หน่วยที่ 3 ยุคของคอมพิวเตอร์

ยุคของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้เป็นผลมาจากการประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือในการคำนวณซึ่งมีวิวัฒนาการนานมาแล้ว เริ่มจากเครื่องมือในการคำนวณเครื่องแรกคือ "ลูกคิด" (Abacus) ที่สร้างขึ้นในประเทศจีน เมื่อประมาณ 2,000-3,000 ปีมาแล้ว

นับตั้งแต่ได้มีการประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมาใช้งาน และใช้กันอย่างแพร่หลายจนถึงปัจจุบัน เราสามารถแบ่งยุคของคอมพิวเตอร์ได้โดยใช้วิวัฒนาการของเครื่องเป็นเกณฑ์ในการแบ่งยุคซึ่งสามารถแบ่งยุคของคอมพิวเตอร์ออกเป็น 5 ยุค มีดังนี้ 
       ยุคที่ 1 หลอดสูญญากาศ
       ยุคที่ 2 ทรานซิสเตอร์ (Transistor)
       ยุคที่ 3 วงจรรวม IC
       ยุคที่ 4 ระบบ LSI (Large Scale Integrated) หรือ Microprocessor  CPU
       ยุคที่ 5 ปัญญาประดิษฐ์ AI  (Artificial Intelligence)

ยุคที่ 1 (The First Generation) ปี ค.ศ.1951-1958

          คอมพิวเตอร์ในยุคแรกนี้ ใช้สุูญญากาศในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้ต้องการกำลังไฟฟ้าเลี้ยงวงจรที่มีปริมาณมากและทำให้มีความร้อนเกิดขึ้นมาก จึงต้องติดตั้งเครื่องในห้องปรับอากาศ ความเร็วในการทำงานเป็นวินาที เครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่ สื่อที่ใช้ในการเก็บข้อมูล คือ บัตรเจาะรู

ผู้คิดค้นระบบ คือ ชาร์ลส์  แบ็บเบจ  

ผลงาน : ออแบบเครื่องวิเคราะห์ Analytical  Engine

ต่อมาได้ผลิตเครื่อง ENIAC และ UNIVAC เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก
เพื่อใช้งานในเชิงพาณิชย์
          ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงาน คือ ภาษาเครื่องซึ่งเป็นภาษาที่ใช้รหัสเลขฐานสองทำให้เข้าใจยาก
          สรุป
          อุปกรณ์ : ใช้หลอดไฟสุญญากาศและวงจรไฟฟ้า
          หน่วยวัดความเร็ว : วัดเป็นวินาที (Second)
          ตัวอย่างภาษาคอมพิวเตอร์ : ภาษาเครื่อง (Machine Language)

บิดาแห่งคอมพิวเตอร์ : ชาร์ลส์  แบ็บเบจ  

ยุคที่ 2 (The Second Generation) ปี ค.ศ.1959-1964 

          เครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลง กินไฟน้อยลง ราคาถูกลง เพราะมีการประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ขึ้นมาใช้แทนหลอดสุญญากาศ ทำให้ทำงานได้เร็วขึ้นความเร็วในการทำงานเท่ากับ 1/103 วินาที (มิลลิเซคคั่น) และได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องมากกว่าใช้หลอดสุญญากาศทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กกว่าหลอดสุญญากาศ 200 เท่า และได้มีีการสร้างวงแหวน
แม่เหล็ก (Magnetic Core) มาใช้แทนดรัมแม่เหล็ก (Magnetic Drum) เป็นหน่วยความจำภายใน ซึ่งใช้ในการเก็บข้อมูลและชุดคำสั่ง 

          ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้เขียนโปรแกรมในยุคที่ 2 นี้ คือ ภาษาแอสแซมบลี (Assembly) ซึ่งเป็นภาษาที่ใช้สัญลักษณ์แทนคำสั่งต่าง ๆ ทำให้เขียนโปรแกรมได้ง่ายกว่าภาษาเครื่อง
          สรุป
          อุปกรณ์ : ใช้ทรานซิสเตอร์ (Transistor) แทนหลอดไฟสุญญากาศ 
          หน่วยวัดความเร็ว : วัดเป็นมิลลิวินาที (Millisecond)
          ตัวอย่างภาษาคอมพิวเตอร์ : ภาษาแอสแซมบลี (Assembly),ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN)

ยุคที่ 3 (The Third Generation) ปี ค.ศ.1965-1970 

          เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนามาใช้ในยุคนี้เป็นวงจรรวม หรือเรียกว่า "ไอซี" (IC : Tntegrated Ciruit) ซึ่งเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูฏบรรจุลงในแผ่นซิลิกอน (Silicon) บาง ๆ ที่เรียกว่า ชิป (Chip) ในชิปแต่ละตัวจะประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลายพันตัว จึงทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงกว่าเดิมแต่ความเร็วในการทำงานสูงขึ้น ความเร็วในการทำงานเพิ่มขึ้น1/106 วินาที (ไมโครเซคคั่้น) กินไฟน้อยลง ความร้อนลดลงและประสิทธิภาพในการทำงานเพิ่มขึ้น 
          สรุป
          อุปกรณ์ : ใช้วงจรแบบไอซี (IC) ซึ่งเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกบรรจุลงในแผ่น ซิลิกอน (Silicon)
ที่เรียกว่า (Chip)           
          หน่วยวัดความเร็ว : วัดเป็นไมโคริวินาที (Microsecond)
          ตัวอย่างภาษาคอมพิวเตอร์ : COBOL , PL/1 , RPG , BASIC

ยุคที่ 4 (The fourth Generation) ปี ค.ศ. 1971-ปัจจุบัน

          ในยุคนี้ได้มีการพัฒนาเอาวงจรรวมหลาย ๆ วงจรมารวมเป็นวงจรขนาดใหญ่ เรียกว่า LSI (Large Scale Integrated) ลงในชิปแต่ละอัน บริษัทอินเทล (Intel) ได้สร้างไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) ซึ่งเป็นชิป 1 อัน ที่ประกอบด้วยวงจรทั้งหมดที่ต้องใช้ในการประมวลผลโปรแกรม ไมโครโปรเซสเซอร์ชิปที่ใช้ในเครื่องพีซี (PC : Personal Computer) มีขนาดกระทัดรัดประกอบด้วยส่วนประกอบของซีพียู (CPU) 2 ส่วน คือ หน่วยควบคุม (Control Unit) และหน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic/Logic Unit)
          ปัจจุบันได้มีการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลายหมื่นวงจรรวมอยู่ในชิปเดียว เป็นวงจร LSI (Large Scale Integrated) และ VLSI (Very Large Scale Integrated) ในยุคนี้ได้มีการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่ ได้แก่ ไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ และซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ได้รับความนิยมมากเพราะมีขนาดเล็ก กระทัดรัดและราคาถูก แต่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น ทำงานเร็วขึ้น ความเร็วในการทำงานเป็น 1/109 วินาที (นาโนเซคคั่น) และ 1/1012 วินาที (พิโคเซคคั่น) นอกจากนี้ วงจร LSI ยังได้ถูกนำไปใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เป็นการลดค่าใช้จ่ายพร้อมกับเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน
          สรุป
          อุปกรณ์ : ใช้ระบบ LSI (Large Scale Integrated) ซึ่งเป็นวงจรที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หลายตัว และต่อมาได้รับการพัฒนาปรับปรุงเป็น VLSI ซึ่งก็คือ Microprocessor หรือ CPU
          หน่วยวัดความเร็ว : วัดเป็นนาโนวินาที (Nanosecond) และพิโควินาที (Picosecond)
          ตัวอย่างภาษาคอมพิวเตอร์ : ภาษาปาสคาล (PASCAL) ,ภาษาซี (C)

ยุคที่ 5  ปัจจุบัน – อนาคต

          แม้ว่าบางคนจะมีการเชื่อว่า คอมพิวเตอร์ในยุคที่ 5 ยังไม่ได้รับการเริ่มต้น และบางคนก็ยังคิดว่า ขณะนี้เรายังอยู่ในระยะแรก ของแผนการด้วยซ้ำ เนื่องจากคอมพิวเตอร์ในยุคที่ 5 นั้น มิได้ถูกจำแนกประเภทออกมาได้อย่างชัดเจนเหมือนกับแต่ละยุคที่ผ่านมา  โดยเฉพาะเหล่าผู้เชี่ยวชาญ ต่างก็มีความคิดเห็นที่ไม่ค่อยลงรอยกันเกี่ยวกับคำนิยามของคอมพิวเตอร์ในยุคที่ 5 แต่อย่างไรก็ตาม ก็มีหนึ่งในความคิดเห็นที่ตรงกัน คือ คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5 จะตั้งอยู่บนพื้นฐานของ “ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence)” หรือที่ เรียนกันว่า ระบบ AI ซึ่งเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถเทียบเคียงกับ มนุษย์  ด้วยการจำลองสิ่งไม่มีชีวิต (คอมพิวเตอร์/หุ่นยนต์) ให้มีสติปัญญาเยี่ยงมนุษย์  ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของการคิด การมีเหตุมีผล การจดจำ  การรู้จักเปรียบเทียบ และการรับรู้ถึงความรู้สึก ได้ในทำนองเดียวกันกับมนุษย์  

องค์ประกอบของระบบปัญญาประดิษฐ์ ประกอบด้วย 4 หัวข้อ ได้แก่

1. ระบบหุ่นยนต์ หรือแขนกล (Robotics or Robotarm System)

คือหุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ที่ควบคุมการทำงานด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ มีจุดประสงค์เพื่อให้ทำงานแทนมนุษย์ในงานที่ต้องการความเร็ว หรือเสี่ยงอันตราย เช่น แขนกลในโรงงานอุตสาหกรรม หรือหุ่นยนต์กู้ระเบิด เป็นต้น

2. ระบบประมวลภาษาพูด (Natural Language Processing System)

คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถสังเคราะห์เสียงที่มีอยู่ในธรรมชาติ (Synthesize) เพื่อสื่อความหมายกับมนุษย์ เช่น เครื่องคิด

3. การรู้จำเสียงพูด (Speech Recognition System)

คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์เข้าใจภาษามนุษย์ และสามารถจดจำคำพูดของมนุษย์ได้อย่างต่อเนื่อง กล่าวคือเป็นการพัฒนาให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้ด้วยภาษาพูด เช่น งานระบบรักษาความปลอดภัย งานพิมพ์เอกสารสำหรับผู้พิการ เป็นต้น

4. ระบบผู้เชี่ยวชาญ (Expert System)

คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์มีความรู้ รู้จักใช้เหตุผลในการวิเคราะห์ปัญหา โดยใช้ความรู้ที่มี หรือจากประสบการณ์ในการแก้ปัญหาหนึ่ง ไปแก้ไขปัญหาอื่นอย่างมีเหตุผล ระบบนี้จำเป็นต้องอาศัยฐานข้อมูล (Database) ซึ่งมนุษย์ผู้มีความรู้ความสามารถเป็นผู้กำหนดองค์ความรู้ไว้ในฐานข้อมูลดังกล่าว เพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถวิเคราะห์ปัญหาต่างๆ ได้จากฐานความรู้นั้น เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์วิเคราะห์โรค หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ทำนายโชคชะตา เป็นต้น เลขพูดได้ (Talking Calculator) หรือนาฬิกาปลุกพูดได้ (Talking Clock)เป็นต้น