค านวณในระบบเลขฐานสบ เครอง ENIAC นมอชลย ไดแนวคดมาจากเครอง ABC ของอาตานาซอฟ

ENIAC - Electronics Numerical

Integrator and Computer

EDVAC กบสถาปตยกรรมฟอนนอยมานน

EDVAC หรอ Electronics

Discrete Variable Automatic Computer นบเปนเครองคอมพวเตอรเครองแรก ทสามารถเกบค าสงเอาไวท างาน ในหนวยความจ า พฒนาโดย จอหน ฟอน นอยมานน (Dr. John Von Neumann) นกคณตศาสตรชาวฮงการ รวมกบทมมอชลย และเอคเกรต โดยฟอน นอยมานน แนวคดทนาสนใจเกยวกบการท างานของคอมพวเตอร จนไดรบการขนานนามวา “สถาปตยกรรมฟอนนอนมานน”

"สถาปตยกรรมฟอนนอนมานน" ซงมรายละเอยดดงน

- มหนวยความจ าส าหรบใชเกบค าสง และขอมลรวมกน (The

stored program concept)

- การด าเนนการ กระท าโดยการอานค าสงจากหนวยความจ า มาแปลความหมาย แลวท าตามทละค าสง - มการแบงสวนการท างาน ระหวางหนวยประมวลผล หนวยความจ า หนวยควบคม และหนวยด าเนนการรบ และสงขอมล

UNIVAC เครองคอมพวเตอรส าหรบใชในงานธรกจเครองแรกของโลก

หลอดสญญากาศ

มอชลย และเอคเกรต ในนามบรษทเรมงตน แรนด (Remington Rand) ไดสรางเครองคอมพวเตอรอกเครองหนงในเวลาตอมา คอ UNIVAC (Universal Automatic Computer) เพอใชงานส ามะโนประชากรของสหรฐอเมรกา เปนเครองทท างานในระบบเลขฐานสบเหมอนเดม อยางไรกตาม UNIVAC กยงมขนาดใหญมาก ยาว 14 ฟต กวาง 7 ฟตครง สง 9 ฟต มหลอดสญญากาศ 5,000 หลอด แตมความเรวในการท างานสง สามารถเกบตวเลข หรอตวอกษรไวในหนวยความจ าไดถง 12,000 ตว

UNIVAC

(Universal Automatic Computer)

คอมพวเตอรยคทหนง

เรมจากป ค.ศ. 1951 - 1958

ใชหลอดสญญากาศ (Vacuum

Tube) เปนวงจรส าคญในการท างาน นบเปนยคเรมตนทความรเกยวกบเทคโนโลยคอมพวเตอรพงกอเกด คอมพวเตอรในยคนไดแก UNIVAC, ENIACคอมพวเตอรในยคน มกจะใชกบงานธรกจ เชน งานเงนเดอน บญช หรอควบคมสนคาคงคลง

Vacuum Tube หรอหลอดสญญากาศ

ลกษณะเฉพาะของคอมพวเตอรยคท 1

- ใชหลอดสญญากาศ เปนสวนประกอบหลก - ตวเครองมขนาดใหญ ใชก าลงไฟฟาสง เกดความรอนสง - ท างานดวยภาษาเครอง (MachineLanguage)

- มการพฒนาภาษาสญลกษณ เชน Symbolic

Language และ Assembly

คอมพวเตอรยคทสอง

ป ค.ศ. 1959 - 1964 ใชทรานซสเตอร (Transistor) เปนวงจรส าคญ

ซงเปนอปกรณทพฒนาโดยนกวทยาศาสตรชนน าสามคนจากหองปฏบตการเบลล (Bell Lab.) ไดแก วลเลยม ชอคลย (W. Shock), จอหน บารดน (J.

Bardeen), วอลเตอร แบรทเตน (H. W. Brattain) โดยทรานซสเตอรเปนแผงวงจรอเลกทรอนกสทมขนาดเลกกวาหลอดสญญากาศมาก แตมความจ าทสงกวา ไมตองเวลาในการวอรมอพ ใชพลงงานต า ท างานดวยความเรวทสงกวา นอกจากเทคโนโลยเรองวงจร ยงมเทคโนโลยอนมารวมดวย เชน เกดภาษาคอมพวเตอรขนมา คอ ภาษาแอสเซมบล (Assembly Language) และภาษาระดบสงตางๆ เชน ภาษา FORTRAN, COBOL ส าหรบหนวยบนทกขอมลกมการน าเทปแมเหลกมาใชงาน

Transistor

คอมพวเตอรยคทสาม

ป ค.ศ. 1965 - 1670 เปนยคทคอมพวเตอรเรมปรบเปลยนมาก เนองจากมการพฒนาแผงวงจรรวม (IC :

Integrated Circuit) อนเปนผลงานของบรษทเทกซส อนสตรเมนต (Texas Instruments Co.,) ท าใหเกดคอมพวเตอรขนาดเลกลงมา ระดบมนคอมพวเตอร

IC : Integrated Circuit

คอมพวเตอรยคทส

ป ค.ศ. 1971 ถงปจจบน เปนยคของวงจร VLSI (Very Large Scale Integration) ในรปของไมโครโพรเซสเซอร (Microprocessor) เปลยนระบบหนวยความจ าจากวงแหวนแมเหลกเปนหนวยความจ าสารกงตวน าทเรยกวา RAM

(Random Access Memory) สงผลใหเกดคอมพวเตอรสวนบคคล (PC :

Personal Computer)

Microprocessor – VLSI

(Very Large Scale Integration)

Apple I

Apple II