วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์

มนุษย์พยายามสร้างเครื่องมือเพื่อช่วยการคำนวณมาตั้งแต่สมัยโบราณแล้ว
จึงได้พยายามพัฒนาเครื่องมือต่าง ๆ ให้สามารถใช้งานได้ง่ายเพิ่มขึ้นตามลำดับ
ในระยะ 5,000 ปี ที่ผ่านมามนุษย์เริ่มรู้จักการใช้นิ้วมือและนิ้วเท้าของตน
เพื่อช่วยในการคำนวณ และพัฒนาเป็นอุปกรณ์อื่น ๆ
วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ เริ่มต้นจากวิวัฒนาการของการคำนวณ
อุปกรณ์ที่ใช้ในการคำนวณ หรือเครื่องคำนวณต่างๆ
เนื่องจากถือได้ว่า "คอมพิวเตอร์" เป็นเครื่องคำนวณรูปแบบหนึ่งนั่นเอง
โดยอาจจะเริ่มได้จากการนับจำนวนด้วยก้อนหิน, เศษไม้, กิ่งไม้,
การใช้ถ่านขีดเป็นสัญลักษณ์ตามฝาผนัง ทั้งนี้เครื่องคำนวณที่นับเป็นต้นแบบ
ของคอมพิวเตอร์ที่งานในปัจจุบันได้แก่ ลูกคิด (Abacus) นั่นเอง

ลูกคิด (Abacus)
ลูกคิด เป็นเครื่องคำนวณเครื่องแรก
ที่มนุษย์ได้ประดิษฐ์คิดค้นขึ้นมา
โดยชาวตะวันออก (ชาวจีน)
และยังมีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน มีลักษณะต่างๆออกไป
 เช่น ลักษณะลูกคิดของจีน ซึ่งมีตัวนับรางบน สองแถว
 ขณะที่ลูกคิดของญี่ปุ่นมีตัวนับรางบนเพียงแถวเดียว
แม้เป็นอุปกรณ์สมัยเก่า แต่ก็มีความสามารถในการคำนวณเลขได้ทุกระบบ

การใช้นิ้วดีดลูกคิด เพื่อคำนวณค่าต่างๆในปัจจุบันการคำนวณบางอย่าง
ยังใช้ลูกคิดอยู่ถึงแม้นจะมีคอมพิวเตอร์

์

แท่งเนเปียร์ (Napier's rod)
แท่งเนเปียร์ อุปกรณ์คำนวณที่ช่วยคูณเลข
คิดค้นโดย จอห์น เนเปียร์
(John Napier : 1550 - 1617)
นักคณิตศาสตร์ชาวสก๊อต มีลักษณะเป็นแท่งไม
้ที่ตีเป็นตารางและช่องสามเหลี่ยมมีเลขเขียนอย
ู่บนตารางเหล่านี้ เมื่อต้องการคูณเลขจำนวนใด 
ก็หยิบแท่งที่ใช้ระบุเลขแต่ละหลักมาเรียงกัน
แล้วจึงอ่านตัวเลขบนแท่งนั้นตรงแถวที่ตรง
กับเลขตัวคูณ ก็จะได้คำตอบที่ต้องการ
โดยก่อนหน้านี้เนเปียร์ได้ทำตารางลอการิทึม
เพื่อช่วยในการคูณและหารเลขโดยอาศัย
หลักการบวก และลบเลขมาช่วยในการคำนวณ

ไม้บรรทัดคำนวณ (Slide Rule)
วิลเลี่ยม ออทเตรด (1574 - 1660)ได้นำหลักการลอการิทึมของเนเปียร์
มาพัฒนาเป็นไม้บรรทัดคำนวณหรือสไลด์รูลโดยการนำค่าลอการิทึมมา
เขียนเป็นสเกลบนแท่งไม้สองอันเมื่อนำมาเลื่อนต่อกัน
ก็จะอ่านค่าเป็นผลคูณหรือผลหารได้โดยอาศัยการคาดคะเนผลลัพธ์

นาฬิกาคำนวณ
(Calculating Clock)
นาฬิกาคำนวณ เป็นเครื่องคำนวณที่รับอิทธิพล
จากแท่งเนเปียร์โดยใช้ตัวเลขของแท่งเนเปียร์
บรรจุบนทรงกระบอกหกชุด
แล้วใช้ฟันเฟืองเป็นตัวหมุนทดเวลาคูณเลข
ประดิษฐ์โดย วิลเฮล์ม ชิคการ์ด (1592 - 1635)
ซึ่งถือได้ว่าเป็นผู้ที่ประดิษฐ์เครื่องกลไก
สำหรับคำนวณได้เป็นคนแรก

 เครื่องคำนวณของปาสกาล
(Pascal's Pascaline Calculator)
เครื่องคำนวณของปาสกาล ประดิษฐ์ในปี 1642
โดย เบลส ปาสกาล
(Blaise Pascal :1623 - 1662)
นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศษ
โดยเครื่องคำนวณนี้มีลักษณะเป็นกล่องสี่เหลี่ยม
มีฟันเฟืองสำหรับตั้งและหมุนตัวเลขอยู่ด้านบน
ถือได้ว่าเป็น "เครื่องคำนวณใช้เฟืองเครื่องแรก"
Pascal's Pascaline Calculator

การคำนวณใช้หลักการหมุนของฟันเฟืองหนึ่งอัน

ถูกหมุนครบ 1 รอบ ฟันเฟืองอีกอันหนึ่งทางด้านซ้าย
จะถูกหมุนไปด้วยในเศษ 1 ส่วน 10 รอบ เช่น เดียวกับการทดเลขสำหรับผลการคำนวณจะดูได้ที่ช่องบน
และ ได้ถูกเผยแพร่ออกสู่สาธารณชนเมื่อ พ.ศ. 2188
แต่ไม่ประสบผลสำเร็จเท่าที่ควร
เครื่องมือนี้สามารถใช้ได้ดีในการคำนวณบวกและลบ
เท่านั้นส่วนการคูณและหาร ยังไม่ดีเท่าไร

เครื่องคำนวณของไลปนิซ
(The Leibniz Wheel) 

กอดฟรีด ไลปนิซ
(Gottfried Wilhelm Leibniz:1646-1716)
นักคณิตศาสตร์ นักปรัชญา นักการฑูต ชาวเยอรมัน ทำการปรับปรุงเครื่องคำนวณของปาสกาล
ให้สามารถคูณ และหารได้ ในปี 1673 โดยการปรับฟันเฟืองให้ดีขึ้นกว่าของปาสกาล
ใช้การบวกซ้ำๆกันแทนการคูณเลข จึงทำให้สามารถทำการคูณและหารได้โดยตรง
ซึ่งอาศัยการหมุนวงล้อของเครื่องเอง
ยังค้นพบเลขฐานสอง (Binary Number)คือ
เลข 0 และเลข 1 ซึ่งเป็น
ระบบเลขที่เหมาะในการคำนวณ

The Leibniz Wheel

เครื่องผลต่างของแบบเบจ
(Babbage's Difference Engine)
เครื่องวิเคราะห์ของแบบเบจ
(Babbage's Analytical Engine)

ชารลส์ แบบเบจ
(Charles Babbage: 1792 - 1871)
นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ประดิษฐ์เครื่องผลต่าง
(Difference Engine) ขึ้นมาในปี 1832
เป็นเครื่องคำนวณที่ประกอบด้วย
ฟันเฟืองจำนวนมาก สามารถคำนวณค่าของตาราง
ได้โดยอัตโนมัติแล้วส่งผลลัพธ์ไปตอกลงบนแผ่นพิมพ์
สำหรับนำไปพิมพ์ได้ทัน

แบบเบจได้พัฒนาเครื่องผลต่างอีกครั้งในปี 1852
โดยได้รับเงินอุดหนุนจากรัฐสภาอังกฤษ
แต่ก็ต้องยุติลงเมื่อผลการดำเนินการไม่ได้ดังที่หวังไว้
อย่างไรก็ตามความคิดของแบบเบจ
เกี่ยวกับเครื่องผลต่างและเครื่องวิเคราะห์
เป็นประโยชน์ต่อวงการคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมามาก
จึงได้รับสมญาว่า "บิดาแห่งคอมพิวเตอร์"

เนื่องจากประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4ส่วนคือ
1. ส่วนเก็บข้อมูล
เป็นส่วนที่ใช้ในการเก็บข้อมูลนำเข้าและ
ผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณ
2. ส่วนประมวลผล
เป็นส่วนที่ใช้ในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์
3. ส่วนควบคุม
เป็นส่วนที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่าง
ส่วนเก็บข้อมูลและส่วนประมวลผล
4. ส่วนรับข้อมูลเข้าและแสดงผลลัพธ์
เป็นส่วนที่ใช้รับข้อมูลจากภายนอกเครื่องเข้าส
ู่ส่วนเก็บข้อมูลและแสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณ
ทำให้เครื่องวิเคราะห์นี้มีลักษณะใกล้เคียงกับ
ส่วนประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน