วิวัฒนาการของไมโครคอมพิวเตอร์

      คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่เราสามารถนำมาใช้งานได้นานัปการโดยคอมพิวเตอร์จะทำตามคำสั่งที่เรามอบให้ตามขั้นตอนได้อย่างรวดเร็วจึงช่วยประหยัดเวลาการทำงานของคนเพราะสามารถทำงานตามคำสั่งที่ซ้ำ ๆ กันมากมายได้โดยไม่รู้สึกเบื่อ เมื่อคนเราเติบโตจากเด็กเป็นผู้ใหญ่เราจะมีความสามารถมากขึ้นและร่างกายก็เติบโตขึ้นแต่เครื่องคอมพิวเตอร์กลับตรงกันข้าม คอมพิวเตอร์รุ่นแรก ๆ มีขนาดใหญ่เทอะทะมากต้องใช้พื้นที่ทั้งห้องแต่เมื่อกาลเวลาผ่านไปคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ก็ยิ่งทันสมัยขึ้นมีความสามารถมากขึ้นแต่มักมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ จนกระทั่งในปัจจุบันคอมพิวเตอร์มีขนาดเท่าฝ่ามือและขนาดที่บรรจุอยู่ในนาฬิกาได้

      คอมพิวเตอร์ที่ลดขนาดลงจนสามารถนำมาวางบนโต๊ะทำงานได้มีชื่อเรียกในภาษาอังกฤษว่า ไมโครคอมพิวเตอร์  ไมโครคอมพิวเตอร์ที่เห็นทั่วไปมี ๒ แบบหลัก แบบแรกมีชื่อย่อว่าเครื่องพีซี แบบที่ ๒ มีชื่อย่อว่าเครื่องแมค เดิมเครื่องพีซีผลิตโดยบริษัทไอบีเอ็มภายหลังมีบริษัทอื่น ๆ ผลิตเลียนแบบแต่ก็ยังคงเรียกว่า พีซี ส่วนเครื่องแมคผลิตโดยบริษัทแอปเปิลคอมพิวเตอร์ในสมัยแรก แมคจะใช้ง่ายกว่าพีซีมากเพราะพีซีต้องให้คนพิมพ์คำสั่งทีละคำสั่งถ้าสะกดคำสั่งผิดเครื่องจะไม่ทำตามคำสั่ง  ส่วนแมคมีจอสีที่มีรูปภาพบนจอเมื่อต้องการให้เครื่องทำอะไรก็ชี้ลากรูปบนจอจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้  ในวงการการพิมพ์นิยมใช้แมคเพราะสามารถใช้เตรียมรูปและเอกสารได้เสมือนพิมพ์ออกมาจากโรงพิมพ์แต่ปัจจุบันนี้ทั้งพีซีและแมคใช้ง่ายเหมือนกัน

       ไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ จะทำงานได้เร็วมากขึ้นถ้า "สมอง" ของคอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็ว สมองดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า "ไมโครโพรเซสเซอร์" ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถทำตามคำสั่งเป็นแสนเป็นล้านคำสั่งต่อ ๑ วินาที พีซีกับแมคใช้ไมโครโพรเซสเซอร์คนละตระกูล พีซีรุ่นต่าง ๆ มีชื่อเรียกตามชื่อของไมโครโพรเซสเซอร์ เช่น จะเรียกว่าพีซีรุ่น ๒๘๖ เมื่อใช้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่น ๘๐๒๘๖ จะเรียกว่าพีซีรุ่น ๔๘๖  เมื่อใช้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่น ๘๐๔๘๖ และจะเรียกว่าพีซีรุ่นเพนเทียม เมื่อใช้ไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีชื่อว่าเพนเทียม คนไทยส่วนใหญ่จะใช้พีซีเพราะเครื่องพีซีที่ผลิตขึ้นเลียนแบบมีราคาถูกกว่าและมีซอฟต์แวร์มากมายที่ใช้ได้บนเครื่องพีซี  ในช่วงปลายศตวรรษที่ ๒๐ นี้ คนสามารถสั่งงานไมโครคอมพิวเตอร์โดยเลือกรูปก็ได้ พูดสั่งก็ได้ หรือจะใช้มือสัมผัสเครื่องก็ได้ เครื่องสามารถเสนอคำตอบบนจอได้ด้วยรูป เสียง หรือภาพเคลื่อนไหว ไมโครคอมพิวเตอร์ใช้ได้ง่ายและมีขนาดเล็กมากจนสามารถพกพาติดตัวได้อีกทั้งราคาก็ถูกลงจึงมีใช้ทั้งในบ้านและที่ทำงานคนไทยก็ได้นำคอมพิวเตอร์มาใช้ในสำนักงานกันอย่างแพร่หลายแล้ว

      คอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์ คือ เครื่องมือที่สามารถคำนวณและวิเคราะห์ข้อมูลโดยอัตโนมัติได้อย่างรวดเร็ว คอมพิวเตอร์จะปฏิบัติตามคำสั่งที่เรามอบให้อย่างตามขั้นตอน ในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ช่วยในการทำงานหลายประเภท เช่น การคำนวณเงินเดือนพนักงาน การทำบัญชีของบริษัท การจองและซื้อตั๋วเครื่องบิน การจัดเก็บ และค้นหาข้อมูลหรือการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และทางวิศวกรรมศาสตร์โดยผู้ใช้จะต้องเตรียมข้อมูลและต้องมีชุดคำสั่งหรือโปรแกรมเพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำการวิเคราะห์ข้อมูลแต่ละชนิดหรือคำนวณผลลัพธ์ที่ผู้ใช้ต้องการ

      คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เข้าใจภาษาที่เป็นตัวเลข "0" และ "1" "0" เปรียบเหมือนเปิดสวิตช์ไฟ "1"เหมือนปิดสวิตช์ไฟถือเป็นการทำงานที่ใช้สภาวะทางตรรกก็ คือ "1" หรือ "จริง" และ "0" หรือ "ไม่จริง" ซึ่งบางครั้งเราเรียกการทำงานและการเก็บข้อมูลประเภทนี้ว่า แบบดิจิทัล (digital) ข้อมูลทุกรูปแบบไม่ว่าจะเป็นข้อมูลประเภทตัวอักษร ตัวเลข รูปภาพ เสียง หรือภาพยนตร์ล้วนสามารถเปลี่ยนมาเก็บในรูปแบบ "0" และ "1" ได้ทั้งนั้นถ้าเรียง "0" และ "1" เหล่านี้ได้แบบต่าง ๆ ก็เสมือนกลายเป็นคำ ๆ หนึ่ง ที่มีความหมายขึ้นมา คอมพิวเตอร์จะอ่านคำเหล่านี้แล้วตีความเพื่อทำตามคำสั่งหรือตีความเพื่อแสดงผลให้เป็นตัวอักษร รูป เสียง และภาพเคลื่อนไหวได้  ฉะนั้นเมื่อข้อมูลถูกเก็บในรูปแบบ "0" และ "1" การทำงานและประเมินผล เช่น การบวก ลบ คูณ หาร หรือการเปรียบเทียบของคอมพิวเตอร์จึงต้องดำเนินการในรูปแบบ "0" และ "1" ไปด้วย   คอมพิวเตอร์มีอยู่หลายขนาดเราจึงศึกษาวิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ได้ทั้งในด้านการลดขนาดและเพิ่มความเร็วในการทำงาน

การลดขนาดของคอมพิวเตอร์ 

      การลดขนาดของคอมพิวเตอร์เห็นได้ชัดเจนจากการลดขนาดของสมองของเครื่อง กล่าวคือ ขนาดวงจรตรรก (integrated circuit) ที่ใช้ในการประมวลผลเลข "0" และ "1" ในปี พ.ศ. ๒๔๙๔ คอมพิวเตอร์รุ่นแรกสุดใช้หลอดสุญญากาศในการสร้างวงจรตรรกของคอมพิวเตอร์เนื่องจากหลอดสุญญากาศมีขนาดใหญ่และใช้ปริมาณไฟฟ้ามาก ใช้เนื้อที่มาก และมีความร้อนสูง จึงทำให้อายุการใช้งานของหลอดสุญญากาศค่อนข้างสั้นและต้องดูแลรักษาเครื่องคอมพิวเตอร์มากโดยจะต้องเปลี่ยนหลอดสุญญากาศบ่อย ๆ  ในปี พ.ศ. ๒๕๐๐ ได้มีการใช้ทรานซิสเตอร์แทนหลอดสุญญากาศ เพราะทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กกว่าหลอดสุญญากาศและใช้ปริมาณไฟฟ้าน้อยกว่าคอมพิวเตอร์จึงมีขนาดเล็กลงและมีอายุการใช้งานมากขึ้น

      ในปี พ.ศ. ๒๕๐๗ คอมพิวเตอร์ได้เริ่มใช้วงจรเบ็ดเสร็จ วิทยาการของวงจรเบ็ดเสร็จทำให้เราสามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้ถึง ๑,๐๐๐ ตัว ลงในแผ่นซิลิคอนที่มีขนาดเล็กมากคือ เล็กกว่า ๑ ตารางนิ้ว แทนการใช้ทรานซิสเตอร์แบบแยกเป็นตัว ๆ อีกทั้งทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงใช้ปริมาณไฟฟ้าน้อยลงและมีชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ๆ น้อยลงด้วย  ในปี พ.ศ. ๒๕๑๔ คอมพิวเตอร์ได้เริ่มใช้วงจรเบ็ดเสร็จขนาดใหญ่ซึ่งสามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้ตั้งแต่ ๑,๐๐๐ ตัวจนถึง ๑๐,๐๐๐ ตัว ลงในแผ่นซิลิคอนขนาดเล็ก วิทยาการขนาดเดียวกันนี้ทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นแรกได้รับการผลิตขึ้นโดยบริษัทอินเทลเรียกว่า รุ่น ๔๐๐๔ ไมโครโพรเซสเซอร์ รุ่นนี้มีทรานซิสเตอร์ถึง ๒,๓๐๐ ตัว จึงสามารถผลิตคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กตั้งบนโต๊ะสำหรับใช้ส่วนบุคคลหรือที่เรียกว่า ไมโครคอมพิวเตอร์ ได้ในอีก ๓ ปีต่อมา

การเพิ่มความเร็วในการทำงานของไมโครคอมพิวเตอร์ 

      ไมโครโพรเซสเซอร์ คือ สมองของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ คนเราจะคิดอะไรได้เร็วถ้าสมองทำงานเร็วคอมพิวเตอร์ก็จะทำงานและประมวลผลได้เร็วเช่นกันถ้าสมองของเครื่องสามารถอ่าน คำนวณหรือเปรียบเทียบข้อมูล "0" "1" ได้เร็ว การอ่านและประมวลผลจะทำได้เร็วเพียงใดขึ้นอยู่กับขนาดของคำที่คอมพิวเตอร์อ่านในแต่ละครั้งหรือประมวลค่า "0" และ "1" เหล่านั้น 

ขนาดของคำ

      ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถแยกประเภทได้ตามขนาดของคำที่อ่านได้แต่ละครั้ง เช่น คำขนาด ๔ บิต (เลข 0 หรือ 1 เรียงกัน ๔ ตัว) ๘ บิต ๑๖ บิต ๓๒ บิต หรือ ๖๔ บิต วิธีเรียงเลข "0" หรือ "1" จะหลากหลายได้จำนวนค่าของคำมากขึ้นตามความบยาวของคำ คำขนาด ๔ บิต สามารถเรียงเป็นคำที่ต่างกันได้ถึง ๑๖ ค่า กล่าวคือ 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, และ 1111

      ในทำนองเดียวกันการเรียงข้อความของไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีขนาด ๘ บิต จะมีความสามารถประมวลข้อมูลที่มีสภาวะแตกต่างกันได้ถึง ๒๕๖ ค่า ไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีขนาด ๑๖ บิต จะมีความสามารถประมวลข้อมูลที่มีสภาวะแตกต่างกันได้ถึง ๖๕,๕๓๖ ค่า และไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีขนาด ๓๒ บิต จะมีความสามารถประมวลข้อมูลที่มีสภาวะแตกต่างกันได้ถึง ๔,๒๐๐,๐๐๐,๐๐๐ ค่า

ความเร็วในการประมวลผล 

      ความเร็วของไมโครโพรเซสเซอร์ขึ้นอยู่กับความเร็วของทรานซิสเตอร์ที่จะสามารถทำการเปิดหรือปิดวงจรไฟได้  ไมโครโพรเซสเซอร์ใช้สัญญาณนาฬิกาในการควบคุมการเปิดหรือปิดของวงจรทรานซิสเตอร์ภายในฉะนั้นถ้าความถี่ของสัญญาณนาฬิกาเร็วขึ้นการเปิดหรือปิดของวงจรทรานซิสเตอร์ภายในไมโครโพรเซสเซอร์ก็จะเร็วขึ้นด้วยไมโครโพรเซสเซอร์จึงประมวลผลได้เร็วขึ้น  ความเร็วของไมโครโพรเซสเซอร์มีหน่วยวัดความถี่ที่เรียกว่า เฮิรตซ์ ไมโครโพรเซสเซอร์อันแรกรุ่น ๔๐๐๔ มีความเร็ว ๑๐.๘ เมกะเฮิรตซ์ กล่าวคือสามารถใช้ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาได้ถึง ๑๐๘,๐๐๐ ครั้งต่อวินาที ซึ่งหมายความว่าทรานซิสเตอร์ภายในไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้สามารถทำการเปิดหรือปิดวงจรทรานซิสเตอร์ได้ถึง ๑๐๘,๐๐๐ ครั้งต่อวินาที  ในปี พ.ศ. ๒๕๔๑ ไมโครคอมพิวเตอร์ในท้องตลาดทั่วไปมีความเร็ว ๔๐๐ เมกะเฮิรตซ์ กล่าวคือใช้ความถี่สัญญาณนาฬิกาได้ถึง ๔๐๐ ล้านครั้งต่อวินาที แต่ในแง่การวิจัยบริษัทไอบีเอ็มมีความก้าวหน้าไปกว่านั้นมากเพราะสามารถผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ที่ใช้ความถี่สัญญาณนาฬิกาได้เร็วถึง ๑,๐๐๐ ล้านครั้งต่อวินาที  คอมพิวเตอร์มีวิวัฒนาการไปอย่างเร็วมากยิ่งความเร็วของคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นและมีขนาดเล็กลงมากเท่าใดโปรแกรมซึ่งเป็นชุดคำสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานก็จะยิ่งยาวและซับซ้อนมากขึ้นเท่านั้นบางโปรแกรมยาวเป็นล้าน ๆ บรรทัด