Dokdin: วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์

วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์

ความหมายและความเป็นมาของคอมพิวเตอร์

มนุษย์พยายามสร้างเครื่องมือเพื่อช่วยการคำนวณมาตั้งแต่สมัยโบราณแล้ว จึงได้พยายามพัฒนาเครื่องมือต่าง ๆ ให้สามารถใช้งานได้ง่ายเพิ่มขึ้นตามลำดับ ในระยะ 5,000 ปี ที่ผ่านมา มนุษย์เริ่มรู้จักการใช้นิ้วมือและนิ้วเท้าของตน เพื่อช่วยในการคำนวณ และพัฒนาเป็นอุปกรณ์อื่น ๆวิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ เริ่มต้นจากวิวัฒนาการของการคำนวณ อุปกรณ์ที่ใช้ในการคำนวณ หรือเครื่องคำนวณต่างๆ เนื่องจากถือได้ว่า "คอมพิวเตอร์" เป็นเครื่องคำนวณรูปแบบหนึ่งนั่นเอง โดยอาจจะเริ่มได้จากการนับจำนวนด้วยก้อนหิน, เศษไม้, กิ่งไม้, การใช้ถ่านขีดเป็นสัญลักษณ์ตามฝาผนัง ทั้งนี้เครื่องคำนวณที่นับเป็นต้นแบบของคอมพิวเตอร์ที่งานในปัจจุบันได้แก่ ลูกคิด (Abacus) นั่นเอง

ลูกคิด (Abacus)

ลูกคิด เป็นเครื่องคำนวณเครื่องแรก ที่มนุษย์ได้ประดิษฐ์คิดค้นขึ้นมา โดยชาวตะวันออก (ชาวจีน) และยังมีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน มีลักษณะต่างๆ ออกไป เช่นลักษณะลูกคิดของจีน ซึ่งมีตัวนับรางบน สองแถว ขณะที่ลูกคิดของญี่ปุ่นมีตัวนับรางบนเพียงแถวเดียว แม้เป็นอุปกรณ์สมัยเก่า แต่ก็มีความสามารถในการคำนวณเลขได้ทุกระบบ

ส่วนประกอบของลูกคิด

การใช้นิ้วดีดลูกคิด เพื่อคำนวณค่าต่างๆ

ในปัจจุบันการคำนวณบางอย่าง ยังใช้ลูกคิดอยู่ถึงแม้นจะมีคอมพิวเตอร์

แท่งเนเปียร์ (Napier's rod)

แท่งเนเปียร์ อุปกรณ์คำนวณที่ช่วยคูณเลข คิดค้นโดย จอห์น เนเปียร์ (John Napier : 1550 - 1617) นักคณิตศาสตร์ชาวสก๊อต มีลักษณะเป็นแท่งไม้ที่ตีเป็นตาราง และช่องสามเหลี่ยม มีเลขเขียนอยู่บนตารางเหล่านี้ เมื่อต้องการคูณเลขจำนวนใด ก็หยิบแท่งที่ใช้ระบุเลขแต่ละหลักมาเรียงกัน แล้วจึงอ่านตัวเลขบนแท่งนั้น ตรงแถวที่ตรงกับเลขตัวคูณ ก็จะได้คำตอบที่ต้องการ โดยก่อนหน้านี้เนเปียร์ ได้ทำตารางลอการิทึม เพื่อช่วยในการคูณและหารเลข โดยอาศัยหลักการบวก และลบเลขมาช่วยในการคำนวณ

ไม้บรรทัดคำนวณ (Slide Rule)

วิลเลี่ยม ออทเตรด (1574 - 1660) ได้นำหลักการลอการิทึมของเนเปียร์มาพัฒนาเป็น ไม้บรรทัดคำนวณ หรือสไลด์รูล โดยการนำค่าลอการิทึม มาเขียนเป็นสเกลบนแท่งไม้สองอัน เมื่อนำมาเลื่อนต่อกัน ก็จะอ่านค่าเป็นผลคูณหรือผลหารได้ โดยอาศัยการคาดคะเนผลลัพธ์

นาฬิกาคำนวณ (Calculating Clock)

นาฬิกาคำนวณ เป็นเครื่องคำนวณที่รับอิทธิพลจากแท่งเนเปียร์ โดยใช้ตัวเลขของแท่งเนเปียร์บรรจุบนทรงกระบอกหกชุด แล้วใช้ฟันเฟืองเป็นตัวหมุนทดเวลาคูณเลข ประดิษฐ์โดย วิลเฮล์ม ชิคการ์ด (1592 - 1635) ซึ่งถือได้ว่าเป็นผู้ที่ประดิษฐ์เครื่องกลไกสำหรับคำนวณได้เป็นคนแรก

เครื่องคำนวณของปาสกาล (Pascal's Pascaline Calculator)

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

Blaise Pascal

Pascal's Pascaline Calculator

การคำนวณใช้หลักการหมุนของฟันเฟืองหนึ่งอันถูกหมุนครบ 1 รอบ ฟันเฟืองอีกอันหนึ่งทางด้านซ้ายจะถูกหมุนไปด้วยในเศษ 1 ส่วน 10 รอบ เช่นเดียวกับการทดเลขสำหรับผลการคำนวณจะดูได้ที่ช่องบน และได้ถูกเผยแพร่ออกสู่สาธารณชนเมื่อ พ.ศ. 2188 แต่ไม่ประสบผลสำเร็จเท่าที่ควร เครื่องมือนี้สามารถใช้ได้ดีในการคำนวณบวกและลบ เท่านั้น ส่วนการคูณและหารยังไม่ดีเท่าไร

เครื่องคำนวณของไลปนิซ (The Leibniz Wheel)

กอดฟรีด ไลปนิซ (Gottfried Wilhelm Leibniz: 1646 - 1716) นักคณิตศาสตร์ นักปรัชญา นักการฑูต ชาวเยอรมัน ทำการปรับปรุงเครื่องคำนวณของปาสกาลให้สามารถคูณ และหารได้ ในปี 1673 โดยการปรับฟันเฟืองให้ดีขึ้นกว่าของปาสกาล ใช้การบวกซ้ำ ๆ กันแทนการคูณเลข จึงทำให้สามารถทำการคูณและหารได้โดยตรง ซึ่งอาศัยการหมุนวงล้อของเครื่องเอง ยังค้นพบเลขฐานสอง (Binary Number) คือ เลข 0 และเลข 1 ซึ่งเป็นระบบเลขที่เหมาะในการคำนวณ

Gottfried Wilhelm Leibniz

เครื่องผลต่างของแบบเบจ (Babbage's Difference Engine)

เครื่องวิเคราะห์ของแบบเบจ (Babbage's Analytical Engine)

ชารลส์ แบบเบจ (Charles Babbage: 1792 - 1871) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ประดิษฐ์เครื่องผลต่าง (Difference Engine) ขึ้นมาในปี 1832 เป็นเครื่องคำนวณที่ประกอบด้วยฟันเฟืองจำนวนมาก สามารถคำนวณค่าของตารางได้โดยอัตโนมัติ แล้วส่งผลลัพธ์ไปตอกลงบนแผ่นพิมพ์สำหรับนำไปพิมพ์ได้ทัน แบบเบจได้พัฒนาเครื่องผลต่างอีกครั้งในปี 1852 โดยได้รับเงินอุดหนุนจากรัฐสภาอังกฤษ แต่ก็ต้องยุติลงเมื่อผลการดำเนินการไม่ได้ดังที่หวังไว้

หลังจากนั้นแบบเบจก็หันมาออกแบบเครื่องวิเคราะห์ (Babbage's Analytical Engine) โดยเครื่องนี้ประกอบด้วย "หน่วยความจำ" ซึ่งก็คือ ฟันเฟืองสำหรับนับ "หน่วยคำนวณ" ที่สามารถบวกลบคูณหารได้ "บัตรปฏิบัติ" คล้ายๆ บัตรเจาะรูใช้เป็นตัวเลือกว่าจะคำนวณอะไร "บัตรตัวแปร" ใช้เลือกว่าจะใช้ข้อมูลจากหน่วยความจำใด และ "ส่วนแสดงผล" ซึ่งก็คือ "เครื่องพิมพ์ หรือเครื่องเจาะบัตร" แต่บุคคลที่นำแนวคิดของแบบเบจมาสร้างเครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) ก็คือ ลูกชายของแบบเบจชื่อ เฮนรี่ (Henry) ในปี 1910

อย่างไรก็ตามความคิดของแบบเบจ เกี่ยวกับเครื่องผลต่าง และเครื่องวิเคราะห์ เป็นประโยชน์ต่อวงการคอมพิวเตอร์ในยุคต่อมามาก จึงได้รับสมญาว่า "บิดาแห่งคอมพิวเตอร์" เนื่องจากประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วน คือ 1. ส่วนเก็บข้อมูล เป็นส่วนที่ใช้ในการเก็บข้อมูลนำเข้าและผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณ 2. ส่วนประมวลผล เป็นส่วนที่ใช้ในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ 3. ส่วนควบคุม เป็นส่วนที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างส่วนเก็บข้อมูลและส่วนประมวลผล 4. ส่วนรับข้อมูลเข้าและแสดงผลลัพธ์ เป็นส่วนที่ใช้รับข้อมูลจากภายนอกเครื่องเข้าสู่ส่วนเก็บข้อมูล และแสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณทำให้เครื่องวิเคราะห์นี้ มีลักษณะใกล้เคียงกับส่วนประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

ABC เครื่องคำนวณขนาดเล็กที่ใช้หลอดสูญญากาศ

ปี 1940 จอห์น วินเซนต์ อาตานาซอฟ (John V. Atanasoff) และลูกศิษฐ์ชื่อ คลิฟฟอร์ด เบอรี (Clifford Berry) แห่งมหาวิทยาลัยไอโอวา ร่วมกันประดิษฐ์เครื่องคำนวณขนาดเล็กที่ใช้หลอดสูญญากาศ ซึ่งนับว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบดิจิตอลเครื่องแรก เรียกเครื่องนี้ว่า ABC หรือ Atanasoff Berry Computer

John V. Atanasoff

Clifford Berry

Atanasoff Berry Computer

Mark I เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ของไอบีเอ็ม

ในปี 1943 บริษัทไอบีเอ็ม (IBM: International Business Machines Co.,) โดยโธมัส เจ. วัตสัน (Thomas J. Watson) ได้พัฒนาเครื่องคำนวณที่มีความสามารถเทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์ ซึ่งก็คือ เครื่องคิดเลขที่ใช้เครื่องกลไฟฟ้าเป็นตัวทำงาน ประกอบด้วยฟันเฟืองในการทำงาน อันเป็นการนำเอาเทคโนโลยีเครื่องวิเคราะห์แบบแบบเบจมาปรับปรุงนั่นเอง เครื่องนี้ยังไม่สามารถบันทึกคำสั่งไว้ในเครื่องได้ มีความสูง 8 ฟุต ยาว 55 ฟุต ซึ่งก็คือ เครื่อง Mark I หรือชื่อทางการว่า Automatic Sequence Controlled Calculator

Mark I - Automatic Sequence Controlled Calculator

ENIAC เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก

จอห์น ดับลิว มอชลีย์ (John W. Mauchly) และ เจ เพรสเพอร์ เอคเกิรต (J. Prespern Eckert) ได้รับทุนอุดหนุนจากกองทัพสหรัฐอเมริกา ในการสร้างเครื่องคำนวณ ENIAC เมื่อปี 1946 นับว่าเป็น "เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลก หรือคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก" ENIAC เป็นคำย่อของ Electronics Numerical Integrator and Computer เป็นเครื่องคำนวณที่มีจุดประสงค์เพื่อใช้งานในกองทัพ โดยใช้คำนวณตารางการยิงปืนใหญ่ วิถีกระสุนปืนใหญ่ อาศัยหลอดสุญญากาศจำนวน 18,000 หลอด มีน้ำหนัก 30 ตัน ใช้เนื้อที่ห้อง 15,000 ตารางฟุต เวลาทำงานต้องใช้เวลาถึง 140 กิโลวัตต์ คำนวณในระบบเลขฐานสิบ เครื่อง ENIAC นี้มอชลีย์ ได้แนวคิดมาจากเครื่อง ABC ของอาตานาซอฟ

ENIAC - Electronics Numerical Integrator and Computer

EDVAC กับสถาปัตยกรรมฟอนนอยมานน์

EDVAC หรือ Electronics Discrete Variable Automatic Computer นับเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรก ที่สามารถเก็บคำสั่งเอาไว้ทำงาน ในหน่วยความจำ พัฒนาโดย จอห์น ฟอน นอยมานน์ (Dr. John Von Neumann) นักคณิตศาสตร์ชาวฮังการี ร่วมกับทีมมอชลีย์ และเอคเกิรต โดยฟอน นอยมานน์ แนวคิดที่น่าสนใจเกี่ยวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์ จนได้รับการขนานนามว่า "สถาปัตยกรรมฟอนนอนมานน์" ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

• มีหน่วยความจำสำหรับใช้เก็บคำสั่ง และข้อมูลรวมกัน (The stored program concept)

• การดำเนินการ กระทำโดยการอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำ มาแปลความหมาย แล้วทำตามทีละคำสั่ง

• มีการแบ่งส่วนการทำงาน ระหว่างหน่วยประมวลผล หน่วยความจำ หน่วยควบคุม และหน่วยดำเนินการรับ และส่งข้อมูล

UNIVAC เครื่องคอมพิวเตอร์สำหรับใช้ในงานธุรกิจเครื่องแรกของโลก

มอชลีย์ และเอคเกิรต ในนามบริษัทเรมิงตัน แรนด์ (Remington Rand) ได้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งในเวลาต่อมา คือ UNIVAC (Universal Automatic Computer) เพื่อใช้งานสำมะโนประชากรของสหรัฐอเมริกา เป็น

เครื่องที่ทำงานในระบบเลขฐานสิบเหมือนเดิม อย่างไรก็ตาม UNIVAC ก็ยังมีขนาดใหญ่มาก ยาว 14 ฟุต กว้าง 7 ฟุตครึ่ง สูง 9 ฟุต มีหลอดสุญญากาศ 5,000 หลอด แต่มีความเร็วในการทำงานสูง สามารถเก็บตัวเลข หรือตัวอักษรไว้ในหน่วยความจำได้ถึง 12,000 ตัว

หลอดสุญญากาศ

UNIVAC (Universal Automatic Computer)

คอมพิวเตอร์ยุคที่หนึ่ง

เริ่มจากปี ค.ศ. 1951 - 1958 ใช้หลอดสูญญากาศ (Vacuum Tube) เป็นวงจรสำคัญในการทำงาน นับเป็นยุคเริ่มต้นที่ความรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์พึ่งก่อเกิด คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้แก่ UNIVAC, ENIAC

Vacuum Tube หรือหลอดสูญญากาศ

คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ มักจะใช้กับงานธุรกิจ เช่น งานเงินเดือน บัญชี หรือควบคุมสินค้าคงคลัง

ลักษณะเฉพาะของคอมพิวเตอร์ยุคที่หนึ่ง

• ใช้หลอดสุญญากาศ เป็นส่วนประกอบหลัก

• ตัวเครื่องมีขนาดใหญ่ ใช้กำลังไฟฟ้าสูง เกิดความร้อนสูง

• ทำงานด้วยภาษาเครื่อง (Machine Language)

• มีการพัฒนาภาษาสัญลักษณ์ เช่น Symbolic Language และ Assembly

คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง

ปี ค.ศ. 1959 - 1964 ใช้ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เป็นวงจรสำคัญ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำ

สามคนจากห้องปฏิบัติการเบลล์ (Bell Lab.) ได้แก่ วิลเลียม ชอคลีย์ (W. Shock), จอห์น บาร์ดีน (J. Bardeen), วอลเตอร์ แบรทเตน (H. W. Brattain) โดยทรานซิสเตอร์เป็นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กกว่าหลอดสูญญากาศมาก แต่มีความจำที่สูงกว่า ไม่ต้องเวลาในการวอร์มอัพ ใช้พลังงานต่ำ ทำงานด้วยความเร็วที่สูงกว่า นอกจากเทคโนโลยีเรื่องวงจร ยังมีเทคโนโลยีอื่นมาร่วมด้วย เช่น เกิดภาษาคอมพิวเตอร์ขึ้นมา คือ ภาษาแอสเซมบลี (Assembly Language) และภาษาระดับสูงต่างๆ เช่น ภาษา FORTRAN, COBOL สำหรับหน่วยบันทึกข้อมูลก็มีการนำเทปแม่เหล็กมาใช้งาน

Transistor

คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม

ปี ค.ศ. 1965 - 1670 เป็นยุคที่คอมพิวเตอร์เริ่มปรับเปลี่ยนมาก เนื่องจากมีการพัฒนาแผงวงจรรวม (IC : Integrated Circuit) อันเป็นผลงานของบริษัทเท็กซัส อินสตรูเมนต์ (Texas Instruments Co.,) ทำให้เกิดคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กลงมา ระดับมินิคอมพิวเตอร์

IC : Integrated Circuit

คอมพิวเตอร์ยุคที่สี

ปี ค.ศ. 1971 ถึงปัจจุบัน เป็นยุคของวงจร VLSI (Very Large Scale Integration) ในรูปของไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor) เปลี่ยนระบบหน่วยความจำจากวงแหวนแม่เหล็กเป็นหน่วยความจำสารกึ่งตัวนำที่เรียกว่า RAM (Random Access Memory) ส่งผลให้เกิดคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC : Personal Computer)

Microprocessor - VLSI (Very Large Scale Integration)

Apple I

Apple II

เครื่องเจาะบัตร (Punched Card Machine)

พ.ศ. 2344 นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Joseph Marie Jacquard ได้พยายามพัฒนาเครืองทอผ้า โดยใช้บัตรเจาะรู ในการบันทึกคำสั่ง ควบคุมเครื่องทอผ้า ให้ทำตามแบบที่กำหนดไว้ ซึ่งเป็นแนวทางที่ทำให้เกิดการประดิษฐ์เครื่องเจาะบัตร (Punched Card Machine) ในเวลาต่อมา และถือว่าเป็นเครื่องจักรที่ใช้ชุดคำสั่ง (Program) สั่งทำงานเป็นเครื่องแรก

ลักษณะเด่นของเครื่องคอมพิวเตอร์ - ความจำ (Storage)

ความจำ(Storage)เป็นความสามารถในการเก็บข้อมูลจำนวนมากและเป็นระยะเวลานานซึ่งถือได้ว่าเป็น"หัวใจ" ของการทำงานแบบอัตโนมัติของเครื่องคอมพิวเตอร์และใช้บ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วย

ความจำของคอมพิวเตอร์ จะอาศัยสื่อบันทึกข้อมูล(Storage Media)ซึ่งแบ่งได้2 ระบบคือ

•หน่วยความจำหลัก(Primary Storage) เป็นหน่วยความจำภายในเครื่องคอมพิวเตอร์เอง

•หน่วยความจำรอง(Secondary Storage)เป็นหน่วยความจำภายนอกเครื่องคอมพิวเตอร์

ลักษณะเด่นของเครื่องคอมพิวเตอร์ - ความเร็ว(Speed)

ความเร็วหมายถึงความสามารถในการประมวลผลข้อมูล(Processing Speed)ภายในเวลาที่สั้นที่สุดซึ่งถือว่าเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์เช่นกันความเร็วของการประมวลผลพิจารณาจากความสามารถในการประมวลผลซ้ำๆในช่วงเวลาหนึ่งๆเรียกว่า "ความถี่(Frequency)" โดยนับความถี่เป็น"จำนวนคำสั่ง" หรือ"จำนวนครั้ง" หรือ"จำนวนรอบ"ในหนึ่งนาที (Cycle/Second)และเรียกหน่วยนี้ว่า Hz (Hertz =Cycle/Second)เช่นหากประมวลผลได้ 10 คำสั่ง(หรือ10 ครั้งหรือ10 รอบ)ใน1 วินาที เรียกว่ามีความถี่ (ความเร็ว)10 Hz นั่นเอง

ความเร็วในการประมวลผลข้อมูลจะถูกกำหนดโดยหน่วยประมวลผล (Processor) ภายในCPUโดยมีความเร็วมากกว่าล้านคำสั่งต่อวินาที เช่นเครื่องคอมพิวเตอร์ PentiumIII133MHz หมายถึงเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นPentiumIII มีความเร็วในการประมวลผล 133 ล้านคำสั่งภายใน1 วินาที

อย่างไรก็ตามหน่วยนับที่ใช้กันในระบบคอมพิวเตอร์ได้กำหนดไว้ดังนี้หน่วยในพันของวินาที	=1/1000 หรือ1/103	เรียกว่าMillisecond(mS)
หน่วยในล้านของวินาที	=1/1000000 หรือ1/106	เรียกว่าMicrosecond
หน่วยในพันล้านของวินาที	=1/1000000000 หรือ1/109	เรียกว่าNanosecond (nS)
หน่วยในล้านล้านของวินาที	=1/1000000000000 หรือ1/1012	เรียกว่าPicosecond (pS)

ประเภทของเครื่องคอมพิวเตอร์

การจัดแบ่งประเภทของ เครื่องคอมพิวเตอร์ จะอาศัยคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความเร็วของการประมวลผล และขนาดความจำ ของหน่วยบันทึกข้อมูล ซึ่งสามารถแบ่งได้ เป็น 4 ประเภท ได้แก่

- Supercomputers

- Mainframe Computers

- Minicomputers

- Microcomputers

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer)

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะในการทำงานสูงกว่า คอมพิวเตอร์แบบอื่น ดังนั้นจึงมีผู้เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า คอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง (High Performance Computer) คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ สามารถคำนวนเลขที่มีจุดทศนิยม ด้วยความเร็วสูงมาก ขนาดหลายร้อยล้านจำนวนต่อวินาที งานที่ให้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ทำแค่ 1 วินาที ถ้าหากเอามาให้คนอย่างเราคิด อาจจะต้องใช้เวลานานกว่าร้อยปี ด้วยเหตุนี้ จึงเหมาะที่จะใช้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ เมื่อต้องมีการคำนวนมากๆ อย่างเช่น งานวิเคราะห์ภาพถ่าย จากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา หรือดาวเทียมสำรวจทรัพยากร งานวิเคราะห์พยากรณ์อากาศ งานทำแบบจำลองโมเลกุล ของสารเคมี งานวิเคราะห์โครงสร้างอาคาร ที่ซับซ้อน คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ มีราคาค่อนข้างแพง ปัจจุบันประเทศไทย มีเครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Cray YMP ใช้ในงานวิจัย อยู่ที่ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์สมรรถภาพสูง (HPCC) ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ ผู้ใช้เป็นนักวิจัยด้านวิศวกรรม และวิทยาศาสตร์ทั่วประเทศ

บริษัทผู้ผลิตที่เด่นๆ ได้แก่ บริษัทเครย์ รีเสิร์ซ (Cray Research), บริษัท เอ็นอีซี (NEC) เป็นต้น

เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer)

คอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูงมาก แต่ยังต่ำกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ คือปกติสามารถทำงานได้รวดเร็ว หลายสิบล้านคำสั่งต่อวินาที สำหรับสาเหตุที่ได้ชื่อว่า เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ก็เพราะครั้งแรกที่สร้างคอมพิวเตอร์ลักษณะนี้ได้สร้างไว้บนฐานรองรับ ที่เรียกว่า คัสซี่ (Chassis) โดยมีชื่อเรียกฐานรองรับนี้ว่า เมนเฟรม นั่นเอง เหมาะกับการใช้งาน ทั้งในด้านวิศวกรรม วิทยาศาสตร์ และธุรกิจ โดยเฉพาะงานที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลจำนวนมากๆ เช่น งานธนาคาร ซึ่งต้องตรวจสอบบัญชีลูกค้าหลายคน งานของสำนักงานทะเบียนราษฎร์ ที่เก็บรายชื่อประชาชนประมาณ 60 ล้านคน พร้อมรายละเอียดต่างๆ งานจัดการบันทึกการส่งเงิน ของผู้ประกับตนหลายล้านคน ของสำนักงานประกันสังคม กระทรวงแรงงาน คอมพิวเตอร์เมนเฟรม ที่มีชื่อเสียงมาก คือ เครื่องของบริษัท IBM

ในปัจจุบัน ความนิยมใช้เครื่องเมนเฟรม ในหน่วยงานต่างๆ ได้ลดน้อยลงมาก เพราะราคาเครื่องค่อนข้างแพง การใช้งานค่อนข้างยาก และมีผู้รู้ด้านนี้ค่อนข้างน้อย สถานศึกษาที่มีเครื่องระดับนี้ไว้ใช้สอน ก็มีเพียงไม่กี่แห่ง เหตุผลสำคัญอีกประการหนึ่งคือ คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กกว่า ได้รับการพัฒนาให้มีสมรรถนะมากขึ้น จนสามารถทำงานได้เท่ากับเครื่องเมนเฟรม แต่ราคาถูกกว่า อย่างไรก็ตามเครื่องเมนเฟรม ยังคงมีความจำเป็น ในงานที่ต้องใช้ข้อมูลมากๆ พร้อมๆ กันอยู่ต่อไปอีก ทั้งนี้เพราะ เครื่องเมนเฟรมสามารถพ่วงต่อ และควบคุมอุปกรณ์รอบข้าง (Peripheral) เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องขับเทปแม่เหล็ก เครื่องขับจานแม่เหล็ก ฯลฯ ได้เป็นจำนวนมากในเวลาเดียวกัน

บริษัทผู้ผลิตได้แก่ บริษัทไอบีเอ็ม (IBM), บริษัทดิจิตอล อควิปเมนต์ คอร์ปอเรชั่น (DEC –

มินิคอมพิวเตอร์ (Minicomputer)

เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะน้อยกว่าเครื่องเมนเฟรม คือทำงานได้ช้ากว่า และควบคุมอุปกรณ์รอบข้างได้น้อยกว่า อย่างไรก็ตามจุดเด่นสำคัญ ของเครื่องมินิคอมพิวเตอร์ ก็คือ ราคาย่อมเยากว่าเมนเฟรม การใช้งานก็ไม่ต้องใช้ บุคลากรมากนัก นอกจากนั้น ยังมีผู้ที่รู้วิธีใช้มากกว่าด้วย เพราะเครื่องประเภทนี้ มีใช้ตามสถานศึกษา ระดับอุดมศึกษาหลายแห่ง

มินิคอมพิวเตอร์ เหมาะกับงานหลากหลายประเภท คือใช้ได้ทั้งในงานวิศวกรรม วิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม เครื่องที่มีใช้ตามหน่วยงานราชการระดับกรมส่วนใหญ่ มักจะเป็นเครื่องประเภทนี้

เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ ที่ได้รับความนิยมใช้กันมี บริษัท Digital Equipment Corporation หรือ DEC เครื่อง Unisys ของบริษัท Unisys เครื่อง NEC ของบริษัท NEC เครื่อง Nixdorf ของบริษัท Siemens-Nixdorf เครื่อง NCR ของบริษัท NCR ฯลฯ

ไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer)

เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก และใช้ทำงานคนเดียว จึงนิยมเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) เป็นคอมพิวเตอร์ใช้งานที่พบได้อย่างแพร่หลาย จัดว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ทั้งระบบใช้งานครั้งล่ะคนเดียว หรือใช้งานในลักษณะเครือข่าย แบ่งได้หลายลักษณะตามขนาด เช่นเครื่อง

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแบบตั้งโต๊ะ (Personal Computer) หรือแบบพกพา (Portable Computer) หรือแบ่งตามผู้ผลิต ได้แก่ เครื่องกลุ่ม IBM, IBM Compatible และแมคอินทอช (Macintosh) เป็นต้น

คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ ที่เป็นตัวการผลักดันให้เกิด การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ในโลกคอมพิวเตอร์ คือ ทำให้เกิดความสนใจ ในเรื่องคอมพิวเตอร ์แพร่หลายไปสู่คนทุกอาชีพ และทุกวัย อย่างเช่นในเมืองไทยนี้เอง ก็มีนายแพทย์จำนวนมาก สนใจซื้อคอมพิวเตอร์มาศึกษา จนถึงขั้นเขียนโปรแกรมขึ้นมา ช่วยงานของโรงพยาบาลได้ อดีตปลัดกระทรวงสำคัญท่านหนึ่ง ก็ใช้คอมพิวเตอร์คล่อง จนถึงขั้นสามารถใช้เก็บข้อมูลสำคัญๆ ของกระทรวง ไว้ใช้ในการบริหารงานได้ ผู้บริหารงานราชการอีกหลายท่าน ก็มีความสามารถในด้านการใช้คอมพิวเตอร์ ในระดับที่ผู้เชี่ยวชาญก็ยังต้องอาย ลักษณะของไมโครคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งได้ เป็นรูปแบบย่อยดังนี้

เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานทั่วไป ที่เรียกว่า Desktop Models รวมถึง Minitower / Tower Models

เครื่องพิวเตอร์ขนาดเล็ก หรือ Notebook Computer หรือ Laptop Computer

เครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดฝ่ามือ หรือ Handheld Personal Computers (H/PCs) เช่น

o PDAs - Personal Digital Assistants

o Palmtop Computer

o Cellular Phones

องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์

จากความหมายของ "คอมพิวเตอร์" ก็คงจะมองออกว่า คอมพิวเตอร์จะทำงานได้ ต้องประกอบด้วยส่วนการทำงานอะไรบ้าง นั่นคือ คอมพิวเตอร์ต้องประกอบด้วยส่วนรับข้อมูลและคำสั่ง ส่วนประมวลผล ส่วนที่ใช้แสดงผลลัพธ์จากการประมวลผล และส่วนในการเก็บบันทึกข้อมูล ซึ่งเรียกรวมกันว่า "องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์" อันได้แก่

• ส่วนที่ทำหน้าที่รับข้อมูล และคำสั่ง เรียกว่า หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)

• ส่วนที่นำเอาข้อมูลและคำสั่งไปประมวลผล เรียกว่า หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit ; CPU)

• ส่วนที่ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์เรียกว่า หน่วยแสดงผล (Output Unit)

• ส่วนที่ทำหน้าที่บันทึกคำสั่งและข้อมูล อย่างถาวร เรียกว่า หน่วยความจำรอง (Secondary Storage Unit)

นอกจากส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับคอมพิวเตอร์ทั้ง 4 ส่วนยังมีส่วนประกอบอื่นๆ อีกดังนี้

• ข้อมูล (Data) คือข้อมูลต่างๆ ที่เรานำมาให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผลคำนวณ หรือกระทำการอย่างใดอย่างหนึ่งให้ได้มาเป็นผลลัพธ์ที่เราต้องการ ยกตัวอย่างเช่น ข้อมูลบุคลากรเกี่ยวกับรายละเอียดประวัติส่วนตัว ประวัติการศึกษาหรือ ประวัติการทำงาน ซึ่งอาจนำมาจำแนกเป็นรายงานต่างๆ เกี่ยวกับบคุลากรในหน่วยงานได้ หรือข้อมูลเกี่ยวกับตัวเลขมาตรๆ ไฟฟ้าของบ้านแต่ละหลัง ก็ใช้สำหรับคำนวณเป็นปริมาณไฟฟ้า ที่ใช้ในแต่ละเดือน แล้วคิดเป็นเงิน ที่จะต้องชำระให้กับการไฟ้ฟ้าฯ ในปัจจุบันเราถือว่าข้อมูล มีความสำคัญอย่างยิ่ง ต่อการใช้งานคอมพิวเตอร์ ถ้าฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์เสียหาย ไปยังหาซื้อใหม่ได้ แต่ถ้าหากข้อมูลเกิดการสูญหายแล้ว หน่วยงานอาจจะประสบปัญหาในการดำเนินงานได้ทันที

• บุคคลกร (Peopleware) คือ เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานต่างๆ และผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ในหน่วยงานนั้นๆ บุคลากรด้านคอมพิวเตอร์นั้น มีความสำคัญมาก เพราะการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานต่างๆ นั้นจะต้องมีการจัดเตรียมเปลี่ยนระบบ จัดเตรียมโปรแกรมดำเนินการต่างๆ หลายอย่าง ซึ่งไม่สามารถทำด้วยตัวเองได้ ถ้าหากไม่ใช่ผู้ที่รู้เรื่องคอมพิวเตอร์ มากนัก ดังนั้นเราจึงถือว่าบุคลากร เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของ ระบบคอมพิวเตอร์ด้วย

• ระเบียบ คู่มือ และ มาตรฐาน (Procedure) การนำคอมพิวเตอรต์เข้ามาใช้ในหน่วยงานนั้น จะต้องไปสัมพันธ์กับเจ้าหน้าที่ และผู้ปฏิบัติงานจำนวนมาก บุคคลเหล่านี้บางคนก็เรียนรู้ได้เร็ว บางคนก็ช้า และนอกจากนั้นยังมีแนวคิด และทัศนคติที่แตกต่างกัน ดังนั้นเพื่อให้คนเหล่านี้ทำงานร่วมกันได้โดยไม่มีปัญหา จึงจำเป็น