แอนะล็อกคอมพิวเตอร์

แอนะล็อกคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ ไม้บรรทัดคำนวณ ถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ โดยใช้ไม้บรรทัดที่มีขีดแสดงตำแหน่งของตัวเลข การคำนวณจะใช้ไม้บรรทัดหลายอันมาประกบรวมกัน เพื่อหาผลลัพธ์ เช่น การคูณ จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามขีดตัวเลขที่เป็นตัวตั้งและตัวคูณในไม้บรรทัดหนึ่ง แล้วไปอ่านผลคูณที่ขีดตัวเลขซึ่งอยู่บนอีกไม้บรรทัดหนึ่งแอนะล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าแทนขีดตัวเลขตามแนวยาวของไม้บรรทัด

ดิจิทอลคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปในปัจจุบัน จัดเป็นดิจิทัลคอมพิวเตอร์แทบทั้งหมด ดิจิทัลคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้หลักการทางตัวเลข หลักการคำนวณไม่ใช่แบบไม้บรรทัดคำนวณ แต่เป็นแบบลูกคิด โดยแต่ละหลักของลูกคิดคือ หลักหน่วย หลักสิบ หลักร้อย และสูงขึ้นไปเรื่อยๆ เป็นระบบเลขฐานสิบที่แทนตัวเลขสิบตัวคือ ตัวเลขศูนย์ถึงเก้าตามระบบตัวเลขที่ใช้ในชีวิตประจำวัน

ค่าตัวเลขของการคำนวณในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นหลักเช่นเดียวกัน แต่เป็นระบบเลขฐานสองที่มีสัญลักษณ์ตัวเลขเพียงสองตัว คือเลขศูนย์กับเลขหนึ่งเท่านั้นโดยสัญลักษณ์ตัวเลขทั้งสองตัวนี้ แทนลักษณะการทำงานภายในซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน การคำนวณภายในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสองทั้งหมด ดังนั้นเลขฐานสิบที่เราใช้และคุ้นเคย จะถูกแปลงไปเป็นระบบเลขฐานสอง ผลลัพธ์ที่ได้ก็จะเป็นเลขฐานสอง ซึ่งคอมพิวเตอร์จะแปลงเป็นเลขฐานสิบก่อนจึงจะแสดงผลให้ผู้ใช้

        จุดเริ่มต้นในการคิดค้นเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นเกิดจากความต้องการในการนับและคิดคำนวณของมนุษย์ โดยในยุคแรกคือช่วงคริสต์ศักราช 1200 การคิดคำนวณยังไม่ซับซ้อน ในประเทศจีนมีการใช้อุปกรณ์ช่วยในการนับที่เรียกว่าลูกคิด (abacus) ต่อมาเมื่อมนุษย์ต้องการการคิดคำนวณที่ซับซ้อน และต้องอาศัยเครื่องมือช่วยงานที่มีความสมารถหลากหลาย จึงได้มีการพัฒนาเครื่องช่วยคำนวณที่ซับซ้อนแล้วก้าวหน้าขึ้นตามลำดับ จนกระทั่งในยุคปัจจุบันเรามีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการคำนวณงานและประยุกต์ใช้งานได้หลายประเภท เช่น การสื่อสาร การประมวลผลข้อมูลหรือแม้แต่ให้ความบันเทิง นอกจากนั้นรูปลักษณ์ของคอมพิวเตอร์ยังพัฒนาจนมีขนาดเล็กง่ายต่อการพกพา
การพัฒนาเครื่องคำนวณเป็นไปอย่างต่อเนื่องและน่าสนใจ เราสามารถแบ่งลักษณะของเครื่องคำนวณที่สร้างสร้างขึ้นได้เป็น 2 ช่วง คือ ช่วงแรกที่เครื่องคำนวณมีการทำงานเป็นกลไกแบบเครื่องจักรกล และค่อยๆ พัฒนาถึงปัจจุบันคือช่วงที่เครื่องคำนวณหรือเครื่องคอมพิวเตอร์มีการทำงานโดยใช้ไฟฟ้าทั้งหมด

      ในช่วงแรกที่มีการพัฒนาเครื่องคำนวณที่ทำงานแบบเครื่องจักรกล เครื่องคำนวณที่มีชื่อเสียง ใช้คำนวณการบวกลบเลขที่แท้จริง ชื่อว่า เครื่องคำนวณปาสคาล (Pascal calculator) ที่ประดิษฐ์ขึ้นโดยนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ เบลส ปาสคาล (Blaise Pascal)

และต่อมานักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ กอดฟริด ฟอน ไลบ์นิช (Gottfried Von Leibnitz) ได้ประดิษฐ์เครื่องคำนวณที่มีความสามารถในการคูณ หาร และหารากที่สองได้ ชื่อว่า เครื่องคำนวณสเต็ป เรคคอนเนอร์ (Stepped Reckoner)

เครื่องคำนวณสเต็ป เร็คคอนเนอร์ของกอดฟริด ฟอน ไลบ์นิช

     เมื่อความรู้ด้านคณิตศาสตร์พัฒนาต่อไป นักคณิตศาสตร์ต้องการเครื่องมือที่มีความสามารถมากขึ้นเพื่อช่วยในการคำนวณ ในปี พ.ศ. 2343 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อว่าชาร์ลส์ แบบเบจ (Charlas Babbage) ซึ่งได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาเครื่องคำนวณที่เรียกว่า ดิฟเฟอร์เรนซ์เอนจิน (difference engine) ที่สามารถคำนวณตัวเลขของตารางคณิตศาสตร์ เช่น ตรีโกณมิติและลอการิทึมได้และต่อมาได้พัฒนาเป็นเครื่องคำนวณที่มีหลักการทำงานใกล้เคียงกับเครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน โดยนำบัตรเจาะรูเข้ามาช่วยในการทำงาน ตั้งแต่ควบคุมกระบวนการทำงานจนกระทั่งใช้เป็นหน่วยความจำ และมีวงล้อหมุนเรียกว่า มิล(mill) เป็นหน่วยคำนวณเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ เครื่องคำนวณแบบนี้ถือได้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกและมีชื่อว่า แอนาไลติคอลเอนจิน (analytical engine)

ดิฟเฟอร์เรนซ์เอนจิน (difference engine)	แอนาไลติคอลเอนจิน (analytical engine)

      จากนั้นมา การพัฒนาเครื่องคำนวณยังคงมีต่อมาเรื่อยๆ จนมีการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ไฟฟ้าในการทำงาน โดยเริ่มต้นใช้หลอดสุญญากาศเป็นองค์ประกอบของวงจรไฟฟ้า และจุดนี้เองนับเป็นจุดเริ่มต้นในการนับแบ่งยุคของคอมพิวเตอร์ เป็นคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ที่เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ล้วนๆ และถ้าแบ่งยุคของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่นี้ออกตามลักษณะโครงสร้างและเทคโนโลยีจะแบ่งได้ดังต่อไปนี้