บทที่ 1 ความเป็นมาของคอมพิวเตอร์

1. บทที่ 1 ความเป็นมาของคอมพิวเตอร์

2. คอมพิวเตอร์พื้นฐาน (Fundamental of Computer) • ความหมายของคอมพิวเตอร์ • คุณสมบัติที่ดีของคอมพิวเตอร์

3. ความหมายของคอมพิวเตอร์ความหมายของคอมพิวเตอร์ • คอมพิวเตอร์คือเครื่องจักรแบบสั่งการได้ที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการกับลำดับตัวดำเนินทางตรรกศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ ส่งผลทำให้คอมพิวเตอร์สามารถแก้ปัญหาต่างๆ ได้มากมาย • คอมพิวเตอร์คือคณิตกรณ์ ตามคำศัพท์ที่ราชบัณฑิตสถานบัญญัติไว้ ซึ่งก็คือเครื่องคำนวณทางคณิตศาสตร์ • คอมพิวเตอร์คือเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ในการปรับเปลี่ยนข้อมูล ตามลำดับชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่กำหนดให้คอมพิวเตอร์คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการคำนวณ มาจากภาษาลาตินว่า “Computare” ซึ่งหมายถึงการนับ หรือการคำนวณ ซึ่งจะมีอุปกรณ์ในการคำนวณมากมายเช่น ลูกคิด เครื่องบวกเลข เครื่องคิดเลข แต่อย่างไรก็ตามในปัจจุบันคำว่าคอมพิวเตอร์ มักจะหมายถึงอุปกรณ์ทางไฟฟ้า • คอมพิวเตอร์คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานตามชุดคำสั่งอย่างอัตโนมัติ โดยจะทำการคำนวณเปรียบเทียบทางตรรกะกับข้อมูล และให้ผลลัพธ์ออกมาตามที่ได้ออกแบบไว้ โดยมนุษย์ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ • คอมพิวเตอร์คือเครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำงานเหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ที่ซับซ้อนทางคณิตศาสตร์

4. สรุปความหมายของคอมพิวเตอร์สรุปความหมายของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์มีหลากหลายความหมายแต่สรุปคอมพิวเตอร์คือเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถจัดการกับสัญลักษณ์ (Symbol) ต่างๆ ด้วยความเร็วสูงโดยปฏิบัติตามขั้นตอนของโปรแกรมหรือชุดคำสั่งงานที่ถูกเขียนขึ้นโดยมนุษย์ ดังนั้นถ้าคำสั่งของโปรแกรมมีประสิทธิภาพดีคอมพิวเตอร์ก็จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ถ้าโปรแกรมสั่งงานมีคำสั่งที่ผิดพลาดอยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ก็จะทำงาน ผิดพลาดไปด้วย เพราะฉะนั้นการที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะทำงานได้ดีหรือไม่เพียงไร จึงขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่ทำขึ้นรวมไปถึงข้อมูลที่ป้อนเข้าไปในคอมพิวเตอร์ด้วย

5. คุณสมบัติที่ดีของคอมพิวเตอร์คุณสมบัติที่ดีของคอมพิวเตอร์ • ความเร็ว (Speed) • ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting) • ความน่าเชื่อถือ (Reliable) และความถูกต้องแม่นยำ (Accurate) • การเก็บข้อมูลและการสำรองข้อมูล (Storage) • การเคลื่อนย้ายและการแลกเปลี่ยนข้อมูล (Moving and Changing of information) • การทำงานซ้ำ (Repeatability)

6. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (1) ค.ศ. 1617 จอห์น เนเปียร์ (John Napier) นักคณิตศาสตร์ ชาวสก๊อต ได้คิดอุปกรณ์ที่ช่วยในการคำนวณ โดยอาศัยหลักการของอัลกอริทึมหรือขั้นตอนวิธี เรียกว่าเนเปียร์โบน (Napier’s bones) อุปกรณ์ชิ้นนี้ทำมาจากกระดูก แบ่งออกเป็นแท่งตัวเลขหลายๆ แท่ง ซึ่งมีผลคูณของตัวเลขต่างๆ ไว้คล้ายกับตารางสูตรคูณ

7. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (2) ค.ศ. 1632 วิลเลี่ยม ออดเทรด (William Oughtred) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษได้ประดิษฐ์สไลด์รูล (Slide Rule) ไม้บรรทัดคำนวณ ต่อมาได้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคอมพิวเตอร์แบบแอนะล็อก (Analog Computer)

8. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (3) ค.ศ.1642 เบลส์ ปาสคาล (Blaise Pascal) ชาวฝรั่งเศส ได้ออกแบบเครื่องคำนวณที่ทำการทดได้ด้วยตนเองเรียกว่าปาสคาลไลน์ ( PascalineCalculater) นับได้ว่าเป็นพื้นฐานในเครื่องคิดเลขแบบใช้ฟันเฟืองซึ่งระบบนี้ถูกนำมาใช้เป็นหลักในการประดิษฐ์เครื่องคิดเลขรุ่นต่อมา

9. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (4) ค.ศ. 1822 ชาร์ล แบบเบจ (Charles Babbage) นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ประดิษฐ์เครื่องกลที่ใช้ในการคำนวณขึ้นมา 2 ชิ้น ชิ้นแรกเป็นเครื่องคำนวณเรียกว่า เครื่องหาผลต่าง (Difference Engine) สำหรับใช้ในการคำนวณ และพิมพ์ค่าตารางทางคณิตศาสตร์ เพื่อที่จะใช้แก้ สมการแบบโพลีโนเมียล (Polynomial)

10. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (5) • ค.ศ. 1843 เอดา ออกัสตา เลิฟเลซ (Ada Augusta Lovelace) เป็นผู้ช่วยปรับปรุงงานของ ชาร์ล แบบเบจ ซึ่งทำให้สามารถใช้เลขฐานสองในการแทนค่าตัวเลขแทนฐานสิบ และเป็นผู้ที่สามารถเขียนโปรแกรมโดยใช้บัตรเจาะรู ดังนั้นเธอจึงได้รับการยกย่องให้เป็นโปรแกรมเมอร์หรือนักเขียนโปรแกรม คนแรกของโลก • ค.ศ. 1850ยอร์ชบูล (George Boole) เป็นผู้ชำนาญทางด้านพีชคณิตบูลีน (Boolean Algebra) ซึ่งเป็นวิชาที่พัฒนามากจาก ตรรกวิทยาแบบบริสุทธิ์ (Pure Logic) โดยใช้สภาวะเพียงสองอย่างคือ “1” และ “0” ร่วมกับเครื่องหมายในเชิงตรรกะพื้นฐานได้แก่ นอต (NOT) แอนด์ (AND) และ ออร์ (OR) นับเป็นต้นกำเนิดของระบบเลขฐานสอง นับเป็นรากฐานของการออกแบบวงจรในระบบคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน

11. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (6) ค.ศ. 1890 ดร.เฮอร์มาน ฮอบเลอริธ (Dr. Herman Hollerith) คิดค้นบัตรเจาะรูที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อใช้ในการคำนวณข้อมูลของการสำรวจสำมะโนประชากร จึงได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้นำเอาบัตรเจาะรูมาใช้ได้สำเร็จเป็นครั้งแรกในทางธุรกิจ

12. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (7) ค.ศ. 1944 ดร.เฮาเวิร์ด เอเคน (Dr. Howord Aiken) ได้ร่วมกับวิศวกรของบริษัทไอบีเอ็ม จำกัด ได้สร้างเครื่องคำนวณแบบที่ ชาร์ล แบบเบจ เคยใฝ่ฝันไว้เป็นผลสำเร็จให้ชื่อว่า ASCC (Automatic Controlled Calculator) หรือ Mark I เป็นเครื่องขนาดใหญ่มากทำงานเสียง

13. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (8) ค.ศ. 1942 –1946 จอห์น มอชลี ( John Mauchy ) และเปรสเปอร์เอคเคิร์ท ( Presper Eckert) ได้ร่วมกันสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกมีชื่อว่า ENIAC ( Electronic Numerical Integer and Calculator ) เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกที่ใช้หลอดสูญญากาศ

14. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (9) ค.ศ. 1945 ดร.จอห์น วอน นิวแมนน์ (Dr.John Von Neumann) ได้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถเก็บคำสั่งและข้อมูลทั้งหมดไว้ในหน่วยความจำของเครื่องจากแนวความคิดของจอห์น ฟอน นอยมันน์ เครื่องคอมพิวเตอร์ก็ได้รับการพัฒนาเพิ่มขึ้นมีชื่อว่า EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) และต่อมาในปี ค.ศ. 1952 ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษได้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์คล้ายกับ EDVAC โดยให้ชื่อว่า EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer) ซึ่งอาจถือได้ว่าเครื่อง EDVAC และ EDSAC เป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก

15. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (10) ค.ศ. 1951 มอชลี และ เอคเคิรท์ ได้ออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในงานธุรกิจเป็นเครื่องแรกของโลก ชื่อว่า UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) เป็นการผลิตคอมพิวเตอร์เพื่อขายหรือเช่าเป็นเครื่องแรก

16. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (11) ประเทศไทยเริ่มมีการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1963 หรือ พ.ศ. 2506 คือ เครื่องคอมพิวเตอร์ไอบีเอ็ม (IBM) 1620 โดยได้รับมอบจากมูลนิธิ เอไอดี และ บริษัทไอบีเอ็ม ซึ่งติดตั้งที่ภาควิชาสถิติ คณะพาณิชยศาสตร์และการบัญชี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งปัจจุบันหมดอายุการใช้งานไปแล้วและเก็บอยู่ที่ศูนย์บริภัณฑ์การศึกษาท้องฟ้าจำลอง กรุงเทพฯ ราคาเครื่องคอมพิวเตอร์ไอบีเอ็ม 1620 ในขณะนั้นราคาประมาณ 2 ล้านกว่าบาท ซึ่งการใช้งานเน้นทางการศึกษา ตัวอย่างของเครื่องไอบีเอ็ม 1620

17. ยุคของเครื่องคอมพิวเตอร์ (Generation of Computer) ยุคที่ 1:(The First Generation) ปี ค.ศ. 1951 – 1958 เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคแรกนี้ใช้หลอดสูญญากาศในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้ต้องการกำลังไฟฟ้าเลี้ยงวงจรที่มีปริมาณมากและทำให้มีความร้อนเกิดขึ้นมาก ทำให้ต้องใช้ความเย็นมาช่วยระบายความร้อนดังนั้นจึงต้องติดตั้งเครื่องคอมพิวเตอร์ในห้องปรับอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำ และต้องมีระบบที่รักษาระดับความเย็นอย่างต่อเนื่อง เพราะถ้าระบบรักษาความเย็นเกิดปัญหาจะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เสียหายได้ เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้มีขนาดใหญ่โดยสื่อที่ใช้ในการเก็บข้อมูลคือดรัมแม่เหล็กและบัตรเจาะรู ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงาน คือภาษาเครื่องซึ่งเป็นภาษาที่ใช้รหัสเลขฐานสอง ซึ่งจะเป็นภาษาที่มนุษย์เข้าใจยากดังนั้นในการเขียนโปรแกรมควบคุมคอมพิวเตอร์จึงเป็นเรื่องที่ยุ่งยากเนื่องจากต้องแปลงภาษาที่มนุษย์เข้าใจให้กลายเป็นเลขฐานสองที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ประมวลผล

18. ยุคที่ 2:(The Second Generation) ปี ค.ศ. 1959 – 1964 เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้มีขนาดเล็กลง กินไฟน้อยลง ราคาถูกลง เพราะมีการประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ขึ้นมาใช้แทนหลอดสูญญากาศ ทำให้ทำงานได้เร็วขึ้น และได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องมากกว่าใช้หลอดสูญญากาศ ทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กกว่าหลอดสูญญากาศหลายเท่า ในยุคนี้ได้มีการสร้างวงแหวนแม่เหล็ก (Magnetic Core) มาใช้แทนดรัมแม่เหล็ก (Magnetic Drum) ซึ่งจะใช้เป็นหน่วยความจำภายในสำหรับการเก็บข้อมูลและชุดคำสั่ง ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้เขียนโปรแกรมในยุคที่ 2 นี้ คือภาษาแอสเซมบลี (Assembly) ซึ่งเป็นภาษาที่ใช้สัญลักษณ์แทนคำสั่งต่างๆ ทำให้เขียนโปรแกรมได้ง่ายกว่าภาษาเครื่องเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ เช่น IBM 1620,IBM 401, Honeywell แต่อย่างไรก็ตามภาษาแอสเซมบลีเมื่อนำไปเขียนโปรแกรมที่มีขนาดใหญ่จะไม่เหมาะสมอีกทั้งการเขียนโปรแกรมภาษาแอสเซมบลีต้องเข้าใจถึงโครงสร้างสถาปัตยกรรมภายในของระบบคอมพิวเตอร์นั้นจึงจะสามารถเขียนโปรแกรมได้ทำให้ยากต่อการเขียนโปรแกรมและการพัฒนา

19. ยุคที่ 3:(The Third Generation) ปี ค.ศ. 1965 – 1970 เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนามาใช้ในยุคนี้เป็นวงจรรวม หรือ เรียกว่าไอซี (IC : Integrated Circuit) ซึ่งเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกบรรจุลงในแผ่นซิลิคอน (Silicon) บางๆ ที่ เรียกว่าชิป (Chip) ในชิปแต่ละตัวจะประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลายพันตัว จึงทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงกว่าเดิมแต่ความเร็วในการทำงานสูงขึ้น กินไฟน้อยลง ความร้อนลดลงและประสิทธิภาพในการทำงานเพิ่มขึ้น แต่ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะเป็นวงจรรวมคอมพิวเตอร์จะถูกออกแบบเพื่อใช้กับงานแต่ละอย่างเช่นใช้ในงานคำนวณหรือใช้กับงานธุรกิจเมื่อคอมพิวเตอร์ถูกพัฒนามาใช้วงจรรวมก็สามารถใช้กับงานที่ซับซ้อนได้มากขึ้นภาษาเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ เช่นฟอเทรน (Fortran) และโคบอล (Cobol)

20. ยุคที่ 4:(The Fourth Generation) ปี ค.ศ. 1971 – ปัจจุบัน เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้มีการพัฒนาเอาวงจรรวมหลายๆ วงจรมารวมเป็นวงจรขนาดใหญ่ เรียกว่า LSI (Large Scale Integrated) ลงในชิปแต่ละอัน บริษัทอินเทล (Intel) ได้สร้างไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor) ซึ่งเป็นชิป 1 อัน ที่ประกอบด้วยวงจรทั้งหมดที่ต้องใช้ในการประมวลผลโปรแกรม ปัจจุบันได้มีการพัฒนามากขึ้นโดยสามารถสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลายหมื่นวงจรรวมอยู่ในชิปเดียว เป็นวงจร LSI (Large Scale Integrated) และ VLSI (Very Large Scale Integrated) ในยุคนี้ได้มีการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่ ได้แก่ ไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ และซูเปอร์คอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากเพราะมีขนาดเล็ก กะทัดรัดและราคาถูกแต่มีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น และมีการทำงานที่เร็วขึ้น

21. ยุคที่ 5:(The Fifth Generation) เริ่มต้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 21 เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จะเน้นที่การนำไมโครชิปมาใช้และการออกแบบให้เครื่องมีหน่วยประมวลผลกลางจำนวนหลายตัวทำงานเป็นคู่ขนานหรือการประมวลผลแบบขนาน (Parallel Processor) อันจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลอย่างมหาศาล และมีการให้ความสำคัญกับงานด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) กันมากขึ้น โดยพยามทำให้คอมพิวเตอร์สามารถที่จะเรียนรู้ได้ด้วยตนเอง ให้สามารถทำงานแทนมนุษย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

22. แบบฝึกหัดทบทวน • คอมพิวเตอร์คืออะไร • คอมพิวเตอร์สามารถควบคุมการทำงานด้วยอะไร • ปัจจุบันนิยมนำคอมพิวเตอร์มาใช้งานอย่างแพร่หลายเนื่องจากเครื่องคอมพิวเตอร์มีคุณสมบัติอะไร จึงมีการใช้อย่างแพร่หลาย • การทำงานซ้ำของเครื่องคอมพิวเตอร์คืออะไร จงอธิบายพร้อมยกตัวอย่างมาพอเข้าใจ • จอห์น เนเปียร์ นักคณิตศาสตร์ ชาวสก๊อต ได้คิดอุปกรณ์ที่ช่วยในการคำนวณอะไร • ใครได้รับการยกย่องว่าเป็นโปรแกรมเมอร์หรือนักเขียนโปรแกรม คนแรกของโลก • ประเทศไทยเริ่มมีการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้เป็นครั้งแรกเมื่อไหร่ นำมาใช้ที่ไหน และนำมาใช้เพื่อประโยชน์อะไร • จงอธิบายยุคของเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ยุคที่ 1 จนถึงยุคที่ 5 มาพอเข้าใจ http://www.udru.ac.th

23. เอกสารอ้างอิง งามนิจ อาจอินทร์, ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับวิทยาการคอมพิวเตอร์., กรุงเทพฯ, 2542. จุฑารัตน์ สมจริง [Online]. Available: http://vcharkarn.com [1 มีนาคม 2552]. พรรณาพูนพิน[Online]. Available: http://web.bsru.ac.th/~panna/learning.html [1 มีนาคม 2552]. ไพศาล โมลิสกุลมงคล, ประสงค์ ประณีตพลกรัง, อนุโชต วุฒิพรพงษ์ และ ศรายุธ คลังทอง, สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ (Computer Architecture)., กรุงเทพฯ, 2547. สัลยุทธ์ สว่างวรรณ. สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์., กรุงเทพฯ, 2546. http://www.udru.ac.th