Nisachol

บทที่ 3

พัฒนาการคอมพิวเตอร์

3.1 เครื่องคำนวนในยุคประวัติศาสตร์

พัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีในช่วง 100 ปีที่ผ่านมาเป็นไปอย่างรวดเร็ว เห็นได้จากการที่มีคอมพิวเตอร์เมื่อประมาณ พ.ศ. 2489 เทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาในช่วงปี พ.ศ. 2514 และมีการพัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ทุกๆ ปีจะมีผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นออกจำหน่ายจำนวนมากจนกระทั่งปัจจุบันมีระบบสื่อสารโทรคมนาคมสมัยใหม่ มาเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของคอมพิวเตอร์

หากจะแบ่งการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์จากอดีตสู่ปัจจุบัน สามารถแบ่งเป็นยุคก่อนการใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ และยุคที่เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องคำนวณที่รู้จักกันดีและใช้กันมาตั้งแต่ในยุคประวัติศาสตร์คือ ลูกคิด จากหลักฐานประวัติศาสตร์พบว่า ลูกคิดเป็นเครื่องคำนวณที่ใช้กันในหมู่ชาวจีนมากว่า 7,000 ปี และใช้กันใน อียิปต์โบราณมากว่า 2,500 ปี ลูกคิดของชาวจีนประกอบด้วยลูกปัดร้อยอยู่ในราวเป็นแถวตามแนวตั้ง โดยแต่ละแถวแบ่งเป็นครึ่งบนและล่าง ครึ่งบนมีลูกปัด 2 ลูก ครึ่งล่างมีลูกปัด 5 ลูก แต่ละแถวแทนหลักของตัวเลข

รูปที่ 3.1 ลูกคิดชาวจีน

ความต้องการเครื่องคำนวณมีมาทุกยุคทุกสมัย โดยเฉพาะในราวประมาณ พ.ศ 1300 ถึง พ.ศ. 2000 เป็นช่วงที่มนุษย์มีความสนใจในเรื่องปรากฏการณ์ของโลกและดวงดาวจึงมีผู้พยายามสร้างเครื่องช่วยคำนวณในรูปแบบไม้บรรทัดคำนวณเพื่อช่วยในการคำนวณตำแหน่งของดาว

จากหลักฐานซากเรือซึ่งจมอยู่ที่เกาะแห่งหนึ่งในประเทศกรีซ ได้ค้นพบเครื่องคำนวณที่ทำจากเฟืองมีอายุประมาณ 1,800 ปี เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการคำนวณตำแหน่งของดาวเพื่อใช้ในการเดินเรือ

เครื่องคำนวณกลไกที่รู้จักกันดีและจัดว่าเป็นเครื่องคำนวณที่แท้จริง ที่ใช้ในการคำนวณจำนวนคือ เครื่องคำนวณของปาสคาล เครื่องคำนวณของปาสคาล (Pascal's Calculator) เป็นเครื่องที่บวกและลบด้วย กลไกเฟืองที่ขบต่อกัน เพื่อให้มีการเคลื่อนไหวเกี่ยวเนื่องกัน เบลส ปาสคาล (Blaise Pascal) นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ประดิษฐ์เครื่องคำนวณนี้ในปี พ.ศ. 2185 เครื่องคำนวณของปาสคาลจึงเป็นเครื่องคำนวณกลไกที่รู้จักแพร่หลายเป็นอย่างดี ต่อมาในปี พ.ศ. 2237 กอดฟริด ฟอน ไลบ์นิช (Gottfried von Leibniz) ชาวเยอรมัน ได้ประดิษฐ์เครื่องคำนวณที่มีขีดความสามารถในการคูณและหารได้

รูปที่ 3.2 เบลส ปาสคาล

จากความรู้ในเรื่องเครื่องคำนวณกลไกที่ปาสคาล และไลบ์นิชได้วางไว้ ทำให้มีผู้พัฒนาเครื่องคำนวณต่อเนื่องกันมา และมีความก้าวหน้าเป็นลำดับ ในช่วงประมาณปี พ.ศ. 2240 ถึง พ.ศ. 2343 อุตสาหกรรมทอผ้าได้เจริญก้าวหน้า ทำให้มีความพยายามในการผลิตเครื่องทอผ้าอัตโนมัติด้วยการใช้บัตรเจาะรูเพื่อช่วยให้เครื่องจักรทำงานตามโปรแกรมที่วางไว้

รูปที่ 3.3 เครื่องทอผ้าอัตโนมัติด้วยการใช้บัตรเจาะรู

รูปที่ 3.4 เครื่องคำนวณดิฟเฟอเรนซ์เอนจิน

ในปี พ.ศ. 2487 บริษัทไอบีเอ็มได้สร้างเครื่องคำนวณที่สามารถคำนวณจำนวนที่มีค่า ต่างๆ ได้ โดยหัวหน้าโครงการคือ ศาสตราจารย์โฮวาร์ด ไอเกน (Howard Aiken) แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด และให้ชื่อเครื่องคำนวณนี้ว่า มาร์กวัน (Mark I)

รูปที่ 3.5 เครื่องคำนวณ มาร์กวัน

3.2 คอมพิวเตอร์ยุคหลอดสุญญากาศ(พ.ศ. 2488- พ.ศ. 2501)

หลอดสุญญากาศเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดใหญ่ และต้องใช้กระแสไฟฟ้ามาก เพื่อเผาไส้หลอดให้เกิดประจุอิเล็กตรอน วิ่งผ่านแผ่นตาราง (grid) การทำงานของหลอดสุญญากาศเป็นวิธีการควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านแผ่นตาราง

ในปี พ.ศ. 2486 วิศวกรสองคนคือ จอห์น มอชลี (John Mouchly) และ เจ เพรสเปอร์ เอ็คเคิร์ท (J.Presper Eckert) ได้เริ่มพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ และจัดได้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปเป็นเครื่องแรกของโลก มีชื่อว่า อินิแอค ( Electronic Numerical Integrator And Calculator : ENIAC) โดยเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศ และใช้งานที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย ในระยะเวลาใกล้เคียงกันนี้ก็มีการสร้างคอมพิวเตอร์และเครื่องคำนวณที่ใช้หลอดสุญญากาศขึ้นอีกหลายรุ่น เช่น IBM 603, IBM 604 และ IBM SSEC แต่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ไอบีเอ็มสร้างในยุคหลอดสุญญากาศยุคแรกนี้เน้นเฉพาะในเรื่องการคำนวณ

รูปที่ 3.6 เครื่องอินิแอค

ในปี พ.ศ. 2488 จอห์น วอน นอยแมน (John Von Neumann) ได้สนใจเครื่องอินิแอค และได้เสนอแนวคิดในการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยความจำ เพื่อใช้เก็บข้อมูลและโปรแกรมการทำงานหรือชุดคำสั่งของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์จะทำงานโดยเรียกชุดคำสั่งที่เก็บไว้ในหน่วยความจำมาทำงาน หลักการนี้เป็นหลักการที่ใช้มาจนถึงปัจจุบัน

รูปที่ 3.7 หลอดสูญญากาศ

คอมพิวเตอร์ในยุคหลอดสุญญากาศได้เจริญก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ มีการพัฒนาหน่วยความจำถาวรที่เก็บข้อมูลได้จำนวนมาก ระยะแรกใช้วิธีการเก็บข้อมูลในบัตรเจาะรู แต่ทำงานได้ช้า จนในที่สุดก็มีการใช้หน่วยเก็บข้อมูลในรูปจานแม่เหล็ก และวงแหวนแม่เหล็ก การเก็บข้อมูลในวงแหวนแม่เหล็กนี้ใช้มาจนถึงประมาณปี พ.ศ. 2513 นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาวิธีการเก็บข้อมูลในรูปดรัมแม่เหล็ก และเทปแม่เหล็กอีกด้วย

รูปที่ 3.8 ดรัมแม่เหล็ก

3.3 คอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์ (พ.ศ. 2500 – พ.ศ. 2507)

นักวิทยาศาสตร์ของห้องปฏิบัติการวิจัยเบล (Bell laboratory) แห่งสหรัฐอเมริกา ได้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ได้สำเร็จ ทรานซิสเตอร์นี้มีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการสร้างคอมพิวเตอร ์เพราะทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็ก ใช้กระแสไฟฟ้าน้อย มีความคงทนและเชื่อถือสูง และที่สำคัญคือสามารถผลิตได้ในราคาที่ถูกกว่าหลอดสุญญากาศ ดังนั้นคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมาจึงใช้ทรานซิสเตอร์ และทำให้สิ้นสุดคอมพิวเตอร์ยุคหลอดสุญญากาศในเวลาต่อมา

เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์รุ่นแรกๆ ของบริษัทไอบีเอ็ม เช่น IBM 1401 เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลง มีขีดความสามารถในเชิงการทำงานได้ดีขึ้นการเริ่มต้นใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์นี้ทำให้มีการผลิตคอมพิวเตอร์ และใช้งานแพร่หลายกว่ายุคหลอดสุญญากาศมาก องค์กรและหน่วยงานทั้งในภาครัฐบาลและเอกชนได้นำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้งาน และในปี พ.ศ. 2507 บริษัทไอบีเอ็มได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าเมนเฟรม (mainframe) และถือได้ว่าเป็นรากฐานการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมาจนถึงปัจจุบัน

รูปที่ 3.9 ทรานซิสเตอร์

สำหรับในประเทศไทยมีการนำเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้เข้ามาใช้กันในปี พ.ศ. 2507 โดยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยนำเข้ามาใช้ในการศึกษา ในระยะเวลาเดียวกันสำนักงานสถิติแห่งชาติก็นำมาเพื่อใช้ในการทำสำมะโนประชากร นับเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกที่ใช้ในประเทศไทย คอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์นี้ หน่วยเก็บข้อมูลของคอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาไปมากจนทำให้ระบบการเก็บข้อมูลในจานแม่เหล็กมีความจุสูงขึ้นมาก

คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว เช่น องค์การนาซาของสหรัฐอเมริกา ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ในการคำนวณและควบคุม ยานอวกาศต่างๆ ในยุคแรก และมีพัฒนาการต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

3.4 คอมพิวเตอร์ยุควงจรรวม (พ.ศ. 2508- พ.ศ. 2512)

ประมาณปี พ.ศ. 2508 ได้มีการพัฒนาวิธีการสร้างทรานซิสเตอร์จำนวนมากลงบนแผ่น ซิลิกอนขนาดเล็ก และเกิดวงจรรวมบนแผ่นซิลิกอนที่เรียกว่า ไอซี (Integrated Circuit : IC)

รูปที่ 3.10 วงจรรวม

บริษัทไอบีเอ็มเริ่มใช้ไอซีกับเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรก คือ ซิสเต็ม/370 โมเดล 145 (system/370 model 145) พัฒนาการของไอซีทำให้คอมพิวเตอร์มีความซับซ้อนสูงขึ้น มีวงจรการทำงานที่ทำการคิดคำนวณจำนวนเต็มได้เป็นหลายล้านครั้งต่อวินาที นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาหน่วยความจำที่ใช้ไอซีทำให้มีความจุมากขึ้น ในยุค

ต้นสามารถผลิตไอซีหน่วยความจำที่มีความจุหลายกิโลบิตต่อชิพ (kilobit/chip) และเพิ่มขึ้นเป็นลำดับ ขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาการทางด้านอุปกรณ์เก็บข้อมูลมาเป็นฮาร์ดดิสก์ (harddisk) โดยนำแผ่นบันทึกหลายๆ แผ่นวางซ้อนกัน มีหัวอ่านหลายหัว ฮาร์ดดิสก์ในเครื่องคอมพิวเตอร์จึงเป็นอุปกรณ์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์มีความจุในการเก็บข้อมูลได้มากและรวดเร็ว

รูปที่ 3.11 ฮาร์ดดิสก์

3.5 คอมพิวเตอร์ยุควีแอลเอสไอ ( พ.ศ. 2513- พ.ศ. 2532)

เทคโนโลยีทางด้านการผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยังคงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง มีการสร้างเป็นวงจรรวมที่มีขนาดใหญ่มารวมในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็ก เรียกว่า วงจรวีแอลเอสไอ ( Very Large Scale Integrated circuit : VLSI ) เป็นวงจรรวมที่สามารถนำทรานซิสเตอร์จำนวนล้านตัวมารวมกันอยู่ในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็ก และผลิตเป็นหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเรียกว่าไมโครโพรเซสเซอร์ (microprocessor)

รูปที่ 3.12 วงจรวีแอลเอสไอขยายประมาณ 100 เท่า

การใช้วงจรวีแอลเอสไอเป็นวงจรภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดที่เล็กลงกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคทรานซิสเตอร์แต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เรียกว่า ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer) ไมโครคอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่แพร่หลาย และมีผู้ใช้งานกันทั่วโลกเป็นจำนวนมากการที่คอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถสูงเพราะวงจรวีแอลเอสไอหรือที่เรียกว่าชิพเพียงแผงเดียว สามารถสร้างเป็นหน่วยประมวลผลของเครื่องทั้งระบบ หรือเป็นหน่วยความจำที่มีความจุสูงหรือเป็นอุปกรณ์ควบคุมการทำงานต่างๆ

ขณะเดียวกันพัฒนาการของฮาร์ดดิสก์ก็ทำให้ฮาร์ดดิสก์มีขนาดเล็กลง มีความจุเพิ่มขึ้น แต่กลับมีราคาถูกลง เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์จึงมีขนาดได้ตั้งแต่อยู่ในอุ้งมือที่เรียกว่า ปาล์มทอป (palm top) ขนาดโน้ตบุ๊ค (note book) และคอมพิวเตอร์ขนาดตั้งโต๊ะ (desk top) ไมโครคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้ง่าย และมีซอฟต์แวร์สำเร็จในการใช้งานจำนวนมาก เช่น ซอฟต์แวร์ประมวลคำ ซอฟต์แวร์ตารางทำงาน และ ซอฟต์แวร์กราฟิก เป็นต้น

3.6 คอมพิวเตอร์ยุคเครือข่าย (พ.ศ. 2533 - ปัจจุบัน)

วงจรวีแอลเอสไอได้รับการพัฒนาให้มีความหนาแน่นของจำนวนทรานซิสเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ จนในปัจจุบันสามารถผลิตจำนวนทรานซิสเตอร์ลงในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กโดยมีความจุเพิ่มขึ้น 2 เท่าในทุกๆ 18 เดือน ทำให้วงจรหน่วยประมวลผลกลางมีขีดความสามารถมากขึ้น

เมื่อไมโครคอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถสูงขึ้น ทำงานได้เร็ว การแสดงผลและการจัดการข้อมูลก็ทำได้มาก สามารถประมวลผลและแสดงผลได้ครั้งละมากๆ จึงทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้หลายงานพร้อมกัน ดังจะเห็นได้จากโปรแกรมจัดการประเภทวินโดวส์ในปัจจุบันที่ทำให้คอมพิวเตอร์เครื่องเดียวทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้ ขณะเดียวกันก็มีการเชื่อมโยงเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในองค์กรมีการทำงานเป็นกลุ่ม (workgroup) โดยใช้เครือข่ายท้องถิ่นที่เรียกว่าแลน ( Local Area Network : LAN) เมื่อเชื่อมการทำงานหลายๆ กลุ่มขององค์กรเข้าด้วยกันเกิดเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์กร เรียกว่า อินทราเน็ต (intranet) และหากนำเครือข่ายขององค์กรเชื่อมต่อเข้าสู่เครือข่ายสากลที่ต่อเชื่อมกันทั่วโลก ก็เรียกว่าอินเทอร์เน็ต (Internet)

3.7 เทคโนโลยีสื่อประสม

คอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันเป็นคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงต่อถึงกัน ทำงานร่วมกัน ส่งเอกสารข้อความระหว่างกัน สามารถประมวลผลข้อมูล รูปภาพ เสียง และวีดิทัศน์ ไมโครคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จึงทำงานกับสื่อหลายชนิดที่เรียกว่าสื่อประสม (multimedia)

เทคโนโลยีสื่อประสม เป็นเทคโนโลยีที่ใช้คอมพิวเตอร์แสดงผลในลักษณะผสมสื่อหลายชนิดเข้าด้วยกัน ทั้งตัวอักษร รูปภาพ เสียง ภาพเคลื่อนไหว วีดิทัศน์ โดยเน้นการโต้ตอบและมี ปฏิสัมพันธ์กับผู้ใช้ องค์ประกอบของเทคโนโลยีสื่อประสมประกอบด้วย

1) คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ทำให้เราได้เห็น ได้ยิน สามารถโต้ตอบแบบปฏิสัมพันธ์ได้

2) การเชื่อมโยงสื่อสาร ทำให้ข้อมูลต่างๆ เชื่อมโยงถึงกันและนำเสนอได้

3) ซอฟต์แวร์ สามารถช่วยให้เราใช้ข้อมูลจากสื่อหลายชนิดร่วมกันได้

4) การใช้งานแบบสื่อประสม โดยใช้ข้อมูล ข่าวสารในรูปแบบสื่อประสมที่ผู้ใช้สร้างขึ้น

Nisachol

วันพฤหัสบดีที่ 20 มกราคม พ.ศ. 2554

วันพุธที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2553

ประวัติส่วนตัว

วันพุธที่ 8 กันยายน พ.ศ. 2553

โต๊ะ

อิฐบล็อค

กุญแจ

วันพุธที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2553

บทที่ 3 พัฒนาการคอมพิวเตอร์

วันพุธที่ 25 สิงหาคม พ.ศ. 2553

เด็กเก่งและดี