Back

คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลก ???

ผศ.ดร.ธันวา ศรีประโมง  
อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ​ 
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร  
14 ธันวาคม 2557  

       ผมเชื่อว่าทุกคนคงเคยได้ยินคำว่า "ได้แรงบันดาลใจ" มาจากศิลปินนักร้อง นักแสดง คนทำโฆษณา ผู้สร้างภาพยนต์ และอีกมากมายจากหลายแขนง การ "ได้แรงบันดาลใจ" ซึ่งหมายถึงการที่ได้รับฟัง รับชม แล้วเกิดความคิดสร้างสรรค์  เกิดเป็นผลงานใหม่ๆ ให้กับวงการ 
       บางที เจ้า "แรงบันดาลใจ" ที่บางคนอ้างนั้น กลับกลายเป็นการหยิบยกรูปแบบการนำเสนอ หรือลักษณะของสิ่งที่ได้รับชมรับฟัง มาผลิตซ้ำในแบบของตนเอง จนทำให้เกิดเสียงวิพากษ์วิจารณ์กันไปต่างๆ นานาว่า เป็น "แรงบันดาลใจ" หรือเป็น "การลอกกันมา" เป็นแน่
       เรื่องในลักษณะคล้ายคลึงกันนี้ สำหรับในแวดวงของคอมพิวเตอร์ในอดีต  ก็มีตัวอย่างเกิดขึ้นเช่นเดียวกันครับ มาลองรับรู้เรื่องราวของ "คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลก" กันว่า มีที่มาที่ไปเป็นอย่างไร


ย้อนอดีตถึงเครื่องคอมพิวเตอร์ ABC
       ในบทเรียนวิชาคอมพิวเตอร์เบื้องต้น แน่นอนว่าทุกคนจะต้องรู้จักกับเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิคส์ที่ชื่อว่า ENIAC ซึ่งย่อมาจาก Electronic Numerical Integrator And Computer นับเป็นคอมพิวเตอร์ที่สามารถโปรแกรมได้เครื่องแรก โดยเปิดตัวแก่สาธารณขนครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 1946 ที่สามารถลงโปรแกรมใหม่เพื่อคำนวณหาคำตอบต่างๆ...   
       เครื่อง ENIAC มีขนาดใหญ่โตมาก กินพื้นที่ประมาณห้องหนึ่ง มีหลอดสุญญากาศ 17468 หลอด มีคริสตัลไดโอด 7200 ตัว รีเลย์ 1500 ตัว ตัวด้านทาน 70000 ตัว และตัวเก็บประจุ 10000 ตัว (ขนาดโดยประมาณเท่ากับ 2.4 ม x .09 ม. x 30 ม. กินพื้นที่ 167 ตารางเมตร และกินไฟ 150kW)
       แต่คงมีอีกหลายคน ที่อาจไม่ทราบมาก่อนว่า ในปี ค.ศ. 1937 ได้มีการคิดค้นออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งในสมัยนั้นเราหมายถึงเครื่องคำนวณ หรือพูดกันง่ายๆ ก็คือ เครื่องคิดเลขนั่นเองครับ โดยนาย John Vincent Atanasoff ซึ่งเป็นอาจารย์และนักศึกษาชื่อนาย Clifford Berry โดยเรียกเครื่องคอมพิวเตอร์ดังกล่าวว่า Atanasoff-Berry Computer (ABC) ตัวเครื่องนั้นใช้ดรัมสองตัวเป็นหน่วยความจำ แต่ละตัวใช้ตัวเก็บประจุ 1600 ตัว และเป็นต้นตำรับแนวคิดแห่งการพัฒนาการต่อมาเป็น DRAM ที่ใช้หลักการการเก็บประจุ (ซึ่งต้องชาร์ตตัวเก็บประจุเป็นระยะ)ในปัจจุบัน  
       เครื่อง ABC ใช้หลอดสุญญากาศมากกว่า 300 หลอด น้ำหนักรวมประมาณ 320 กิโลกรัม มีขนาดเท่ากับโต๊ะทำงาน ใช้ฐานนาฬิกา 60 เฮิร์ตซ์ ตามความถี่กระแสสลับของสถานที่สร้างนั่นเองครับ โดยโปรแกรมนั้นยังต้องใช้การเซ็ตด้วยสวิตช์ ส่วนข้อมูลเข้าออกนั้นใช้กระดาษเจาะรู (ส่วนขาออกก็ใช้การเผากระดาษเป็นรูเช่นกัน)
       ถึงแม้เครื่อง ABC จะไม่ได้ถือว่าเป็นเครื่องที่สามารถโปรแกรมได้ โดยออกแบบมาแค่ให้แก้สมการเชิงเส้น แต่ก็มีแนวคิดใหม่ๆ ที่นับว่าเป็นพื้นฐานคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันครับ... เช่น
       1)    ใช้ระบบเลขฐานสองในการจัดเก็บข้อมูล
       2)    ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ในการคำนวณ แทนที่จะเป็นเฟืองเกียร์เหมือนกับเครื่องสมัยก่อนๆ
       3)    ออกแบบระบบโดยแบ่งองค์ประกอบส่วนการคำนวณ กับส่วนหน่วยความจำออกจากกันโดยชัดเจน
       เครื่อง ABC นั้น สาธารณชนไม่ได้เห็นกันอย่างกว้างขวางเหมือน ENIAC  ท่ามกลางการโต้เถียงกันในยุคหลังๆว่า ABC นั้นทำงานได้จริงหรือไม่ ต่อมาในปี ค.ศ. 1997 ได้มีการทดลองสร้างจำลองขึ้นมาใหม่ ซึ่งพบว่าสามารถทำงานได้จริงตามที่อ้างไว้


ปัญหาเรื่อง "แรงบันดาลใจ"
       คราวนี้เกิดปัญหาขึ้นเมื่อ J. Presper Eckert และ John Mauchly ได้จดสิทธิบัตร ENIAC ไว้เป็นอุปกรณ์คำนวณในปี ค.ศ. 1964 นั่นหมายความว่า หากใครจะสร้างคอมพิวเตอร์ขึ้นมา ก็จะต้องจ่ายค่ารอยัลตีให้กับทั้งสองด้วย ซึ่งสร้างปัญหาให้กับบริษัทอื่นๆ ที่ต้องการอยากจะสร้างคอมพิวเตอร์บ้าง
       ในปี 1967 บริษัท Sperry Rand Corporation และบรัษัทโฮลดิงของ Sperry Rand Corp.ชื่อ Illinois Scientific Developments ได้ฟ้องร้องศาลเรื่องที่ Honeywell Corporation นั้นละเมิดสิทธิบัตร ENIAC และทางHoneywell ก็ได้ฟัองกลับว่าสิทธิบัตรของ ENIAC นั้นไม่อาจจะมีผลใช้บังคับได้ เพราะสร้างขึ้นหลังเครื่อง ABC 
       ในการสืบพยานนั้น ทำให้ทราบว่าในปีค.ศ. 1941 นาย John Mauchly ผู้ร่วมสร้าง ENIAC ได้ไปเยี่ยมชม ABC ถึงที่ และแม้ว่าตัวเขาเองบอกว่าผลงานการสร้าง ENIAC นั้นไม่ได้แรงบันดาลใจมาจาก ABC ก็ตาม แต่อดีตลูกศิษย์ของ Mauchly ชื่อ Isaac Auerbach ได้กล่าวยืนยันว่า ABC มีผลต่อการออกแบบ ENIAC 
       สุดท้าย ในปี ค.ศ.1973 ศาลสหรัฐได้ตัดสินให้สิทธิบัตร ENIAC ไม่สามารถมีผลบังคับใช้ได้ ด้วยเหตุผลหลายประการด้วยกัน  ประการหนึ่งในนั้น (นอกจากเรื่องเครื่อง EDVAC ของนาย John von neumann ที่ผมจะกล่าวไว้ตอนท้าย และกรณีอื่นๆ) ยังรวมถึงเรื่องการสรุปว่าการเห็นเครื่อง ABC น่าจะส่งผลทำให้สามารถนำไปใช้ต่อยอดเพื่อสร้าง ENIAC ได้เป็นผลสำเร็จ...
       จากเหตุการณ์ดังกล่าว ส่งผลต่อมาทำให้ทุกคนสามารถสร้างคอมพิวเตอร์ได้โดยไม่ต้องจ่ายค่าสิทธิบัตรให้ใคร ตลาดด้านการพัฒนาและสร้างคอมพิวเตอร์จึงเริ่มบูมขึ้นต่อมาจนถึงทุกวันนี้ครับ....


บทสรุป....
       ปัจจุบัน เครื่อง ENIAC ยังคงถือว่าเป็น "เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกที่มีสถาปัตยกรรมแบบใหม่" กล่าวคือ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีระบบหน่วยความจำเก็บโปรแแกรม เก็บข้อมูล มีส่วนการคำนวณ ส่วนรับส่งข้อมูลเข้าออก
       เครื่อง ABC ถือเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิคส์เครื่องแรก ถึงแม้ว่าจะขาดส่วนการเก็บโปรแกรม ซึ่งทำให้ตำแหน่ง "เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก" อย่างเป็นทางการจึงยังคงเป็นของ ENIAC ต่อไป...


ทิ้งท้าย... สถาปัตยกรรมแบบฟอน นอยมันน์
       เครื่อง EDVAC นั้น แม้จะมีการคิดค้นไอเดียขึ้นมาในปี ค.ศ. 1944 แต่กว่าจะได้สร้างก็ปาเข้าไปในปี ค.ศ. 1946 ซึ่งในขณะนั้นเครื่อง ENIAC ได้พร้อมใช้งานแล้ว แต่ที่น่าจะต้องกล่าวรวมไว้ตรงนี้ด้วยก็มาจากร่างรายงานเครื่อง EDVAC ที่นาย John von Neumann เขียนขึ้นด้วยลายมือตอนเดินทางรถไฟ โดยทำสำเนาจำนวนหนึ่งส่งให้กับผู้ร่วมทีมสร้าง EDVAC แต่ปรากฏว่ารายงานดังกล่าวมีมือดี   ส่งต่อสำเนาดังกล่าวไปยังทั่วโลกด้วย และต่อมาก็ได้สร้างปัญหาเข้ากับทีม EDVAC และนาย von Neumann เองด้วย เพราะการที่เอกสารถูกเผยแพร่ในลักษณะดังกล่าว ทางกฏหมายในสหรัฐเที่ยบได้กับการตีพิมพ์เผยแพร่ และทำให้จดสิทธิบัตรไม่ได้ (ยังไม่รวมถึงแนวความคิดในการออกแบบหน่วยความจำเพื่อเก็บโปรแกรมก็เกิดขึ้นในโครงการก่อนที่เขาเองจะร่วมทีม ทำให้อย่างน้อยที่สุด  ตัวเขาเองก็ไม่สามารถจดสิทธิบัตรในชื่อตัวได้) แต่อย่างน้อยที่สุด แนวคิดสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่นาย John von Neumann ได้บรรยายไว้ ได้ยอมรับนับถือกันว่าเป็นลักษณะของคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน และเป็นที่มาของคำว่า von Neumann architecture (สถาปัตยกรรมแบบฟอน นอยมันน์) เพื่อเป็นเกียรติแก่เขาและทีมสร้างเครื่อง EDVAC


ขอบคุณรูปภาพจาก : http://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC