เริ่มหน้า 3

บทที่ 3
พัฒนาการคอมพิวเตอร์

3.1 พัฒนาการจากอดีตสู่ปัจจุบัน
พัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีในช่วง 100 ปีที่ผ่านมาได้เป็นไปอย่างรวดเร็วเห็นได้จากการที่มีคอมพิว เตอร์เมื่อประมาณ 50 ปีที่แล้วต่อมามีระบบสื่อสารโทรคมนาคมสมัยใหม่เกิดขึ้นมากมายเทคโนโลยี ไมโครคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาในช่วง 20 ปีเศษนี้เอง และมีการพัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็วทุกๆ ปีจะมี ผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ใหม่เกิดขึ้นมากมาย เทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาในช่วง 20 ปีเศษนี้ เองและมีการพัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็วทุกๆ ปีจะมีผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ใหม่ออกจำหน่ายจำนวนมาก
หากแบ่งการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์จากอดีตสู่ปัจจุบันสามารถแบ่งเป็นยุคก่อนการใช้ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และ ยุคที่เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์

3.2 เครื่องคำนวณในยุคประวัติศาสตร์
เครื่องคำนวณที่รู้จักกันดีและใช้กันมานานตั้งแต่ในยุคประวัติศาสตร์ คือ ลูกคิด จากหลักฐานประวัติศาสตร์ พบว่าลูกคิดเป็นเครื่องคำนวณที่ใช้กันในหมู่ชาวจีนมากกว่า7,000 ปี และใช้กันในอิยิปต์โบราณมากว่า 2,500 ปี ลูกคิดชาวจีนประกอบด้วยลูกปัดร้อยอยู่ในราวเป็นแถวตามแนว ตั้งโดยแต่ละแถวแบ่งเป็นครึ่งบน และล่างครึ่งบนมีลูกปัด 2 ลูก ครึ่งล่างมีลูกปัด 5 ลูกแต่ละแถวแทนหลักของตัวเลข
ความต้องการเครื่องคำนวณมีทุกยุคทุกสมัย โดยเฉพาะในราวประมาณคริสต์ศักราช ที่ 8 ถึง 15 เป็นช่วง ที่มนุษย์มีความสนใจในเรื่องปรากฏการณ์ของโลกและดวงดาว จึงมีผู้พยายามสร้างเครื่องช่วยคำนวณใน รูปแบบไม้บรรทัดคำนวณเพื่อช่วยในการคำนวณตำแหน่งของดาว จากหลักฐานซากเรื่อที่ถูกค้นพบซึ่งจมอยู่ที่เกาะแห่งหนึ่งในประเทศกรีซ ได้พบว่ามีเครื่องคำนวณที่ทำจากเฟืองมีอายุราวประมาณ 1,800 ปี เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการคำนวณตำแหน่งดาวเพื่อใช้ในการเดินเรือ
เครื่องคำนวณกลไกที่รู้จักกันดี และ จัดว่าเป็นเครื่องคำนวณที่ใช้ในการคำนวณตัวเลขที่แท้จริงคือ เครื่องคำนวณของปาสคาล เครื่องคำนวณของปาสคาลเป็นเครื่องที่บวกและลบด้วยกลไกเฟืองที่ขบต่อกันเพื่อให้มีการเคลื่อนไหวเกี่ยวเนื่องกัน เบลส ปาสคาล (Blaise pascal) นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้ประดิษฐ์เครื่องคำนวณนี้ในปี พ.ศ. 2185 ปัจจุบันมีผู้ผลิตตามโครงร่างของปาสคาลจึงเป็นเครื่องคำนวณกลไกลที่รู้จักแพร่หลายเป็นอย่างดี ต่อมาในปี พ.ศ. 2237 กอดฟริด ฟอนไลบ์นิช (Gottfried von Leibniz) ชาวเยอรมันได้ประดิษฐ์เครื่องคำนวณที่มีขีดความสามารถในการคูณและหารได้ จากรากฐานความรู้ในเรื่องเครื่องคำนวณกลไกที่ปาสคาล และไลบ์นิช ได้วางไว้ทำให้มีผู้พัฒนาเครื่องคำนวณต่อเนื่องกันมา และมีความก้าวหน้าเป็นลำดับ ในช่วงประมาณปี พ.ศ. 2240 - 2343 อุตสาหกรรมทอผ้าได้เจริญก้าวหน้าทำให้มีความพยายามในการผลิตเครื่องทอผ้า อัตโนมัติด้วยกลไก มีการใช้บัตรเจาะรูเพื่อช่วยให้เครื่องจักรทำงานตามโปรแกรมที่วางไว้
บุคคลอีกผู้หนึ่งที่มีบทบาทสำคัญมากต่อการผลิตเครื่องจักรช่วยคำนวณในยุคกลไก คือ ชาร์ลแบบเบจ (Charles Babbage) ชาวอังกฤษ ในปี พ.ศ. 2354 เขาเริ่มต้นโครงการในการพัฒนาเครื่องคำนวณแบบใหม่เรียกว่าแอนาไลติคอลเอนจิน (analytical engine) ที่มีลักษณะคล้ายกับเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ คือมีหน่วยความจำ หน่วยคำนวณ และวิธีการที่จะให้เครื่องทำงานตามคำสั่งจนได้ผลลัพธ์ออกมาเขาต้องใช้เวลาและทุ่มแรงงานจำนวนมากในการประดิษฐ์ แต่เนื่องจากเครื่องแอนาไลติคอลเอนจินต้องใช้กลไกจำนวนมากและต้องใช้ชิ้นส่วนที่มีความละเอียดสูง ซึ่งเทคโนโลยีในขณะนั้นไม่สามารถรองรับการผลิตชิ้นส่วนเหล่านั้นได้ ทำให้เครื่องจักรที่เขาผลิตขึ้นมานั้นไม่สามารถใช้งานได้
ต่อมาในปี พ.ศ. 2439 ฮอลเลอริชได้จดทะเบียนก่อตั้งบริษัทเพื่อผลิตและจำหน่ายเครื่องจักรช่วยในการคำนวณ โดยใช้ชื่อบริษัทคอมพิวติง เทบบูลาติง เรดคอสดิง หลังจากนั้นในปี พ.ศ 2467 ได้เปลี่ยนชื่อมาเป็นบริษัทไอบีเอ็ม (International Business Machine : IBM)บริษัทไอบีเอ็มนี้บทบาทสำคัญในการผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกๆของโลก
ในปี พ.ศ. 2487 บริษัทไอบีเอ็มได้สร้างเครื่องคำนวณที่สามารถคำนวณที่สามารถคำนวณจำนวนที่มีค่าต่างๆได้ โดยหัวหน้าโครงการคือ ศาสตราจารย์โฮวาร์ด ไอเกน (Howard Aiken) แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและให้ชื่อเครื่องคำนวณนี้ว่ามาร์กวัน (Mark I)
เราสามารถแบ่งยุคคอมพิวเตอร์ได้ดังนี้

1. คอมพิวเตอร์ยุคหลอดสุญญากาศ (พ.ศ. 2488 - 2501)
ในปี พ.ศ. 2486 วิศวกรสองคนคือ จอห์น มอชลี (John Mouchly)และเจ เพรสเปอร์ เอ็ดเคิร์ท (J.Presper Eckert)ได้เริ่มพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ และจัดได้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปเป็นเครื่องแรกของโลก มีชื่อว่า อินิแอค (Electronic Numerical Integrator And calculator : ENIAC) โดยเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุยญากาศและใช้งานที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย ในระยะเวลาใกล้เคียงกันนี้ก็มีการสร้างคอมพิวเตอร์และเครื่องคำนวณที่ใช้หลอดสุญญากาศขึ้นอีกหลายรุ่น เช่น IBM 603 IBM 604 และ IBM SSEC แต่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ไอบีเอ็มสร้างในยุคหลอดสุญญากาศยุคแรกนี้ยังเน้นในเรื่องการคำนวณ
ในปี พ.ศ. 2488 จอห์น วอน นอยแมน (John von Neumann) ได้สนใจเครื่องอินิแอค และได้เสนอแนวคิดในการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยความจำ เพื่อใช้เก็บข้อมูลและโปรแกรมการทำงานหรือชุดคำสั่งของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์จะทำงานโดยเรียกชุดคำสั่งที่เก็บไว้ในหน่วยความจำมาทำงาน หลักการนี้เป็นหลักการที่ใช้มาถึงจนปัจจุบัน
หลอดสุญญากาศเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดใหญ่และต้องใช้กระแสไฟฟ้ามากเพื่อเผาใส้หลอดให้เกิดประจุอิเล็กตรอนวิ่งผ่านแผ่นตาราง(grid) การทำงานของหลอดสุญญากาศใช้วิธีการควบคุมการไหลของกระแสอิเล็กตรอนที่วิ่งผ่านแผ่นตาราง
คอมพิวเตอร์ในยุคหลอดสุญญากาศได้เจริญก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ มีการพัฒนาหน่วยความจำถาวรที่เก็บข้อมูลได้จำนวนมาก ระยะแรกใช้วิธีเก็บข้อมูลในบัตรเจาะรู แต่ทำงานได้ช้า จนในที่สุดก็มีการใช้หน่วยเก็บข้อมูลในวงแหวนแม่เหล็กใช้จนถึงประมาณปี พ.ศ. 2513 นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาวิธิการเก็บข้อมูลในรูปดรัมแม่เหล็ก และเทปแม่เหล็กอีกด้วย

2. คอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์ (พ.ศ.2500-2507)
นักวิทยาศาสตร์ของห้องปฏิบัติการวิจัยเบล(Bell Laboratories) แห่งสหรัฐอเมริกา ได้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ได้สำเร็จ ทรานซิสเตอร์มีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในการสร้างคอมพิวเตอร์ เพราะทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็ก ใช้กระแสไฟฟ้าน้อย มีความคงทนและเชื่อถือได้สูงกว่าและที่สำคัญคือสามารถผลิตได้ในราคาที่ถูกกว่าหลอดสุญญากาศ ดังนั้นคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมาจึงใช้ทรานซิสเตอร์และทำให้สิ้นสุดคอมพิวเตอร์ยุคหลอดสุญญากาศในเวลาต่อมา
เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์รุ่นแรกๆ ของบริษัทไอบีเอ็ม เช่น IBM 1401 เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลง มีขีดความสามารถในเชิงการทำงานได้ดีขึ้น
การเริ่มต้นใช้คอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์นี้ทำให้มีการผลิตคอมพิวเตอร์และใช้งานแหร่หลายกว่ายุคสุญญากาศมาก องค์การและหน่วยงานทั้งในภาครัฐบาลและเอกชนได้นำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้งาน และในปี พ.ศ. 2507 บริษัทไอบีเอ็มได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่าเมนเฟรม(Main frame) และถือได้ว่าเป็นรากฐานการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมาจนถึงปัจจุบัน
สำหรับในประเทศไทยก็มีการนำเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้เข้ามาใช้เช่นกันในปี พ.ศ. 2507 โดยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยนำเข้ามาใช้ในการศึกษา ในระยะเดียวกันสำนักสถิติแห่งชาติก็นำมาเพื่อใช้ในการคำนวณสำมโนครัวประชากร นับเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกที่ใช้ในประเทศไทย คอมพิวเตอร์ยุคทรานซิสเตอร์นี้ หน่วยเก็บข้อมูลของคอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาไปมากจนทำให้ระบบการเก็บข้อมูลในจานแม่เหล็กมีความจุได้สูงขึ้นมาก
คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว เช่น องค์การนาซาของสหรัฐอเมริกา ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ในการคำนวณและควบคุมยานอวกาศต่างๆ ในยุคแรกและมีพัฒนาการต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

3. คอมพิวเตอร์ยุควงจรรวม ( พ.ศ. 2508 - 2512 )
ประมาณปี พ.ศ. 2508 ได้มีการพัฒนาวิธีการสร้างทรานซิสเตอร์จำนวนมากลงบนแผ่นซิลิกอนขนาดเล็ก และเกิดวงจรรวมบนแผ่นซิลิกอนที่เรียกว่า ไอซี
บริษัทไอบีเอ็มเริ่มใช้ไอซีกับเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกคือ ซิสเต็ม/370 โมเดล145 (System/370 model 145) และผลิตออกขาย พัฒนาการของไอซีทำให้คอมพิวเตอร์มีความซับซ้อนสูงขึ้น มีวงจรทำงานที่ทำการคิดคำนวณจำนวนเต็มได้เป็นหลายล้านครั้งต่อวินาที นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาหน่วยความจำที่ใช้ไอซีทำให้มีความจุมากขึ้นในยคต้นๆสามารถผลิตไอซีหน่วยความจำที่มีความจุหลายกิโลบิตต่อชิพ(Chip) และเพิ่มขึ้นเป็นลำดับ ขณะเดียวกันก็มีการพัฒนาทางด้านอุปกรณ์เก็บข้อมูลมาเป็นฮาร์ดดิสก์(Hard disk) โดยนำแผ่นบันทึกหลายๆแผ่นวางซ้อนกัน มีหัวอ่านหลายหัว ฮาร์ดดิสก์ในเครื่องคอมพิวเตอร์จึงเป็นอุปกรณ์ประกอบที่สำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์มีความจุในการเก็บข้อมูลได้มากและรวดเร็ว
ด้วยการใช้ไอซีเป็นส่วนประกอบ ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลง ราคาถูกลง จึงมีบริษัทที่ผลิตคอมพิวเตอร์มีมากขึ้น คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กลงที่เรียกว่ามินิคอมพิวเตอร์(Mini Computer) จึงขายดีในยุคนั้น อุตสาหกรรมการผลิตคอมพิวเตอร์ในสหรัฐอเมริกาขยายตัวทำให้มีบริษัทผู้ผลิตคอมพิวเตอร์เกิดขึ้นหลายราย

4. คอมพิวเตอร์ยุควีแอลเอสไอ (พ.ศ. 2513 - 2532)
เทคโนโลยีทางด้านการผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยังคงก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง มีการสร้างเป็นวงจรรวมที่มีขนาดใหญ่มารวมในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็ก เรียกว่า วงจรวีแอลเอสไอ (Very Large Scale Integrated Circuit : VLSI) เป็นวงจรรวมที่สามารถนำทรานซิสเตอร์จำนวนล้านตัวมารวมกันอยู่ในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กและผลิตเป็นหน่วนประมวลผลของคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเรียกว่าไมโคโพรเซสเซอร์(Microprocessor)
การใช้วีแอลเอสไอเป็นวงจรภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงแต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เรียกว่า ไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer) ไมโครคอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่แพร่หลายและมีผู้ใช้งานกันทั่วโลก
การที่คอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถสูงเพราะวีแอลเอสไอมีชิพเดียวสามารถสร้างเป็นหน่วยประมวลผลของเครื่องทั้งระบบหรือเป็นหน่วยความจำที่มีความจุสูงหรือเป็นอุปกรณ์ควบคุมการทำงานต่างๆ ขณะเดียวกันพัฒนาการของฮาร์ดดิสก์ก็ทำให้ฮาร์ดดิสก์มีขนาดเล็กลงและมีความจุเพิ่มขึ้นแต่มีราคาถูกลง เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์จึงมีขนาดได้ตั้งแต่อยู่ในอุ้งมือเรียกว่า ปาล์มท๊อป (plam top) ขนาดโน๊ตบุ๊ค (note book) และคอมพิวเตอร์ขนาดตั้งโต๊ะ (desk top)
ไมโครคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้ง่าย และมีซอฟต์แวร์ในการใช้งานจำนวนมาก เช่น ซอฟต์แวร์ประมวลผลคำ ซอฟต์แวร์ตารางคำนวณ และ ซอฟต์แวร์กราฟิก

5. คอมพิวเตอร์ยุคเครือข่าย( พ.ศ. 2533 - ปัจจุบัน)
วงจรวีแอลเอสไอ ได้รับการพัฒนาให้มีความหนาแน่นของจำนวนทรานซิสเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ จนในปัจจุบันสามารถผลิตจำนวนทรานซิสเตอร์ลงในแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กได้มากกว่า สิบล้านตัว ทำให้วงจรหน่วยประมวลผลกลางมีขีดความสามารถมากขึ้น
เมื่อไมโครคอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถมากสูงขึ้น ทำงานได้เร็ว การแสดงผลและการจัดการข้อมูลก็ทำใด้มาก สามารถประมวลผลและแสดงผลได้ครั้งละมากๆ จึงทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้หลายงานพร้อมกัน (Multitasking) ดังจะเห็นได้จากโปรแกรมระบบปฏิบัติการเภทวินโดวส์และยังมีการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในองค์กร มีการทำงานเป็นกลุ่ม (Wrok group) โดยใช้เครือข่ายท้องถิ่นที่เรียกว่า (Local Area Network : LAN) เมื่อเชื่อมการทำงานหลายๆกลุ่มองค์การเข้าด้วยกันเกิดเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การ เรียกว่า อินทราเน็ต (Intranet) และหากนำเครือข่ายองค์การเชื่อต่อเข้าสู่เครือข่ายสากลที่ต่อเชื่อมกันทั่วโลกก็เรียกว่าอินเตอร์เน็ต(Internet)
คอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันจึงเป็นคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงต่อถึงกันทำงานร่วมกันส่งเอกสารข้อความระหว่างกันได้ สามารถประมวลผลรูปภาพ เสียง และวีดิทัศน์ไมโครคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันนี้จึงทำงานกับสื่อหลายชนิดที่เรียกว่าสื่อประสม (Multimedia)

หมดหน้า 3