บิดาแห่งคอมพิวเตอร์

คงจะเป็นการดีที่จะกล่าวถึงที่มาหรือต้นตระกูลของเครื่องคอมพิวเตอร์ว่าเป็นมาอย่างไร เพื่อที่จะทำให้เราเข้าใจคอมพิวเตอร์มากขึ้น คอมพิวเตอร์มีวิวัฒนาการมาจากนิ้วมือมนุษย์ ที่ใช้นิ้วในการนับตัวเลข ใช้ไม้ขีดเขียนบนพื้นดิน หรือใช้ลูกหินมาเรียงต่อกัน

ต่อมาได้มีการพัฒนาขึ้นด้วยการใช้เชือกรอยต่อกัน จัดเรียงให้เป็นระบบ (คล้ายกับลูกคิด) หลังจากนั้นก็มีการพัฒนาเครื่องมือต่างๆ ขึ้นมาเพื่อใช้ในการนับ ลักษณะใหญ่ที่คิดกันมักจะเป็นเครื่องยนต์ที่มีกลไก (Mechanics) ที่ประกอบด้วยฟันเฟื่อง รอกและคาน ซึ่งเป็นเครื่องมือที่กึ่งอัตโนมัติ ที่สามารถคำนวณขั้นพื้นฐานได้ ไม่ว่าจะเป็น บวก ลบ คูณ หาร

ปี 1822 ชาลส์ แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ทำการออกแบบเครื่อง Difference Engine โดยได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาล แต่เครื่อง Difference Engine นี้สร้างไม่เสร็จ เพราะแบบเบจได้ค้นพบความไม่น่าเชื่อถือบางประการในการคำนวณ จึงล้มเลิก และไปคิดเครื่องใหม่ที่ชื่อว่า Analytical Engine ซึ่งประกอบด้วยหน่วยความจำ (Memory Unit) ที่สามารถจัดเก็บตัวเลขและนำไปคำนวณได้

ยิ่งไปกว่านั้น เครื่องดังกล่าวยังสามารถพิมพ์ข้อมูลได้อัตโนมัติ สามารถนำเข้าข้อมูลด้วยบัตรเจาะรู (Punched Cards) และใช้ชุดคำสั่งในการควบคุม เครื่อง Analytical Engine นี้ยังมีฟังก์ชั่นหน้าที่หลายอย่างเช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน ทำให้ ชาลส์ แบบเบจ (Charles Babbage) ถูกขนานนามให้เป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์ เป็นต้นมา

 

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