ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์...

8
M aterial volution M ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ E E ย้อนรอย อุปกรณ์คำนวณ รูปแสดงการใช้ปมเชือกแทนสิ่งที่ต้องการนับ เครื่องคิดเลข (Calculator) เป็นเครื่องมือที่ช่วยคำนวณ และแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ให้คำตอบอย่างรวดเร็ว เครื่องคิด เลขถือเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่เราคุ้นเคยและใช้งานกันอยู่ทั่วไป มี รูปร่าง ขนาด และการใช้งานที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ขนาดเล็ก และ บางเท่าบัตรเครดิตที่พกติดตัวได้สะดวก สำหรับใช้ในการบวก ลบ คูณ และหาร ไปจนถึงเครื่องคิดเลขขนาดใหญ่ที่มีความสามารถ ในการคำนวณฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ที่มี ความซับซ้อนได้ เครื่องคิดเลขมีวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องมานาน หลายพันปี โดยก่อนท่จะมีการประดิษฐ์เครื่องคิดเลขเครื่องแรก ขึ้นมาใช้งานนั้น มนุษย์ในยุคโบราณอาศัยรอยขีดบนพื้นทราย ก้อนหิน รวมถึงใช้นิ้วมือ นิ้วเท้า หรือผูกปมเชือกแทนสิ่งทีต้องการนับเพื่อช่วยในการคำนวณ ลูกคิด จัดเป็นเครื่องคิดเลขชนิดแรกที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นเพื่อใช้ ในการคำนวณมาตั้งแต่ 2,400 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งปัจจุบันยังคง มีใช้อยู่บ้างโดยเฉพาะพ่อค้าชาวจีน ลูกคิดที่ยังพอมีให้เราเห็นใน ปัจจุบันนี้มีวิวัฒนาการเริ่มแรกมาจากลูกคิดแบบฝุ่นผง (dust abacus) ซึ่งทำจากแผ่นหินแบนๆ ที่พื้นผิวถูกปกคลุมด้วยฝุ่น หรือทรายละเอียด เวลาใช้จะต้องขีดเส้นเพื่อแบ่งพื้นที่ออกเป็น ช่องๆ ด้วยนิ้วมือ โดยแต่ละช่องใช้แทนตำแหน่งของตัวเลขหน่วย ต่างๆ การคำนวณสามารถทำโดยวาดสัญลักษณ์หรือวางก้อน กรวดเล็กๆ ลงระหว่างช่องที่ขีดไว้แทนตัวเลข ต่อมาจึงพัฒนาเป็นลูกคิดแบบเส้น (line abacus) ทำ จากแผ่นวัสดุที่มีพื้นผิวเรียบ เช่น ไม้ หินอ่อน หรือโลหะสัมฤทธิมีการแกะสลักเส้นตรงเป็นช่องๆ ไว้บนพื้นผิวแทนการใช้ฝุ่น หรือ ทรายละเอียด เพื่อให้ทนทาน และเคลื่อนย้ายได้ง่าย คำว่า abacus มาจากภาษาลาตินว่า abakos และ ภาษากรีกว่า abax ซึ่งหมายถึงโต๊ะที่ถูกโรยด้วยทราย หรือฝุ่น ลูกคิดแบบเส้นนี้นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอียิปต์ โรม กรีก และอินเดีย

Upload: others

Post on 23-Feb-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

M aterial volution M ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

E E

ย้อนรอย

อุปกรณ์คำนวณ

รูปแสดงการใช้ปมเชือกแทนสิ่งที่ต้องการนับ

เครื่องคิดเลข (Calculator) เป็นเครื่องมือที่ช่วยคำนวณและแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ให้คำตอบอย่างรวดเร็วเครื่องคิดเลขถือเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่เราคุ้นเคยและใช้งานกันอยู่ทั่วไป มีรูปร่างขนาดและการใช้งานที่แตกต่างกันตั้งแต่ขนาดเล็กและบางเท่าบัตรเครดิตที่พกติดตัวได้สะดวกสำหรับใช้ในการบวกลบคูณ และหาร ไปจนถึงเครื่องคิดเลขขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการคำนวณฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ที่มีความซับซ้อนได้ เครื่องคิดเลขมีวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องมานานหลายพันปี โดยก่อนที่จะมีการประดิษฐ์เครื่องคิดเลขเครื่องแรกขึ้นมาใช้งานนั้น มนุษย์ในยุคโบราณอาศัยรอยขีดบนพื้นทรายก้อนหิน รวมถึงใช้นิ้วมือ นิ้วเท้า หรือผูกปมเชือกแทนสิ่งที่ต้องการนับเพื่อช่วยในการคำนวณ ลูกคิด จัดเป็นเครื่องคิดเลขชนิดแรกที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นเพื่อใช้ในการคำนวณมาตั้งแต่2,400ปีก่อนคริสตกาลซึ่งปัจจุบันยังคงมีใช้อยู่บ้างโดยเฉพาะพ่อค้าชาวจีน ลูกคิดที่ยังพอมีให้เราเห็นในปัจจุบันนี้มีวิวัฒนาการเริ่มแรกมาจากลูกคิดแบบฝุ่นผง (dustabacus) ซึ่งทำจากแผ่นหินแบนๆ ที่พื้นผิวถูกปกคลุมด้วยฝุ่นหรือทรายละเอียด เวลาใช้จะต้องขีดเส้นเพื่อแบ่งพื้นที่ออกเป็นช่องๆด้วยนิ้วมือโดยแต่ละช่องใช้แทนตำแหน่งของตัวเลขหน่วยต่างๆ การคำนวณสามารถทำโดยวาดสัญลักษณ์หรือวางก้อนกรวดเล็กๆลงระหว่างช่องที่ขีดไว้แทนตัวเลข ต่อมาจึงพัฒนาเป็นลูกคิดแบบเส้น (line abacus) ทำจากแผ่นวัสดุที่มีพื้นผิวเรียบ เช่น ไม้หินอ่อนหรือโลหะสัมฤทธิ์มีการแกะสลักเส้นตรงเป็นช่องๆไว้บนพื้นผิวแทนการใช้ฝุ่นหรือทรายละเอียดเพื่อให้ทนทานและเคลื่อนย้ายได้ง่าย คำว่า abacus มาจากภาษาลาตินว่า abakos และภาษากรีกว่า abax ซึ่งหมายถึงโต๊ะที่ถูกโรยด้วยทราย หรือฝุ่นลูกคิดแบบเส้นนี้นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอียิปต์ โรม กรีกและอินเดีย

Page 2: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 40

การใช้ลูกคิดช่วยคำนวณเริ่มสะดวกขึ้นเมื่อชาวโรมันโบราณได้พัฒนาลูกคิดแบบร่อง (groovedabacus) ขึ้นใช้งาน โดยทำการแกะสลักเส้นเป็นร่องลึกลงบนแผ่นหิน และใช้ลูกหินกลมขนาดเล็กที่สามารถวางและเคลื่อนที่ขึ้นลงบนร่องได้สะดวกทำให้ใช้งานได้ง่ายขึ้น

ต่อมาชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่องคิดเลขแบบจีน(Chineseabacus)ขึ้นมีลักษณะเป็นกรอบไม้สี่เหลี่ยมมีลูกคิดทรงกลมทำด้วยไม้ แขวนอยู่กับแกนที่ทำด้วยไม้หรือเหล็กเพื่อลดการสูญหาย และพกพาได้สะดวกแต่ละแถวของลูกคิดจากขวาไปซ้าย มีความหมายแทนเลขหลักหน่วยสิบร้อยและพันตามลำดับมีการแบ่งแถวลูกคิดออกเป็น 2 กลุ่มด้วยคานกั้น แต่ละแถวในกลุ่มบนประกอบด้วยลูกคิด 2 ลูก และ 5 ลูกในกลุ่มล่าง

ลูกคิดแบบเส้นของชาวกรีกโบราณ ทำจากแผ่นหินอ่อน ขนาดกว้าง 75 ซม. ยาว 149 ซม. หนา 4.5 ซม.

ลูกคิดแบบร่อง

การคำนวณจะใช้นิ้วดีดลูกคิดที่อยู่ในแถวบนและแถวล่างให้เคลื่อนที่มาเรียงซ้อนกันบริเวณคานกั้นโดยลูกคิดแต่ละลูกของหลักหน่วยในกลุ่มล่างมีค่าเท่ากับ1 และลูกคิดแต่ละลูกของหลักหน่วยในกลุ่มบนมีค่าเท่ากับ 5 ในขณะที่ลูกคิดแต่ละลูกของหลักสิบในกลุ่มล่างของหลักสิบ และมีค่าเท่ากับ 10 และลูกคิดแต่ละลูกของหลักสิบในกลุ่มบนมีค่าเท่ากับ50ตามลำดับ

ลูกคิดแบบจีน

ลูกคิดนิยมนำมาใช้ในการบวกและลบเลขตัวอย่างการบวกเลขด้วยลูกคิด เช่น8+12=20ต้องเริ่มจากการดีดลูกคิดในหลักหน่วยมาเรียงซ้อนกันบริเวณคานกั้นให้ได้ค่าเท่ากับ 8 ก่อน จากนั้นจึงเพิ่มเลข 10(จากตัวเลข12)โดยการดีดลูกคิดในหลักสิบแถวล่างขึ้นกระทบคาน 1 ลูก จากนั้นจึงทำการเพิ่มเลข 2 เข้าไปโดยการดีดลูกคิดในหลักหน่วยแถวล่างขึ้นกระทบคาด

การใช้ลูกคิดในการบวกเลข

Page 3: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 41

เพิ่มอีก 2 ลูก ซึ่งตอนนี้ในหลักหน่วยมีค่าของลูกคิดเท่ากับ 10 ซึ่งสามารถปัดจากหลักหน่วยมาเป็นหลักสิบไดโ้ดยดดีลกูคดิในหลกัสบิแถวลา่งขึน้กระทบคานเพิม่1ลกู และดีดลูกคิดในหลักหน่วยออกจากคานให้หมด ผลลัพธ์ที่ได้คือลูกคิด 2 ลูกในหลักสิบแถวล่าง ซึ่งมีค่าเท่ากับ20 นั่นเอง ผู้ที่ใช้จนเชี่ยวชาญจะสามารถดีดลูกคิดเพื่อทำการคำนวณได้อย่างรวดเร็ว แท่งกระดูกของเนเปียร ์

ชุดแท่งกระดูกของเนเปียร์ในกล่องบรรจุ

ปลายปี ค.ศ. 1617 นักคณิตศาสตร์ชาวสกอตแลนด์ชื่อ จอห์น เนเปียร์ (John Napier) ได้ประดิษฐ์เครื่องมือสำหรับใช้ช่วยในการคูณ การหารและการหารากที่สองขึ้นมาเรียกว่า “แท่งกระดูกของเนเปียร์ (Napier’s Bones)” มีลักษณะคล้ายกับตารางสูตรคูณ ประกอบด้วยแผ่นกระดานที่ขอบด้านซ้ายถูกแบ่งเป็นช่องสี่ เหลี่ยมจัตุรัสขนาดเท่าๆ กันจำนวน9ช่องและมีตัวเลขประจำช่องตั้งแต่1ถึง9อยู่ตามลำดับ วัสดุสำหรับทำแท่งกระดูกเนเปียร์มีหลากหลายเช่นงาช้างกระดูกไม้และโลหะ

แท่งกระดูกของเนเปียร์มีลักษณะเป็นแท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้ายาวๆ แต่ละแท่งจะมีการแบ่งเป็นช่องสี่เหลี่ยมจัตุรัส ที่มีขนาดและจำนวนเท่ากับที่ปรากฏบริเวณขอบกระดาน (ตามภาพจะเห็นว่าส่วนขอบกระดานมีช่อง9ช่องดังนั้นแท่งกระดูกแต่ละแท่งจะมีการแบ่งช่องย่อยออกเป็น9ช่องเท่าๆกันเช่นเดียวกัน)ช่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสแต่ละช่องบนแท่งกระดูกเนเปียร์จะถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วนด้วยเส้นทแยงมุม ยกเว้นช่องบนสุดที่ยังเป็นช่องเดียวอยู่ และมีตัวเลขเดี่ยว 1 ถึง 9ประจำอยู่ ช่องถัดลงมามีตัวเลขที่มีค่าเป็นสองเท่า สามเท่า สี่เท่า จนถึงเก้าเท่าของตัวเลขที่อยู่ช่องบนสุดตามลำดับ โดยตัวเลขแต่ละตัวของผลลัพธ์ที่เป็น สองเท่าสามเท่า สี่เท่า จนถึงเก้าเท่านี้ จะถูกเขียนแยกกันอยู่คนละข้างของเส้นทแยงมุมบนช่องสี่เหลี่ยมจัตุรัสนั่นเอง

ลักษณะของแท่งกระดูกของเนเปียร์

Page 4: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 42

ไม้บรรทัดเลื่อนในยุคแรก

ตัวอย่างการใช้แท่งกระดูกของเนเปียร์ช่วยในการคูณ 46785399 ด้วย 7 ทำได้โดยการเรียงแท่งกระดูกของเนเปียร์ที่มีตัวเลข4678539และ9ประจำอยูใ่นชอ่งสีเ่หลีย่มบนสดุ ลงบนแผน่กระดานตามลำดบั แล้วอ่านค่าที่อยู่ในแถวที่ 7 จากขวาไปซ้าย จดผลลัพธ์ที่ได้ลงบนกระดาษ โดยเวลาบวกตัวเลขนั้นให้ทำการปัดตัวเลขไปอยู่ในหลักถัดไปหากบวกแล้วมีค่าเกิน10

ในกรณีที่ต้องการคูณด้วยตัวคูณที่เป็นตัวเลขหลายหลักเช่นคูณ46785399ด้วย96431ก็สามารถดำเนินการได้อย่างง่ายๆโดยการอ่านค่าที่อยู่ในแถวที่9643และ1แล้วเขียนลงบนกระดาษและตั้งหลักให้ถูกต้อง จากนั้นก็นำค่าตัวเลขในแต่ละหลักมาบวกกันจากขวาไปซ้ายก็จะได้ผลลัพธ์ออกมาอย่างรวดเร็วและไม่ผิดพลาด ไม้บรรทัดเลื่อน ไม้บรรทัดเลื่อน หรือที่เรียกกันในหมู่นักเรียนนกัศกึษา และวศิวกรในสมยักอ่นวา่สไลด์ รลู (slide rule)มวีวิฒันาการเริม่มาจากการคดิคน้วธิกีารคำนวณเชงิลอการทิมึของจอหน์เนเปยีร์ในปีค.ศ.1614ทำใหก้ารคณูหรอืการหารสามารถทำได้โดยการผ่านกระบวนการบวก หรือลบตามกฎที่ว่า log(xy) = log (x) + log (y) และ

log(x/y)=log(x)-log(y)ต่อมาในปีค.ศ.1630วิลเลียม ออเทรด (William Oughtred) ได้ประดิษฐ์ไม้บรรทัดเลื่อนที่ใช้สเกลลอการิทึมขึ้นเพื่อใช้ช่วยในการคำนวณ ไม้บรรทัดเลื่อน มีลักษณะคล้ายไม้บรรทัดที่มีส่วนหนึ่งสามารถเลื่อนไปซ้ายหรือขวาได้ ตัวเลขที่ปรากฏบนไม้บรรทัดเลื่อนอยู่บนสเกลเชิงลอการิทึม(logarithmicscale)ซึ่งสังเกตได้จากระยะห่างระหว่างตัวเลขจะค่อยๆลดลงเมื่อตัวเลขเพิ่มขึ้นตามลำดับและเริ่มนับตั้งแต่เลข1ไม่ใช่เลข0เหมือนไม้บรรทัดทั่วไปเนื่องจากลอกของ1มีค่าเท่ากับ0(log1=0)นิยมใช้สำหรับการคูณ การหาร การหาค่าทางตรีโกณมิติเช่นsin(x)หรือ tan(x)การหารากที่สองหรือเลขยกกำลัง โดยการเลือกใช้สเกลต่างๆ ที่อยู่บนไม้บรรทัดเลื่อนให้ถูกต้อง

ตัวอย่างการใช้แท่งกระดูกของเนเปียร์ ช่วยในการคูณ 46785399 ด้วย 96431

ไม้บรรทัดเลื่อนในปัจจุบัน

ตัวอย่างการใช้แท่งกระดูกของเนเปียร์ ช่วยในการคูณ 46785399 ด้วย 7

ไม้บรรทัดทั่วไป (บน) แสดงสเกลเชิงเส้น ไม้บรรทัดเลื่อน (ล่าง) แสดงสเกลเชิงลอการิทึม

Page 5: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 43

เครื่องคำนวณของปาสคาล ในปี ค.ศ.1642 เบลส์ ปาสคาล (BlaisePascal) ซึ่งขณะนั้นมีอายุเพียง 19 ปี ได้สร้างเครื่องช่วยในการบวกและลบขึ้นใช้งาน เพื่อช่วยให้บิดาซึ่งมีอาชีพเก็บภาษีทำงานได้สะดวกและรวดเร็วขึ้น เครื่องคำนวณของปาสคาล (pascaline) มีลักษณะเป็นกล่องสี่เหลี่ยมขนาดยาวประมาณ 30 เซนติเมตร กว้าง 15เซนติเมตรและสูง7เซนติเมตรมีวงล้อขนาดเส้นผ่า-ศูนย์กลาง 5 เซนติเมตร จำนวน 5-8 วงล้อวางเรียงติดอยู่ด้านบนและมีช่องสำหรับดูตัวเลขที่คำนวณได้

การใช้งานอาศัยหลักการหมุนฟันเฟืองของตัวเลขหลักต่างๆ ที่อยู่ด้านบนของกล่อง ฟันเฟืองที่อยู่ขวาสุดแทนตัวเลขในหลักหน่วย อันถัดมาแทนตัวเลขในหลักสิบร้อยพันตามลำดับโดยฟันเฟืองแต่ละอันจะมีจำนวน 10 ซี่ เมื่อถูกหมุนให้ครบ 1 รอบจะมีกลไกทำให้ฟันเฟืองอันถัดไปเกิดการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า1ซี่

การหมุนฟันเฟืองทำได้โดยใช้แท่งไม้ขนาดเล็กวางลงในช่องว่างระหว่างซี่ของฟันเฟืองที่มีตัวเลขที่ต้องการกำกับอยู่จากนั้นจึงหมุนในทิศตามเข็มนาฬิกา

ตัวอย่างการใช้ไม้บรรทัดเลื่อนเป็นเครื่องมือช่วยในการคูณ

เครื่องคำนวณของปาสคาล

ด้านบน และภายในกล่อง ของเครื่องคำนวณของปาสคาล

ตัวอย่างการใช้ไม้บรรทัดเลื่อนเป็นเครื่องมือช่วยในการคูณให้เลือกใช้สเกลCและDบนไม้บรรทัดเลื่อนในการคำนวณ เช่น การคูณ 2.3 ด้วย 3.4 ให้เลื่อนเลข1บนเสกลCมาทางขวาจนเลข1อยู่ตรง

กับเลข 2.3 บนสเกล C จากนั้นจึงทำการเลื่อนตัวชี้ตำแหน่ง(cursor)ให้ตรงกับเลข3.4บนสเกลCจากนั้นจึงอ่านผลลัพธ์บนสเกล D ที่อยู่ตรงกับตัวชี้ตำแหน่งซึ่งเท่ากับ7.82นั่นเอง

หมายเหตุ: ผู้เขียนได้ตรวจสอบพบว่า D: 7.2 ในภาพน่าจะเป็น 7.82

Page 6: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 44

จนถึงตัวกั้น เหมือนการหมุนเลขโทรศัพท์ ผลที่ได้จากการหมุนฟันเฟืองจะปรากฏอยู่ในช่องด้านบน ในการบวกเลขก็สามารถทำได้โดยง่ายจากการหมุนตัวเลขในหลักต่างๆเพิ่มเข้าไป เครื่องหาผลต่าง และเครื่องวิเคราะห์ ในปี ค.ศ.1822 ชาลส์ แบบเบจ (CharlesBabbage) ได้ประดิษฐ์เครื่องกลที่เรียกว่า เครื่องหาผลต่าง(differenceengine)ที่สามารถคำนวณและพิมพ์งานได้ตามคำสั่ง ได้ผลลัพธ์ที่มีความถูกต้องสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการคำนวณค่าทางตรีโกณมิติ สมการพหุนาม หรือฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ในงานที่ซับซ้อนเช่นการหาค่าของฟังก์ชันของ a

0 + a

1x + a

2x2+…+

anxn เป็นต้น แต่เครื่องหาผลต่างแบบเบจยังมีข้อผิด

พลาดของการทำงานของตัวเครื่องอยู่มาก ประกอบการสร้างเครื่องมือต้องใช้ชิ้นส่วนโลหะที่มีลักษณะเหมือนกันหลายร้อยชิ้น และชิ้นส่วนโลหะเหล่านั้นต้องผ่านกระบวนการผลิตที่มีความเที่ยงตรงสูง แต่เทคโนโลยีในการผลิตอุปกรณ์ และชิ้นส่วนต่างๆ ในสมัยนั้นยังไม่ดีพอ เครื่องหาผลต่างที่แบบเบจที่ผลิตออกมาจึงทำงานได้เพียงแค่บางส่วนเท่านั้น

ประสิทธิภาพในการคำนวณงานเพิ่มขึ้น สามารถทำงานตามคำสั่งได้ (programmable) และแบ่งการทำงานของเครื่องออกเป็นส่วนต่างๆ คือ ส่วนที่นำข้อมูลเข้าสู่ตัวเครื่อง (input device) โดยใช้คำสั่งจากบัตรเจาะรูส่วนคำนวณ (arithmetic processor) ทำหน้าที่ประมวลผลและตรวจสอบความถูกต้อง ส่วนควบคุม(control unit) ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนย้ายข้อมูลและหน่วยความจำ(memory)ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและผลลัพธ์ ซึ่ งแนวคิดในการสร้างเครื่องวิ เคราะห์นี้เป็นต้นแบบของเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน ทำให้แบบเบจได้รับการยกย่องว่าเป็น“บิดาแห่งคอมพิวเตอร์”ในเวลาต่อมา แต่ถึงแม้ว่าแนวความคิดของแบบแบจจะถูกต้องและมีความล้ำหน้าอย่างมาก แต่เทคโนโลยีในสมัยนั้นยังไม่เอื้ออำนวยพอที่จะช่วยทำให้เขาสร้างเครื่องดังกล่าวให้สำเร็จได้ เขาเสียชีวิตลงในปี ค.ศ.1871 ต่อมาลูกชายคนเล็กของเขาชื่อ เฮนรี แบบเบจ (HenryBabbage) ได้นำเอาแนวคิดของพ่อมาสร้างเครื่องวิเคราะห์ต่อจนเป็นผลสำเร็จในปีค.ศ.1910 เครื่องคิดเลขแบบแป้นกด

เครื่องหาผลต่าง

คอมโทมิเตอร์ในกล่องไม้

คอมโทมิเตอร์ในกล่องโลหะ

ในปี ค.ศ.1834 แบบเบจได้เสนอหลักการทำงานของเครื่องจักรกลสำหรับการคำนวณเครื่องใหม่เรียกว่าเครื่องวิเคราะห์(analyticalengine)เพื่อให้มี

Page 7: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 45

เครื่องคิดเลขที่ใช้วิธีการกดแป้นตัวเลขด้วยนิ้วมื อในยุคแรกมีชื่ อทางการค้ าว่ า คอมโทมิ เตอร์(Comptometer) ซึ่งถูกออกแบบ และจดสิทธิบัตรครั้งแรกในปี ค.ศ. 1887 โดย ดอรร์ เฟลท์ (Dorr Felt)เป็นเครื่องสำหรับใช้คำนวณการบวก ต่อมาจึงมีการพัฒนาให้สามารถทำการหาร การคูณ และการลบได้ส่วนใหญ่คอมโทมิเตอร์จะถูกนำมาใช้คำนวณอัตราการแลกเปลี่ยนเงินตรา เวลา และน้ำหนัก จึงนิยมใช้ในธนาคารและหน่วยงานราชการต่างๆ

เครื่องคอมโทมิเตอร์ประกอบด้วยกล่องที่ทำด้วยไม้ในยุคแรก ต่อมาจึงเปลี่ยนมาใช้กล่องที่ทำจากโลหะแทน ด้านบนของกล่องมีแป้นตัวเลขเรียงกันเป็นแถวจำนวนตั้งแต่ 30 แป้น ไปจนถึงมากกว่า 100 แป้นภายในประกอบด้วยกลไก และฟันเฟืองที่ทำงานเมื่อมีการกดแป้นตัวเลขด้านบน ผู้ที่มีความชำนาญในการใช้เครื่องจะสามารถทำการบวกเลขได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากผู้ใช้สามารถใช้นิ้วกดแป้นหลายๆ แป้นพร้อมกันได้ เครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์ ปลายปีค.ศ.1961บริษัทเบลพันชคอมพานี(Bell Punch Company) ได้วางตลาดเครื่องคิดเลขระบบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดตั้งโต๊ะเครื่องแรกของโลก รุ่นAnita MK8 น้ำหนัก 33 ปอนด์ และใช้ระบบวงจรไฟฟ้าแบบหลอดสุญญากาศ (vacuum tube) มีแป้นตวัเลขสำหรบัใชใ้นการคำนวณคลา้ยกบัเครือ่งคอมโทมเิตอร์

แต่ Anita MK8 ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์จึงทำงานได้เงียบ เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนกลไกใดที่เคลื่อนที่ขณะใช้งานและสามารถใช้งานได้สะดวกและรวดเร็วกว่า

การคำนวณสามารถใช้ 2 มือทำการกดแป้นได้พร้อมๆ กัน

ต่อมาจึงมีการใช้ทรานซิสเตอร์ (transistor)และแผงวงจรรวม (Integrated Circuit, IC) ทำให้เครื่องคิดเลขสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ใช้พลังงานลดลง และมีขนาดเล็กลงจนสามารถถือติดตัวไปใช้งานได้และยิ่งสะดวกมากขึ้นเมื่อมีการพัฒนาเครื่องคิดเลขที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขึ้นใช้งานใน ปีค.ศ. 1970 แต่กระนั้นเครื่องคิดเลขก็ยังมีราคาที่สูงมากพอๆกับรถยนต์สำหรับครอบครัวเลยทีเดียว

Anita Mk VII เครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์แบบตั้งโต๊ะ เครื่องแรกของโลก

ปัจจุบันเครื่องคิดเลขได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็วแตกต่างจากในอดีตทั้ ง เรื่ องรูปโฉม ขนาด และประสิทธิภาพการทำงาน แถมราคายังถูกลงอย่างมากบางครั้งเราอาจได้รับเครื่องคิดเลขเป็นของแจกของแถมเลยทีเดียว เครื่องคิดเลขในปัจจุบันมีความสามารถใน

เครื่องคิดเลขที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ในยุคแรกๆ ด้านหลังมีที่ใส่แบตเตอรี่

Page 8: ดร. ธนาวดี ลี้จากภัย อุปกรณ์ ......ตารางส ตรค ณประกอบด วยแผ นกระดานท ขอบด

กรกฎาคม - กนัยายน 2552 M T E C 46

เอกสารอ้างอิง • http://www.ee.ryerson.ca:8080/~elf/abacus/history.html • http://www.syuzan.net/english/history/history.html • http://www.sungwh.freeserve.co.uk/sapienti/abacus04.htm • http://en.wikipedia.org/wiki/Abacus • http://www.etesseract.com/Demonstration/Demonstration.html • http://www.answers.com/topic/napier-s-bones • http://en.wikipedia.org/wiki/Slide_rule • http://www.sliderulemuseum.com/SR_Course.htm • http://www.ies.co.jp/math/java/misc/slide_rule/slide_rule.html • http://www.iit.edu/~smart/phillips/sliderule.jpg • http://fr.wikipedia.org/wiki/Pascaline • http://www.thocp.net/hardware/pascaline.htm • http://www.tcf.ua.edu/classes/Jbutler/T389/ITHistoryOutline.htm • http://www.cai.cam.ac.uk/students/study/engineering/engineer05/ceengdes.htm • http://www.tcf.ua.edu/classes/Jbutler/T389/ITHistoryOutline.htm • http://ei.cs.vt.edu/~history/Babbage.2.html • http://www.officemuseum.com/ • http://home.vicnet.net.au/ • http://www.officemuseum.com/ • http://www.vintagecalculators.com/html/sumlock_anita.html • http://www.vintagecalculators.com/html/calculator_time-line.html • http://www.vintagecalculators.com/html/sharp_pc1211_tandy_trs80_pc1.html • http://en.wikipedia.org/wiki/Difference_engine

การคำนวณสารพัดแบบเช่นคำนวณการเงินดอกเบี้ยเครดิตบัตรกู้ยืมเงินผ่อนรถ เวลาตั้งท้องและจะคลอดเดินทาง ระยะทาง บางรุ่นมีความสามารถในการคำนวณทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่มีความซับซ้อน โดยสามารถแสดงผลเป็นกราฟิกได้อย่างรวดเร็ว

และยังใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อีกด้วย แต่สำหรับบางคนอาจคิดว่าการใช้เครื่องคิดเลขอาจทำให้เกิดโทษใช้บ่อยๆแล้วจะติดเป็นนิสัย ทำให้ไม่ใช้ความคิด แม้แต่เพียงบวกเลขนิดๆ หน่อยๆ ก็เรียกหาเครื่องคิดเลขมาช่วยคิดด้วยความเคยชินซะแล้ว

เครื่องคิดเลขในปัจจุบัน