Transcript คอมพวเตอร์เครื่องมือสำหร

The early period : up to 1940
• เมื่อ 5000 ปี ที่ผา่ นมา ชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่ องคานวณเครื่ องแรก
คือ ลูกคิด
• ครึ่ งแรกของศตวรรษที่ 17 ได้มีงานวิจยั และการพัฒนาเพื่อช่วยงาน
ทางคณิ ตศาสตร์จานวนมาก
The early period : up to 1940
• 1622 มีการใช้ไม้บรรทัดเลื่อน (slide rule) เป็ นครั้งแรก
The early period : up to 1940
The early period : up to 1940
• 1642 Blaise Pascal นักคณิ ตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส
ออกแบบและสร้างเครื่ องคิดเลขจักรกลชื่อ Pascaline มีที่แสดง
ตัวเลขด้านบน สามารถบวก ลบเลขระบบเกียร์ โดยใช้หลักการหมุนของ
ฟันเฟื องและการทดเลข
โดยที่เฟื องแต่ละตัวจะมีฟัน 10 ซี่ วางเรี ยงกัน เมื่อเฟื องหมุนครบรอบจะ
ทาให้ตวั ที่อยูถ่ ดั ไปปรับค่าขึ้น 1 ค่า เช่นเดียวกับที่มิเตอร์ระยะทางใน
รถยนต์
Leibnits’s wheel
• นักคณิ ตศาสตร์ชาวเยอรมัน Gottfried Leibnitz เป็ นหนึ่งในผู ้
คิดค้นแคลคูลสั ร่ วมกับ Isaac Newton ได้มีแนวคิดเกี่ยวกับ
การคานวณอัตโนมัติ และได้ศึกษางานของปาสกาลและคนอื่น ในค.ศ.
1674 ได้สร้างเครื่ องคิดเลขจักรกล เรี ยกว่า Leibnits’s
wheel สามารถบวก ลบ คูณ หาร ได้เร็ วกว่าใช้มือหลายเท่า
Leibnits’s wheel
• เครื่ อง Leibnits’s wheel ไม่ถือว่าเป็ นคอมพิวเตอร์เพราะขาด
คุณลักษณะพื้นฐาน 2 ประการ
– ไม่มีความจาสาหรับเก็บข่าวสารในรู ปแบบที่เครื่ องอ่านได้
– ไม่สามารถรันโปรแกรมได้
Charles Babbage
• ศาสตราจารย์สาขาคณิ ตศาสตร์แห่ งมหาวิทยาลัยเคมบริ ดจ์
• สนใจเครื่ องคานวณอตโนมัติ
• 1823 ศึกษาแนวคิดของ Pascal และ Leibnitz และสร้าง
Difference Engine ที่สามารถบวก ลบ คูณ และหารได้
ทศนิยมถึง 6 หลัก สามารถแก้ปัญหาสมการโพลิโนเมียลและปัญหา
คณิ ตศาสตร์ที่ซบั ซ้อนได้
• พยายามสร้างโมเดลขนาดใหญ่ของ Difference Engine ให้
สามารถคานวณมีความถูกต้องทศนิยม 20 หลัก เป็ นเวลา 12 ปี จึง
ล้มเลิกความพยายาม เพราะเทคโนโลยีในทศวรรษ 1820, 1830
ไม่เพียงพอสาหรับโมเดลดังกล่าว
Difference Engine
Charles Babbage
• ทศวรรษ 1830 ได้ออกแบบเครื่ องคานวณชื่อ Analytic
Engine สาหรับใช้กบั งานทัว่ ไป มีประสิ ทธิภาพสูง สามารถใช้กบั
ช่วงตัวเลขได้มากขึ้น มีส่วนประกอบ 4 ส่ วน ดังนี้
– mill ทาหน้าที่คานวณและเปรี ยบเทียบ
– store ใช้เก็บข้อมูล
– operator ใช้ประมวลผลคาสั่งในบัตรเจาะรู
– output unit นาผลที่ได้ใส่ ลงในบัตรเจาะรู อีกชุดหนึ่ ง
• เสี ยชีวิตก่อนที่ Analytic Engine จะเสร็ จ
• ทิ้งแนวคิดที่อยูบ่ นกระดาษและความฝันให้เป็ นมรดกของ
นักวิทยาศาสตร์รุ่นหลัง
Herman Hollerith
• นักสถิติ ประจา U.S. Census Bureau
• สนใจงานของ Pascal, Jacquard, Babbage
• ออกแบบและสร้างเครื่ องจักรประมวลผลบัตร ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ า ให้
สามารถอ่าน นับ และเรี ยงลาดับและตรวจสอบข้อมูลก่อนที่จะบันทึก
ในบัตรเจาะรู
1890 US’s census
• สามะโนประชากรปี 1880 ใช้เวลาประมวลผล 8 ปี
• จากประมาณการ ในการแจงนับโดยใช้แรงคนต้องใช้เวลา
ประมาณ 10 ถึง 12 ปี จึงทาให้สามะโนประชากรปี
1900 ต้องเริ่ มทาก่อนที่การประมวลผลปี 1890 จะเสร็ จ
สิ้ น
• เมื่อมีการปรับเปลี่ยนไปใช้เครื่ องและอุปกรณ์ของ Hollerith
ทาให้การประมวลผลเสร็ จใน 2 ปี ทั้งที่งานเพิ่มขึ้น 30 %
Programmable card processing
machine
• บันทึกข้อมูลลงในบัตรเจาะรู (punched card) โดยใช้
เครื่ อง keypunch
Programmable card processing
machine
• นาบัตรเจาะรู ใส่ ใน tabulator เพื่อนับจานวน
Programmable card processing
machine
• นาบัตรเจาะรู ใส่ ใน sorter เพื่อเรี ยงลาดับข้อมูล
Programmable card processing
machine
• ทั้งเครื่ อง tabulator และ sorter สามารถใส่ โปรแกรมได้ จึง
สามารถเลือกได้ในบางอย่าง อาทิ เลือกจะเรี ยงลาดับตามคอลัมภ์ใด
หรื อ จะนับบัตรใบไหนบ้าง นอกจากนี้ ยังมีหน่วยความจาขนาดเล็ก
สาหรับเก็บผลการทางานด้วย ดังนั้นเครื่ องทั้งสองจึงมีส่วนประกอบ 4
ส่ วน เช่นเดียวกับเครื่ อง Analytic engine ของ
Babbage
• เครื่ องของ Hollerith ประสบความสาเร็ จอย่างมาก นับว่าเป็ น
เครื่ องแรกเครื่ องหนึ่งที่เป็ นตัวอย่างการประมวลผลอัตโนมัติที่ช่วย
แก้ปัญหาขนาดใหญ่
The birth of computers : 1940-1950
• สงครามโลกครั้งที่ 2 ได้สร้างปัญหาความแตกต่างของข้อมูลข่าวสาร
ขึ้น อาทิ ข้อมูลการใช้ทหาร ข้อมูลขีปนาวุธ รหัสลับ และมีโครงการวิจยั
เพื่อสร้างเครื่ องคานวณอัตโนมัติจานวนมาก ส่ วนใหญ่ได้รับทุนจาก
หน่วยงานทหาร
• ค.ศ.1931 กองทัพเรื อสหรัฐร่ วมกับไอบีเอ็มให้ทุนศ.โฮเวิร์ด ไอเคน
สร้างอุปกรณ์คานวณ Mark I
อุปกรณ์คานวณ Mark I มีลกั ษณะดังนี้
Mark
• สาหรับใช้งานทัว่ ไป
• สามารถใส่ โปรแกรม
• สามารถ บวก ลบ คูณ หาร
• มีฟังก์ชนั ลอการิ ทึม ตรี โกณ
• เก็บข้อมูลได้
• เป็ นอุปกรณ์คานวณเครื่ องแรกที่ใช้เลขฐาน 2
• ใช้หลอดสู ญญากาศและกระแสไฟฟ้ าเพื่อแทนค่าของเลขฐาน 2
– ได้ค่า 1 เมื่อหลอดไฟติด
– ได้ค่า 0 เมื่อหลอดไฟดับ
สาเร็ จค.ศ. 1944 เป็ นเวลา 110 ปี หลังความฝันของ Babbage
• นับว่าเป็ นหนึ่งในคอมพิวเตอร์ ที่ทางานทัว่ ไปเครื่ องแรก
I
อุปกรณ์คานวณ Mark I มีลกั ษณะดังนี้
Mark
• ควบคุมด้วยเทปกระดาษ
• ความจาจุตวั เลขได้ 72 ค่า
• สามารถรันโปรแกรมที่คูณเลข 23 หลักได้ใน 4 วินาที
• ใช้งานอยูเ่ กือบ 15 ปี
• ช่วยงานทางคณิ ตศาสตร์ กองทัพเรื อสหรัฐ ระหว่างสงคราม
I
ยาว 55 ฟุต
สูง8 ฟุต
หนัก 5 ตัน
ประกอบด้วย 760,000 ชิ้น
Mark I
ENIAC
Electronic Numerical Integrator
Analyzer and Calculator
• John Presper Eckert และ John W. Mauchly
มหาวิทยาลัยเพ็นซิลวาเนียร่ วมมือกับกองทัพบกสหรัฐได้สร้างคอมพิวเตอร์ที่
มีประสิ ทธิภาพขึ้น คือ ENIAC เสร็ จในค.ศ. 1946
• ใช้คานวณหาตาแหน่งที่ต้ งั ของฝ่ ายตรงข้ามเพื่อทิ้งระเบิด
• $500,000 ($6,000,000 ปัจจุบนั )
ENIAC
Electronic Numerical Integrator
Analyzer and Calculator
ประกอบด้วยหลอดสูญญากาศ 18000 หลอด
ทางานเร็ วกว่า Mark I
สามารถประมวลผลคาสัง่ ได้ 100,000 คาสัง่ ต่อนาที
สามารถบวกเลข 10 หลัก 2 จานวนในเวลา 1/5000 วินาที คูณเลข 2
จานวนได้ในเวลา 1/300 วินาที เร็ วกว่า Mark I 1000 เท่า
• ใช้เวลาเซตระบบ 2 วัน ในการประมวลผล 2 วินาที
• ใช้ไฟฟ้ า 200 กิโลวัตต์ต่อชัว่ โมง
•
•
•
•
ENIAC
ยาว 100 ฟุต สูง 10 ฟุต หนัก 30 ตัน สายไฟยาวมากกว่า 500 ไมล์
ENIAC vacuum tubes in holders
คอมพิวเตอร์เครื่ องแรก
• Mark I และ ENIAC
เป็ นตัวอย่างคอมพิวเตอร์ยคุ ต้นที่มีชื่อเสี ยง
• แต่คอมพิวเตอร์เครื่ องแรก น่าจะเป็ น ABC system
(Atanasoff-Berry Computer) ออกแบบและสร้างโดย
ศ. John Atanasoff และนิสิตปริ ญญาโท Clifford
Berry แห่ง Iowa State University เมื่อค.ศ. 19391942 แต่ไม่ค่อยมีใครกล่าวถึงคอมพิวเตอร์เครื่ องนี้ เพราะนาไปใช้
ประโยชน์เพียงงานเดียวคือ ระบบแก้ปัญหาของsimultaneous
linear equation
• Colossus สร้างเมื่อค.ศ. 1943
ที่องั กฤษ จากคาแนะนาของ Alan
Turing ซึ่งเป็ นทั้งนักคณิ ตศาสตร์
และนักวิทยาการคอมพิวเตอร์
Colossus
Colossus
ไม่มีหน่วยความจา
เก็บข้อมูลได้ <= 20000 ตัวอักษร (5 บิต) ไว้ในเทปกระดาษ
เป็ นคอมพิวเตอร์เครื่ องแรกสร้างนอกสหรัฐ
ใช้สาหรับถอดรหัสข้อความภาษาเยอรมันที่เข้ารหัสโดยเครื่ อง
Enigma
• ไม่เป็ นที่รู้จกั เพราะโครงการเป็ นความลับ ใช้ในสงครามโลก เปิ ดเผยหลัง
สิ้ นสุ ดสงครามในหลายปี ต่อมา
•
•
•
•
เครื่ องเข้าและถอดรหัสภาษาเยอรมัน
Z1
• ค.ศ. 1936-1938 วิศวกรชาวเยอรมันชื่อ
Konrad Zuse ได้ทางานด้าน
computing ให้กองทัพเยอรมัน ได้ออกแบบ
คอมพิวเตอร์ Z1 มีลกั ษณะคล้าย ENIAC คือ
สามารถป้ อนโปรแกรมผ่านเทปเจาะรู ใช้งานทัว่ ไป
เป็ นอุปกรณ์คานวณอิเล็คทรอนิก
• Z1 ถูกทาลายโดยกองทัพพันธมิตรในสงครามโลก
Computer Age
• 1951 John Von Neuman สร้างเครื่ อง EDVAC
เป็ นคอมพิวเตอร์เครื่ องแรกที่สามารถเก็บโปรแกรมไว้ในเครื่ องได้
• ในเวลาใกล้เคียงกัน มีการสร้างเครื่ อง EDSAC ที่มหาวิทยาลัยเคม
บริ ดจ์ ภายใต้คาแนะนาของ ศ. Maurice Wilkes
• การเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์เหล่านี้ ถือเป็ นการก้าวเข้าสู่ยคุ ของ
คอมพิวเตอร์สมัยใหม่
• เครื่ องจาลองของ EDVAC เรี ยกว่า UNIVAC I เป็ น
คอมพิวเตอร์เครื่ องแรกที่มีการจาหน่าย ส่ งไปยังหน่วยสามะโนของ
สหรัฐ เมื่อ 31 Mar 1951 มีการใช้งานเป็ นเวลา 12 ปี จึงถือ
วันนี้เป็ นวันเริ่ มต้นของยุคคอมพิวเตอร์
Computer Age
• 1951 John Von Neuman สร้างเครื่ อง EDVAC
เป็ นคอมพิวเตอร์เครื่ องแรกที่สามารถเก็บโปรแกรมไว้ในเครื่ องได้
• ในเวลาใกล้เคียงกัน มีการสร้างเครื่ อง EDSAC ที่มหาวิทยาลัยเคม
บริ ดจ์ ภายใต้คาแนะนาของ ศ. Maurice Wilkes
• การเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์เหล่านี้ ถือเป็ นการก้าวเข้าสู่ยคุ ของ
คอมพิวเตอร์สมัยใหม่
• เครื่ องจาลองของ EDVAC เรี ยกว่า UNIVAC I เป็ น
คอมพิวเตอร์เครื่ องแรกที่มีการจาหน่าย ส่ งไปยังหน่วยสามะโนของ
สหรัฐ เมื่อ 31 Mar 1951 มีการใช้งานเป็ นเวลา 12 ปี จึงถือ
วันนี้เป็ นวันเริ่ มต้นของยุคคอมพิวเตอร์
The first generation : 1950-1957
• UNIVAC I เป็ นคอมพิวเตอร์เครื่ องแรกที่สร้างเพื่อขาย สร้างโดย
John Presper Eckert และ John W. Mauchly โดย
ได้รับความช่วยเหลือทางการเงินจาก บริ ษทั Remington
Rand
• เครื่ องแรก ราคา 1,000,000 ดอลลาร์
• สร้าง 46 เครื่ อง ขายให้ท้ งั ภาครัฐและเอกชน
• บวก 120 microseconds
• คูณ 1,800 microseconds
• หาร 3,600 microseconds.
The first generation : 1950-1957
• IBM 701 เป็ นคอมพิวเตอร์เครื่ องแรกที่สร้างโดยบริ ษทั IBM
(International Business Machines) ซึ่งต่อมา
กลายเป็ นผูน้ าในการขายเครื่ องคอมพิวเตอร์
ให้เช่าเดือนละ 15,000 ดอลลาร์
The first generation : 1950-1957
• คอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่ แพง ทางานช้า และยังไม่
น่าเชื่อถือ ใช้หลอดสูญญากาศ (vacuum
tube) สาหรับประมวลผลและจัดเก็บข้อมูล ยากต่อ
การดูแล ดังนั้น จึงใช้คอมพิวเตอร์ในสถานที่เฉพาะ
อาทิ บริ ษทั ขนาดใหญ่ ห้องปฏิบตั ิการของรัฐบาลและ
มหาวิทยาลัย เพราะต้องเสี ยค่าใช้จ่ายในการดูแลสูง
• ใช้บตั รเจาะรู นาเข้าข้อมูล
• ภาษาที่ใช้ ภาษาเครื่ อง (Machine
language) ภาษาเอสเซมบลี(Assembly)
The second generation : 1957-1965
• มีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในขนาดและความซับซ้อนของคอมพิวเตอร์
• ปลายทศวรรษ 1950
– ใช้ทรานซิสเตอร์ขนาด 2-3 มิลลิเมตรแทนหลอดสูญญกาศ
John Bardeen, William Shockley, Walter Brattain
– หน่วยความจาสร้างจากแกนแม่เหล็กขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1/50 นื้ว
• เทคโนโลยีท้ งั สอง ทาให้ขนาดของคอมพิวเตอร์ เล็กลงอย่างมาก แต่ช่วยเพิ่มความ
น่าเชื่อถือ และลดราคาให้ต่าลง ทาให้มีความเป็ นไปได้ที่ หน่วยงานรัฐบาล ธุรกิจขนาด
เล็กและกลางจะสามารถซื้ อและใช้คอมพิวเตอร์ ได้
• ใช้บตั รจะรู นาเข้าข้อมูล
• โปรแกรมภาษาระดับสู ง FORTRAN, COBOL
Nobel prize in Physics in 1956
The third generation: 1965-1975
• เป็ นยุคของวงจรรวม(integrated circuits) โดยนา
ทรานซิสเตอร์ ความต้านทาน และคาพาซิเตอร์ จานวนมากบรรจุลงใน
แผ่นซิลิคอน ทาให้สามารถลดขนาดและราคาของคอมพิวเตอร์ ได้มาก
จากขนาดเท่าอาคารมาเป็ นขนาดเท่าห้อง จนถึงขนาดเท่าโต๊ะ
– Medium scale integration circuits (100-3000)
The third generation: 1965-1975
•
•
•
•
บริ ษทั ดิจิทลั อีควิบเมนต์ผลิตมินิคอมพิวเตอร์เครื่ องแรก PDP-1
เมนเฟรมคอมพิวเตอร์IBM /360, DEC PDP-8
เกิดอุตสาหกรรมซอฟต์แวร์ อาทิ งานบัญชี โปรแกรมสถิติ
กลางทศวรรษ 1970 มีการใช้คอมพิวเตอร์กนั แพร่ หลาย
The fourth generation : 1975-1985
• เทคโนโลยีวงจรรวมก้าวหน้าถึงขั้นที่สามารถนาระบบคอมพิวเตอร์ ที่สมบูรณ์รวม
ไว้ที่บอร์ดวงจรเดียว (โดยนา transistors จานวน 15,000 ตัวเข้าไว้ใน
ชิพซิ ลิกอนเพียงชิพเดียว) ที่เรี ยกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ ทาให้คอมพิวเตอร์ลด
ขนาดจากเท่าโต๊ะกลายเป็ นตั้งบนโต๊ะ
• การรวม (LSI : Large Scale Integrated Circuit)
– Large scale integrated circuits (3000-100000 ชิ้นส่ วน)
– Very large scale integrated circuits (ประกอบด้วย 1000001000000 ชิ้นส่ วน)
• คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กลง ราคาถูก มีความเชื่อถือได้มากขึ้น
The fourth generation : 1975-1985
ไมโครโพรเซสเซอร์ตวั แรก ซึ่งเป็ นจุดเริ่ มต้นของไมโครโพรเซสเซอร์ใน
ปัจจุบนั
• คือ 4004 สร้างขึ้นในปี 1971 โดยทางบริ ษทั อินเทล
• ผูค้ ิดค้นและออกแบบคือ Marcian E. Hoff หน่วยความจา
ขนาด 4 บิตจานวน 4,096 ตาแหน่ง
The fourth generation : 1975-1985
1975 ผลิต Altair 8800 ไมโครคอมพิวเตอร์เครื่ องแรกของโลก
1980
1986
1983
The fourth generation : 1975-1985
• Software industry มีการผลิตซอฟต์แวร์หลายชนิด อาทิ
โปรแกรมตารางทาการ ฐานข้อมูล โปรแกรมวาดภาพ
• มีเครื อข่ายคอมพิวเตอร์
• มีจดหมายอิเล็กทรอนิกส์
• Graphical user interfaces
• Embeded system
The fifth generation : 1985-?
เป็ นคอมพิวเตอร์ที่มีความเฉลียวฉลาด สามารถคิดและตัดสิ นใจได้
• มีชิ้นส่ วนอิเล็กทรอนิกส์มากกว่า หนึ่งล้านชิ้นใน 1 ชิป
• คอมพิวเตอร์ความเร็ วสูงประกอบด้วยตัวประมวลผลหลายตัว
• แล็บท้อปและคอมพิวเตอร์มือถือ
• หน่วยจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่
• เครื อข่ายคอมพิวเตอร์ทวั่ โลก
• ปัญญาประดิษฐ์
คอมพิวเตอร์เครื่ องแรกของไทย
• 2506 (1963) IBM 1620 ติดตั้งที่คณะพาณิ ชย์ศาสตร์และ
การบัญชี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
• ราคาประมาณสองล้านบาท
คอมพิวเตอร์เครื่ องแรกของไทย
• 2506 (1963) IBM 1620 ติดตั้งที่คณะพาณิ ชย์ศาสตร์และ
การบัญชี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
• โดยศาสตราจารย์บณ
ั ฑิต กันตะบุตร หัวหน้าภาควิชาสถิติและเลขาธิการ
สานักงานสถิติแห่งชาติ ขอรับการสนับสนุนจากมูลนิธิเอไอดีและบริ ษทั
ไอบีเอ็มแห่งประเทศไทยจากัด
• ราคาประมาณสองล้านบาท
คอมพิวเตอร์เครื่ องแรกของไทย
• 2507 (1964) IBM 1401 ติดตั้งที่สานักงานสถิติแห่งชาติ
• ราคาประมาณ แปดล้านบาท
2507 บริ ษทั ปูนซีเมนต์ไทย และธนาคารกรุ งเทพ
2517 ตลาดหลักทรัพย์ นามินิคอมพิวเตอร์ไปใช้ในด้านการซื้อขาย
หลักทรัพย์
2522 : ได้นาไมโครคอมพิวเตอร์ไปใช้ในธุรกิจขนาดเล็ก
Advantages of using computers
•
•
•
•
•
Speed
Reliability
Consistency
Storage
Communication
Disadvantages of using computers
•
•
•
•
•
Health risks
Violation of privacy
Public safety
Impact on labor force
Impact on environment
The nine companies represented at the dinner have a combined worth of $938 billion
Mainframe Computer
• 1960s นาเข้าข้อมูลและโปรแกรม โดยใช้บตั รเจาะรู เทปกระดาษ
เทปแม่เหล็ก การทางานแบบแบช (Batch processing)
• 1970s แป้ นพิมพ์และอุปกรณ์แสดงผล ผูใ้ ช้ทางานแบบทันที
(interactive user interfaces) การทางานเป็ น
แบบ timesharing computers ผูใ้ ช้สามารถทางานพร้อม
กันได้หลายร้อยคนพร้อมกับประมวลผลแบบแบชด้วย ผูใ้ ช้ทางานผ่าน
เทอร์มินลั หรื อจาก คอมพิวเตอร์พีซีที่ติดตั้งซอฟต์แวร์เทอร์มินลั จาลอง
59
60
บริ ษทั ผูผ้ ลิตเมนเฟรมคอมพิวเตอร์
ในทศวรรษ 1950-1960
• IBM and the Seven Dwafts
• IBM, Burroughs, UNIVAC, NCR, Control
Data, Honneywell, General Electric, RCA
61