คอมพิวเตอร์เพื่องานอาชีพ

ประวัติคอมพิวเตอร์ ตอนที่ 1

ประวัติของคอมพิวเตอร์: จากอดีตสู่ปัจจุบัน
คนโบราณคิดเลขได้อย่างไร

ประวัติของคณิตศาสตร์เริ่มต้นเมื่อคนเราต้องจดนับปริมาณที่มากกว่าหนึ่ง มนุษย์เผ่าที่เร่ร่อนในยุคแรกนับและบันทึกจำนวนสัตว์ในฝูงได้แม้ไม่มีระบบจำนวนเป็นลายลักษณ์อักษรในการนับ โดยเขาใช้วธีเก็บก้อนกรวดหรือเมล็ดพืชไว้ในถุง ถ้าจำนวนมีค่ามากก็จะใช้นิ้วต่างๆ เป็นสัญลักษณ์แทนจำนวน 10 และ 20 พวกเขาได้พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับจำนวนว่าเป็นสัญลักษณ์ซึ่งแตกต่างจากสิ่งของที่กำลังนับ
เมื่อการเก็บข้อมูลและการนับมีความซับซ้อนมากขึ้น มนุษย์ได้ประดิษฐ์เครื่องช่วยในการทำงาน ลูกคิดเป็นเครื่องมือชนิดหนึ่งในยุคแรก ซึ่งไม่สามารถชี้ชัดแหล่งที่มาแน่นอนได้ แต่เป็นไปได้ที่จะมีต้นกำเนิดมาจากชาวบาบิโลน ลูกคิดเป็นที่รู้จักตั้งแต่สมัยกรีกและโรมันตอนต้น ในตอนแรกลูกคิดมีผิวหน้าหยาบใช้เม็ดมันๆ หรือเป็นแผ่นหินใส่เครื่องหมายเพื่อบอกตำแหน่งจำนวนและใช้ก้อนกรวดเป็นตัวนับ ชาวโรมันเรียกก้อนกรวดนั้นว่า แคลคูไล ซึ่งก่อให้เกดิคำว่า แคลคูเลชั่น ซึ่งหมายถึงการคำนวณขึ้น


ในยุคกลางตอนต้น ลูกคิดของชาวตะวันออกได้ปรากฎขึ้นในตะวันออกกลาง มีลักษณะเป็นกรอบคล้ายกล่องและมีก้านสำหรับยึดลูกปัด ลูกคิดชนิดนี้ยังคงใช้อยู่แพร่หลายในเอเชียและตะวันออกกลาง

เครื่องคำนวณในยุคประวัติศาสตร์


ลูกคิด (Abacus) แบบโบราณจากเกาะกรีกของชาวซาลามิสเป็นแผ่นหินอ่อนขนาดยาว 1.5 เมตร เชื่อกันว่าพวกแลกเปลี่ยนเงินตรานำไปใช้ในโบสถ์ ข้อความที่จารึกไว้บนแท่งหินแสดงรายการราคาและชื่อของเหรียญต่างๆ เช่นแดร็กมา แทลเลนส์ และโอโบล เป็นต้น


เครื่องคำนวณเครื่องแรกของโลก ได้แก่ ลูกคิด มีการใช้ลูกคิดในหมู่ชาวจีนมากกว่า 7000 ปี และใช้ในอียิปต์โบราณมากกว่า 2500 ปี ลูกคิดของชาวจีนประกอบด้วยลูกปัดร้อยอยู่ในราวเป็นแถวตามแนวตั้ง โดยแต่ละแถวแบ่งเป็นครึ่งบนและล่าง ครึ่งบนมีลูกปัด 2 ลูก ครึ่งล่างมีลูกปัด 5 ลูก แต่ละแถวแทนหลักของตัวเลข


คอมพิวเตอร์เครื่องแรก
ลูกคิดของชาวจีนประกอบด้วยโครงไม้แบ่งเป็นสองส่วน คือ ส่วนบนและส่วนล่าง แกนไม้ในแนวตั้งใช้แทนหลักของจำนวนและลูกปัดแทนจำนวน
ในแต่ละแกนจะมีลูกปัด 2 ลูก ในส่วน "สวรรค์" เหนือที่กั้นนับเป็น 5 และ 5 ลูกบน "พื้นโลก" ใต้ที่กั้นนับเป็น 1 ให้ลูกปัดส่วนบนอยู่ติดขอบบนสุดของโครงไม้ และลูกปัดส่วนล่างอยู่ติดขอบล่างสุด จำนวนที่แสดงในรูปทางขวามือคือ 73 หากบวกด้วย 28 ลูกปัดจะถูกเคลื่อนย้ายดังในรูป


ใครประดิษฐเครื่องคำนวณเครื่องแรก

การก่อตัวทางความคิดในศตวรรษที่ 17 ผลักดันให้นักคณิตศาสตร์มาถึงจุดสำเร็จในการประดิษฐอุปกรณ์ เพื่อช่วยลดแรงงานในการคำนวณ ในปีค.ศ. 1614 จอห์น เนเปียร์ นักศาสนาและคณิตศาสตร์ชาวสก็อต ได้ค้นพบลอการิทึม และได้แปลงปัญหาของการคูณที่ซับซ้อนไปเป็นปัญหาการบวกที่ง่ายขึ้น โดยการจารึกตารางการคูณบนชุดของแท่งหลายๆ แท่ง ในปี ค.ศ. 1617 เขาสามารถทำให้การคูณเลขที่มีค่ามากกระทำได้ง่ายขึ้น ภายในเวลา 2-3 ปี ต่อมา มีการนำลอการิทึมไปใช้บนไม้บรรทัดแบบเลื่อน และเป็นเหตุให้แท่งจารึกตารางการคูณของเขาพ้นสมัยไป
จอห์น เนเปียร์
จอห์น เนเปียร์ สร้างตารางการคูณบนชุดของแท่งต่างๆ แต่ละด้านบรรจุตัวเลขที่สัมพันธ์กันในลักษณะความก้าวหน้าเชิงคณิตศาสตร์ สามารถหาค่ารากที่สอง รากที่สาม และสามารถคูณหรือหารเลขจำนวนมากๆ ได้ นักคณิตศาสตร์มิได้ถือว่าแท่งของเนเปียร์นี้เป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เนเปียร์ได้มอบให้แก่วงการวิทยาศาสตร์ แม้ว่าจะมีผู้ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วยุโรป แต่เขากลับเป็นผู้ที่รู้จักดีในฐานะผู้ประดิษฐลอกาลิทึม
แท่งของเนเปียร์ (Napeir' rod)



ในปี ค.ศ. 1642 ณ ประเทศฝรั่งเศส เบลส แพสคาล ลูกชายวัย 19 ปี ของพนักงานเก็บภาษี ได้ทดลองใช้เครื่องบวกเลขแบบเครื่องกลเพื่อช่วยงานบิดา โดยการประสานตัวเฟืองซึ่งสามารถคำนวณเลขจำนวนมากได้ แม้ว่าเครื่องแพสคาลไลน์นี้จะเป็นเครื่องบวกเลขเครื่องแรก แต่แท้จริงแล้วเครื่องคิดเลขเครื่องแรกนั้นสร้างขี้นในปี ค.ศ.1623 โดยศาสตราจารย์ชาวเยอรมันชื่อ วิลเฮล์ม ชิลคาร์ด

เบลส แพสคาล (ค.ศ.1623-1662) ได้เขียนโฆษณาไว้ว่า "ผมขอเสนอเครื่องจักรต่อสาธารณะ ซึ่งคุณจะสามารถใช้เครื่องคิดเลขได้อย่างง่ายดาย และยังสามารถปลดเปลื้องภาระงานซึ่งมักจะทำให้คุณเกิดความล้าในอารมณ์อีกด้วย"
เครื่องแพสคาลไลน์เครื่องซึ่งแสดงภาคตัดขวาง จะทำการบวกหรือลบเมื่อล้อฟันเฟืองประสานกันขณะหมุน วงล้อจะนำผลรวมที่มีค่ามากกว่า 9 ไปทดยังหลักถัดไป ผลจะปรากฎในหน้าต่างแสดงผล โดยจำนวนที่อยู่ขวาสุด เป็นจำนวนสำหรับการบวก ส่วนจำนวนทางขวาสำหรับการลบ



กอดฟริด ฟอนไลบ์นิช (Gottfried von Leibniz)
ต่อมาในปี ค.ศ. 1794 กอดฟริด ฟอนไลบ์นิช (Gottfried von Leibniz) ชาวเยอรมันได้ประดิษฐ์เครื่องคำนวณที่มีขีดความสามารถสูงสามารถคูณและหารได้


ในคริสต์ศตวรรษที่ 19 ชาวอังกฤษชื่อชาร์ลส์ แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ออกแบบเครื่องจักรกำลังไอน้ำชื่อ อนาลิทิคัล เอนจิน ซึ่งสามารถคำนวณรากที่สอง รากที่ 3 และฟังก์ชั่นเอ็กโพเนนเชียลอื่นๆ ได้ ถึงแม้ว่าเครื่องดังกล่าวจะอยู่ในขั้นแบบจำลอง แต่ก็ใช้หลักการหลายอย่างเช่นในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ จนเป็นที่รู้จักในนามของบิดาของคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
และในปี ค.ศ. 1800 เขาประสบความสำเร็จสร้างเครื่องคำนวณ ที่เรียกว่า Difference engine
ซึ่งสร้างขึ้นตามข้อกำหนดของแบบเบจ โดยใช้กำลังของเครื่องจักรไอน้ำ สามารถคำนวณตารางลอการิทึมโดยใช้หลักการของผลต่างคงที่และบันทึกผลลงบนแผ่นโลหะ แบบจำลองถูกสร้างขึ้นในปี ค.ศ.1822 เป็นเครื่องคิดเลขขนาด 6 หลัก สามารถคำนวณและพิมพ์ตารางตัวเลขได้ ในปี ค.ศ. 1833 เขาได้ประกาศถึงแผนการที่จะสร้างแอนนาลิทิคัล เอ็นจิน ซึ่งมีกำลังสูงและใช้งานได้มากกว่าเดิม สามารถทำงานคำนวณได้อย่างกว้างขวาง สามารถเก็บตัวเลข 40 หลักไว้ได้ 100 จำนวน เครื่องจักรประกอบด้วยฟันเฟืองและวงล้อทำงานได้ ผู้ใช้งานจะสั่งให้เครื่องทำงานหรือที่เรียกในภาษาสมัยใหม่ว่าเขียนโปรแกรมโดยการเจาะรูบัตรชุดหนึ่ง


แนวคิดของบัตรเจาะรูไม่ใช่ของใหม่ในสมัยนั้น ช่างทอผ้าไหมชาวฝรั่งเศสชื่อ โจเซฟ-มารี แจคการ์ด เป็นคนแรกที่คิดเรื่องการใช้บัตรเจาะรูสำหรับเครื่องทอผ้าไหมแบบอัตโนมัติ แจคการ์ด ได้ปรับปรุงเทคโนโลยีการทอผ้าให้มีความละเอียดแม่นยำจนกระทั่งต้องใช้คำสั่งเจาะบนบัตรเจาะรูจำนวนถึงหมื่นบัตรเพื่อทอผ้าไหมลายปราณีต แม้ว่าแบบเบจจะได้พัฒนาแบบในรายละเอียด และปรับปรุงเทคนิคในการสร้างเครื่องเพื่อแสดงว่าจะสามารถสร้างเครื่องแอนนาลิทิคัล เอ็นจิน นี้ได้ แต่ก็น่าเสียดายที่เขาไม่มีเงินลงทุนและทรัพยากรเพียงพอที่จะดำเนินโครงการ และแม้จะไม่สำเร็จแต่เขาก็เป็นเจ้าของความคิดในหลักการซึ่งเป็นรากฐานของคอมพิวเตอร์มัยใหม่

ในปี ค.ศ.1890 เฮอร์แมน ฮอลเลอริท สร้างเครื่องประมวลผลข้อมูลเครื่องแรกของโลกเพื่อนับและทำตารางสำรวจมโนประชากรในประเทศสหรัฐอเมริกา ใน ปี ค.ส. 1880 ฮอลเลอริท ได้เรียนรู้กระบวนการนับที่เชื่องช้าของการสำรวจสำมะโนประชากร ซึ่งต้องใช้เสมียนจำนวนมากเป็นเวลาหลายปีนับข้อมูลประชากรของปี ค.ศ. 1880 กว่าที่เจ้าหน้าที่จะวิเคราะห์ข้อมูลและจัดพิมพ์ตัวเลขเหล่านั้นเสร็จ ข้อมูลทั้งหมดก็ล้าหลังไป 5 ปีแล้ว เขาใช้แนวคิดบัตรเจาะรู โดยประดิษฐ์บัตรขนาดกว้าง 7.5 ซ.ม. ยาว 12.5 ซ.ม. ประกอบด้วย 12 แถว แต่ละแถวเจาะรูได้ 20 รู เพื่อเก็บข้อมูลเกี่ยวกับอายุ เพศ ประเทศที่เกิด สถานะภาพการสมรส จำนวนบุตร และข้อมูลอื่นๆ ของแต่ละคน พนักงานทำการรวบรวมข้อมูลจากการสำรวจประชากรและบันทึกผลลงในบัตรเจาระรูตามตำแหน่งที่เหมาะสม จากนั้นก็ป้อนบัตรเข้าเครื่องสร้างตาราง และแต่ละครั้งที่เข็มโลหะสัมผัสพบรูจะทำให้เกิดไฟฟ้าครบวงจร และข้อมูลจะถูกบันทึกลงในคลังของหน้าปัดสำหรับบันทึก ระบบการสร้างตารางด้วยไฟฟ้าของฮอลเลอริท ซึ่งมีชื่อว่า ฮอลเลอริท อิเล็กทริก แทบูเลทิง ซิสเต็ม นี้ใช้นับและรวบรวมข้อมูลของประชากรจำนวน 66,622,250 คน ในปี ค.ศ. 1890
เฮอร์แมน ฮอลเลอริท (ค.ศ.1860-1929) ได้รับสัญญาให้ทำการสำรวจสำมะโนประชากรในปี ค.ศ.1890 เมื่อเขาได้สาธิตให้เห็นถึงความเร็วของเครื่องจักรของเขา ประชากรของสหรัฐอเมริกา เพิ่มขึ้นมากกว่า 20% นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1880 เป็นต้นมา เครื่องจักรของเขาได้ร่นระยะเวลาในการนับจาก 5 ปี เป็น 2 ปี
ต่อมาในปี ค.ศ. 1896 ฮอลเลอริชได้จดทะเบียนก่อตั้งบริษัทเพื่อผลิตจำหน่ายเครื่องจักรช่วยในการคำนวณ ชื่อ บริษัท คอมพิวติง เทบบูลาติง เรดคอสดิง หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1924 ได้เปลี่ยนมาเป็นชื่อบริษัทไอบีเอ็ม (International Business Machine : IBM)

ประวัติเครื่องคอมพิวเตอร์ ตอนที่ 1
ประวัติเครื่องคอมพิวเตอร์ ตอนที่ 2
ประวัติเครื่องคอมพิวเตอร์ ตอนที่ 3
เอกสารอ้างอิง
หนังสือเรียนวิชาคอมพิวเตอร์ ช 0249 เทคโนโลยีสารสนเทศและคอมพิวเตอร์ สถาบันส่งเสริมารสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ยุคคอมพิวเตอร์ เล่ม 1 อมรินทร์พรินทร์ติ้งพับลิชชิ่ง กรุงเทพฯ 2544.