คอมพิวเตอร์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทาง ข้ามไปที่การค้นหา

ผู้ชายกำลังเปลี่ยนหลอดสูญญากาศหนึ่งหลอดจากหลายร้อยเครื่องในคอมพิวเตอร์ยุคแรก
ห้องคอมพิวเตอร์พร้อมตู้คอมพิวเตอร์หลายตู้และแผงควบคุมการทำงาน
สมาร์ทโฟนที่มีหน้าจอคล้ายรุ้งอยู่ในมือ
คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปสีดำพร้อมจอภาพด้านบนและแป้นพิมพ์ด้านหน้า
คอนโซลวิดีโอเกมสีม่วงพร้อมคอนโทรลเลอร์ที่แนบมา
แถวตู้คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่สีเข้มในห้องเหมือนโกดัง
คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์จากยุคต่างๆ – ตามเข็มนาฬิกาจากซ้ายบน:
คอมพิวเตอร์หลอดสุญญากาศยุคแรก ( ENIAC ) คอมพิวเตอร์
เมนเฟรม ( IBM System 360 )
คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป (IBM ThinkCentre S50พร้อมจอภาพ)
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (IBM Summit )
วิดีโอเกมคอนโซล (Nintendo GameCube )
สมาร์ทโฟน ( LYFน้ำ 2)

คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล ที่สามารถตั้งโปรแกรมให้ดำเนินการลำดับของ การดำเนินการ ทางคณิตศาสตร์หรือตรรกะ ( การคำนวณ ) โดยอัตโนมัติ คอมพิวเตอร์สมัยใหม่สามารถดำเนินการชุดการทำงานทั่วไปที่เรียกว่าโปรแกรม โปรแกรมเหล่านี้ช่วยให้คอมพิวเตอร์ทำงานต่างๆ ได้หลากหลาย ระบบคอมพิวเตอร์คือ คอมพิวเตอร์ ที่ "สมบูรณ์" ซึ่งรวมถึงฮาร์ดแวร์ระบบปฏิบัติการ ( ซอฟต์แวร์ หลัก ) และอุปกรณ์ต่อพ่วง อุปกรณ์ที่จำเป็นและใช้สำหรับการทำงาน "เต็ม" คำนี้อาจหมายถึงกลุ่มของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงและทำงานร่วมกัน เช่นเครือข่าย คอมพิวเตอร์ หรือคลัสเตอร์คอมพิวเตอร์

ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภคที่หลากหลายใช้คอมพิวเตอร์เป็นระบบควบคุม รวมอุปกรณ์วัตถุประสงค์พิเศษอย่างง่าย เช่นเตาอบไมโครเวฟและรีโมทคอนโทรลเช่นเดียวกับอุปกรณ์ในโรงงาน เช่นหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยตลอดจนอุปกรณ์เอนกประสงค์ เช่นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและอุปกรณ์พกพาเช่น สมาร์ โฟน คอมพิวเตอร์ขับเคลื่อนอินเทอร์เน็ตซึ่งเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และผู้ใช้อื่นๆ หลายพันล้านเครื่อง

คอมพิวเตอร์ยุคแรกมีไว้เพื่อใช้ในการคำนวณเท่านั้น เครื่องมือแบบแมนนวลอย่างลูกคิดได้ช่วยเหลือผู้คนในการคำนวณมาตั้งแต่สมัยโบราณ ในช่วงต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมอุปกรณ์กลไกบางอย่างถูกสร้างขึ้นเพื่อทำงานที่น่าเบื่อหน่ายเป็นเวลานานโดยอัตโนมัติ เช่น รูปแบบการนำทางสำหรับเครื่องทอผ้า เครื่องจักรไฟฟ้าที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ได้คำนวณ แบบแอนะล็อกเฉพาะทางในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัล เครื่อง แรก ได้รับการพัฒนาในช่วง สงครามโลกครั้งที่สอง ทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ ตัว แรกในปลายทศวรรษ 1940 ตามมาด้วยMOSFET . ที่ ใช้ซิลิกอน(ทรานซิสเตอร์ MOS) และ เทคโนโลยีชิป วงจรรวมแบบเสาหิน (IC) ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ซึ่งนำไปสู่ การ ปฏิวัติไมโครโปรเซสเซอร์และ ไมโครคอมพิวเตอร์ ในปี 1970 ความเร็ว พลัง และความเก่งกาจของคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างมากตั้งแต่นั้นมา โดยจำนวนทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (ตามที่ทำนายโดยกฎของมัวร์ ) ซึ่งนำไปสู่การปฏิวัติดิจิทัลในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ถึงต้นศตวรรษที่ 21

ตามอัตภาพ คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ประกอบด้วยองค์ประกอบการประมวลผลอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ในรูปแบบของไมโครโปรเซสเซอร์ พร้อมด้วย หน่วยความจำคอมพิวเตอร์บางประเภทซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นชิปหน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์ องค์ประกอบการประมวลผลดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะ และหน่วยจัดลำดับและควบคุมสามารถเปลี่ยนลำดับของการดำเนินการเพื่อตอบสนองต่อข้อมูล ที่เก็บ ไว้ อุปกรณ์ต่อพ่วงได้แก่ อุปกรณ์อินพุต (แป้นพิมพ์ เมาส์จอยสติ๊กเป็นต้น) อุปกรณ์ส่งออก (หน้าจอมอนิเตอร์เครื่องพิมพ์ฯลฯ) และอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตที่ทำหน้าที่ทั้งสองอย่าง (เช่น ยุค 2000หน้าจอสัมผัส ). อุปกรณ์ต่อพ่วงช่วยให้สามารถดึงข้อมูลจากแหล่งภายนอก และช่วยให้สามารถบันทึกและดึงผลลัพธ์ของการดำเนินการได้

นิรุกติศาสตร์

คอมพิวเตอร์ของมนุษย์
คอมพิวเตอร์ของมนุษย์กับกล้องจุลทรรศน์และเครื่องคิดเลข พ.ศ. 2495

ตามพจนานุกรมภาษาอังกฤษของ Oxfordการใช้คอมพิวเตอร์ ครั้งแรก ในหนังสือชื่อThe Yong Mans Gleanings ในปี ค.ศ. 1613 โดย Richard Brathwaitนักเขียนชาวอังกฤษ: "ฉัน [ sic ] อ่านคอมพิวเตอร์ที่แท้จริงของ Times และนักคณิตศาสตร์ที่ดีที่สุดที่ euer [ sic] หายใจและเขาลดวันของคุณเป็นจำนวนสั้น ๆ " การใช้คำนี้หมายถึงคอมพิวเตอร์ของมนุษย์บุคคลที่ทำการคำนวณหรือคำนวณ คำนี้ยังคงมีความหมายเดิมจนถึงกลางศตวรรษที่ 20 ในช่วงหลังของยุคนี้ผู้หญิงมักถูกจ้างให้เป็นคอมพิวเตอร์เพราะอาจได้รับค่าจ้างน้อยกว่าผู้ชาย [1]ในปี 1943 คอมพิวเตอร์ของมนุษย์ส่วนใหญ่เป็นผู้หญิง [2]

พจนานุกรมนิรุกติศาสตร์ออนไลน์ได้ให้การรับรองการใช้คอมพิวเตอร์ ครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1640 ซึ่งหมายถึง 'ผู้คำนวณ'; นี่คือ "นามตัวแทนจากการคำนวณ (v.)" พจนานุกรมนิรุกติศาสตร์ออนไลน์ระบุว่าการใช้คำนี้หมายถึง" 'เครื่องคำนวณ' (ประเภทใดก็ได้) มาจากปี พ.ศ. 2440" พจนานุกรมนิรุกติศาสตร์ออนไลน์ระบุว่า "การใช้สมัยใหม่" ของคำนี้ หมายถึง 'คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลแบบตั้งโปรแกรมได้' วันที่ตั้งแต่ปี "1945 ภายใต้ชื่อนี้; [ใน] เชิงทฤษฎี [ความรู้สึก] จากปี 2480 เป็นเครื่องทัวริง " [3]

ประวัติศาสตร์

ก่อนศตวรรษที่ 20

กระดูกIshangoซึ่งเป็นเครื่องมือสร้างกระดูกที่มีอายุย้อนไปถึงแอฟริกายุคก่อนประวัติศาสตร์

มีการใช้อุปกรณ์เพื่อช่วยในการคำนวณมาเป็นเวลาหลายพันปี โดยส่วนใหญ่ใช้การโต้ตอบแบบ ตัวต่อตัว ด้วยนิ้วมือ เครื่องนับแรกสุดน่าจะเป็นไม้นับ ต่อมา เครื่องมือช่วยในการบันทึกทั่ว เฟร์ไทล์ Crescentได้แก่ แคลคูลี (ดินเหนียว กรวย ฯลฯ) ซึ่งเป็นตัวแทนของการนับสิ่งของ อาจเป็นปศุสัตว์หรือธัญพืช ปิดผนึกในภาชนะดินเหนียวกลวงเปล่า [a] [4]การใช้ไม้นับนับเป็นตัวอย่างหนึ่ง

ซวนปัง จีน (算盘). จำนวนที่แสดงบนลูกคิด นี้ คือ 6,302,715,408

แรกเริ่มใช้ ลูกคิด สำหรับ งานเลขคณิต ลูกคิดโรมัน ได้รับ การพัฒนาจากอุปกรณ์ที่ใช้ในบาบิโลเนียตั้งแต่ 2400 ปีก่อนคริสตกาล ตั้งแต่นั้นมา ได้มีการคิดค้นกระดานหรือโต๊ะการคิดรูปแบบอื่นๆ มากมาย ใน บ้านนับจำนวนในยุโรปยุคกลางจะวางผ้าตาหมากรุกไว้บนโต๊ะ และเครื่องหมายจะเคลื่อนไปรอบๆ ตามกฎเกณฑ์บางประการ เพื่อช่วยในการคำนวณจำนวนเงิน [5]

กลไก Antikytheraซึ่งมีอายุย้อนไปถึงสมัยกรีกโบราณประมาณ 150–100 ปีก่อนคริสตกาล เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แอนะล็อก รุ่นแรกๆ

Derek J. de Solla Priceระบุกลไก Antikytheraเป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกแบบกลไก ที่รู้จักกันเร็ว ที่สุด [6]ได้รับการออกแบบมาเพื่อคำนวณตำแหน่งทางดาราศาสตร์ มันถูกค้นพบในปี 1901 ในซากเรือ AntikytheraนอกเกาะAntikythera ของกรีก ระหว่างKytheraและCreteและมีอายุประมาณปีค.  100 ปีก่อนคริสตกาล อุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนเทียบเท่ากับกลไก Antikythera จะไม่ปรากฏขึ้นอีกจนกว่าจะถึงศตวรรษที่สิบสี่ [7]

เครื่องช่วยทางกลจำนวนมากในการคำนวณและการวัดถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในทางดาราศาสตร์และการนำทาง planisphereเป็นแผนภูมิดาวที่คิดค้นโดยAbu Rayhān al-Bīrūnīในต้นศตวรรษที่ 11 [8]แอสโทรลาเบถูกประดิษฐ์ขึ้นในโลกขนมผสมน้ำยาในศตวรรษที่ 1 หรือ 2 ก่อนคริสต์ศักราช และมักมีสาเหตุมาจากฮิปปาร์คัส การรวมกันของ planisphere และdioptraทำให้ astrolabe เป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาหลายประเภทในดาราศาสตร์ทรงกลม Astrolabe ที่รวม คอมพิวเตอร์ปฏิทินแบบกลไก[9][10]และ gear -wheels ถูกคิดค้นโดย Abi Bakr แห่ง Isfahan , Persiaในปี 1235 [11] Abū Rayhān al-Bīrūnī ได้ประดิษฐ์เครื่องกำเนิดปฏิทินจันทรคติที่มีเกียร์ขึ้นเป็นครั้งแรก[ 12 ]เครื่องประมวลผลความรู้ แบบมี สายคงที่ต้น [13]ด้วยชุดเกียร์และล้อเฟือง [14]ค. ค.ศ.  1000

เซก เตอร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือคำนวณที่ใช้สำหรับการแก้ปัญหาตามสัดส่วน ตรีโกณมิติ การคูณและการหาร และสำหรับฟังก์ชันต่างๆ เช่น สี่เหลี่ยมจัตุรัสและรากที่สาม ได้รับการพัฒนาในปลายศตวรรษที่ 16 และพบการใช้งานในด้านปืนใหญ่ การสำรวจ และการนำทาง

เครื่องวัดระนาบเป็นเครื่องมือแบบแมนนวลในการคำนวณพื้นที่ของตัวเลขปิดโดยการติดตามเหนือมันด้วยการเชื่อมโยงทางกล

กฎสไลด์ถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อราวปี 1620-1630 โดยนักบวชชาวอังกฤษWilliam Oughtred ไม่นานหลังจากการ ตีพิมพ์แนวคิดของลอการิทึม เป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกที่ทำงานด้วยมือสำหรับการคูณและการหาร เมื่อการพัฒนากฎสไลด์ดำเนินไป มาตราส่วนเพิ่มเติมจะมีส่วนกลับ สี่เหลี่ยมและรากที่สอง ลูกบาศก์และรากที่สาม เช่นเดียวกับฟังก์ชันเหนือธรรมชาติเช่น ลอการิทึมและเลขชี้กำลังตรีโกณมิติ วงกลมและ ไฮเพ อร์โบลิก และ ฟังก์ชันอื่นกฎการเลื่อนที่มีมาตราส่วนพิเศษยังคงใช้สำหรับการคำนวณประจำวันอย่างรวดเร็ว เช่นE6Bกฎการเลื่อนแบบวงกลมใช้สำหรับการคำนวณเวลาและระยะทางบนเครื่องบินเบา

ในปี 1770 Pierre Jaquet-Droz ช่างซ่อมนาฬิกาชาวสวิสได้สร้างตุ๊กตากลไก ( หุ่นยนต์ ) ที่สามารถเขียนโดยใช้ปากกาขนนกได้ โดยการเปลี่ยนหมายเลขและลำดับของล้อภายใน ตัวอักษรที่แตกต่างกัน และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถสร้างข้อความที่แตกต่างกันได้ ผลที่ได้คือ สามารถ "ตั้งโปรแกรม" ทางกลไกเพื่ออ่านคำแนะนำได้ ตุ๊กตาตัวนี้อยู่ที่ Musée d'Art et d'Histoire แห่ง Neuchâtelประเทศสวิสเซอร์แลนด์พร้อมด้วยเครื่องจักรที่ซับซ้อนอีกสองเครื่องและยังคงเปิดดำเนินการอยู่ [15]

ในปี ค.ศ. 1831–1835 นักคณิตศาสตร์และวิศวกรGiovanni Planaได้คิดค้นเครื่องPerpetual Calendarซึ่งผ่านระบบรอกและกระบอกสูบขึ้นไป สามารถทำนายปฏิทินถาวรของทุกปีตั้งแต่ AD 0 (นั่นคือ 1 ปีก่อนคริสตกาล) ถึง AD 4000 ติดตามปีอธิกสุรทินและระยะเวลาวันที่แตกต่างกัน เครื่องทำนายน้ำขึ้นน้ำลงที่คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตเซอร์ วิลเลียม ทอมสันในปี 1872 มีประโยชน์อย่างมากในการนำทางในน้ำตื้น ใช้ระบบรอกและสายไฟในการคำนวณระดับน้ำขึ้นน้ำลงที่คาดการณ์ไว้โดยอัตโนมัติในช่วงเวลาที่กำหนด ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง

เครื่องวิเคราะห์ดิฟเฟอเรนเชียล ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกเชิงกลที่ออกแบบมาเพื่อแก้สมการเชิงอนุพันธ์โดยการรวมเข้า ด้วยกัน ใช้กลไกแบบล้อและดิสก์เพื่อดำเนินการผสานรวม ในปี 1876 เซอร์ วิลเลียม ธอมสัน ได้พูดคุยถึงความเป็นไปได้ในการสร้างเครื่องคิดเลขดังกล่าว แต่เขาประสบปัญหากับแรงบิดเอาต์พุตที่จำกัดของตัวรวมระบบลูกและดิสก์ [16]ในเครื่องวิเคราะห์ดิฟเฟอเรนเชียล เอาท์พุตของอินทิเกรเตอร์หนึ่งตัวขับอินพุตของอินทิเกรเตอร์ตัวถัดไป หรือเอาต์พุตของกราฟ แอมพลิฟายเออร์ แรงบิดเป็นความก้าวหน้าที่ทำให้เครื่องจักรเหล่านี้ทำงานได้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1920 Vannevar Bushและบริษัทอื่นๆ ได้พัฒนาเครื่องวิเคราะห์ความแตกต่างทางกล

คอมพิวเตอร์เครื่องแรก

ส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์Babbage's Difference

Charles Babbageวิศวกรเครื่องกลชาวอังกฤษและพหุคณิตศาสตร์เป็นผู้ริเริ่มแนวคิดของคอมพิวเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ ถือเป็น " บิดาแห่งคอมพิวเตอร์ " [17]เขาคิดและประดิษฐ์คอมพิวเตอร์เครื่องกลเครื่อง แรก ในต้นศตวรรษที่ 19 หลังจากทำงานเกี่ยวกับกลไกสร้างความแตกต่างที่ ปฏิวัติวงการ ซึ่งออกแบบมาเพื่อช่วยในการคำนวณการนำทาง ในปี พ.ศ. 2376 เขาตระหนักว่าการออกแบบที่กว้างกว่านั้น นั่นคือ เครื่องวิเคราะห์เป็นไปได้ การป้อนข้อมูลของโปรแกรมและข้อมูลจะถูกจัดเตรียมให้กับเครื่องโดยใช้บัตรเจาะซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้ในขณะนั้นเพื่อควบคุมเครื่องทอผ้าเช่น เครื่องทอผ้า Jacquard. สำหรับเอาต์พุต ตัวเครื่องจะมีเครื่องพิมพ์ พล็อตเตอร์แบบโค้ง และกระดิ่ง เครื่องยังสามารถเจาะตัวเลขลงบนการ์ดเพื่ออ่านในภายหลัง เครื่องยนต์ได้รวมเอาหน่วยลอจิกเลขคณิตโฟล ว์ควบคุม ในรูปแบบของการโยงเงื่อนไขและลูป และ หน่วยความจำแบบบูรณาการ ทำให้เป็นการออกแบบครั้งแรกสำหรับคอมพิวเตอร์เอนกประสงค์ที่สามารถอธิบายในแง่สมัยใหม่ว่าทัวริงสมบูรณ์ [18] [19]

เครื่องจักรนั้นเร็วกว่าเวลาประมาณหนึ่งศตวรรษ ชิ้นส่วนทั้งหมดสำหรับเครื่องจักรของเขาต้องทำด้วยมือ – นี่เป็นปัญหาใหญ่สำหรับอุปกรณ์ที่มีชิ้นส่วนหลายพันชิ้น ในที่สุด โครงการนี้ก็ถูกยุบโดยการตัดสินใจของรัฐบาลอังกฤษที่จะยุติการให้ทุน ความล้มเหลวของ Babbage ในการทำเครื่องมือวิเคราะห์ให้สมบูรณ์นั้นอาจเนื่องมาจากปัญหาทางการเมืองและการเงินเป็นหลัก รวมถึงความปรารถนาของเขาที่จะพัฒนาคอมพิวเตอร์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ และก้าวไปข้างหน้าได้เร็วกว่าที่ใครจะตามมาได้ อย่างไรก็ตาม เฮนรี แบบเบจ ลูกชายของเขา ได้สร้างหน่วยคำนวณของเอ็นจินการวิเคราะห์ ( โรงสี ) รุ่นที่เรียบง่ายในปี พ.ศ. 2431 เขาได้สาธิตการใช้งานในตารางการคำนวณอย่างประสบความสำเร็จในปี พ.ศ. 2449

คอมพิวเตอร์แอนะล็อก

การออกแบบเครื่องทำนายน้ำขึ้นน้ำลงครั้งที่สามของSir William Thomson , 1879–81

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 คอมพิวเตอร์แอนะล็อกที่มีความซับซ้อนมากขึ้นตอบสนองความต้องการ ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์จำนวนมาก ซึ่งใช้แบบจำลองทางกลหรือทางไฟฟ้าโดยตรงของปัญหาเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณ อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้ และโดยทั่วไปแล้วยังขาดความเก่งกาจและความแม่นยำของคอมพิวเตอร์ดิจิทัลสมัยใหม่ [20]คอมพิวเตอร์แอนะล็อกสมัยใหม่เครื่องแรกเป็นเครื่องทำนายน้ำขึ้นน้ำลงคิดค้นโดยเซอร์วิลเลียม ทอมสัน (ต่อมาได้กลายเป็นลอร์ดเคลวิน) ในปี พ.ศ. 2415 เครื่องวิเคราะห์ความแตกต่างซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์แอนะล็อกเชิงกลที่ออกแบบมาเพื่อแก้สมการเชิงอนุพันธ์โดยการรวมโดยใช้วงล้อและ กลไกของดิสก์ ถูกคิดขึ้นในปี พ.ศ. 2419 โดยJames Thomsonพี่ชายของ Sir William Thomson ที่โด่งดังกว่า [16]

ศิลปะของการประมวลผลแบบอะนาล็อกเชิงกลไกมาถึงจุดสูงสุดด้วยเครื่องวิเคราะห์ความแตกต่างซึ่งสร้างโดย HL Hazen และVannevar Bushที่MITตั้งแต่ปี 1927 ซึ่งสร้างขึ้นจากผู้ประกอบเครื่องกลของJames Thomsonและเครื่องขยายแรงบิดที่คิดค้นโดย HW Nieman อุปกรณ์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นก่อนที่ความล้าสมัยจะชัดเจน ภายในปี 1950 ความสำเร็จของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบดิจิทัลได้จุดจบสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แอนะล็อกส่วนใหญ่ แต่คอมพิวเตอร์แอนะล็อกยังคงใช้งานอยู่ในช่วงทศวรรษ 1950 ในการใช้งานเฉพาะทางบางอย่าง เช่น การศึกษา ( กฎสไลด์ ) และเครื่องบิน ( ระบบควบคุม )

คอมพิวเตอร์ดิจิตอล

เครื่องกลไฟฟ้า

ภายในปี 1938 กองทัพเรือสหรัฐฯได้พัฒนาคอมพิวเตอร์แอนะล็อกระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กพอที่จะใช้บนเรือดำน้ำ นี่คือคอมพิวเตอร์ข้อมูลตอร์ปิโดซึ่งใช้ตรีโกณมิติเพื่อแก้ปัญหาการยิงตอร์ปิโดไปยังเป้าหมายที่กำลังเคลื่อนที่ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันได้รับการพัฒนาในประเทศอื่นเช่นกัน

แบบจำลองZ3ของKonrad Zuseซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ดิจิตอล (ระบบเครื่องกลไฟฟ้า) อัตโนมัติเต็มรูปแบบเครื่องแรก

คอมพิวเตอร์ดิจิทัลยุคแรกเป็นเครื่องกลไฟฟ้า สวิตช์ไฟฟ้าขับรีเลย์เชิงกลเพื่อทำการคำนวณ อุปกรณ์เหล่านี้มีความเร็วในการทำงานต่ำ และในที่สุดก็ถูกแทนที่ด้วยคอมพิวเตอร์ไฟฟ้าที่เร็วกว่ามาก ซึ่งเดิมใช้หลอดสุญญากาศ Z2 สร้างขึ้น โดยวิศวกรชาวเยอรมันKonrad Zuseในปี 1939 เป็นหนึ่งในตัวอย่างแรกสุดของคอมพิวเตอร์รีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า (21)

ในปี ค.ศ. 1941 Zuse ได้ติดตามเครื่องรุ่นก่อนหน้าของเขาด้วยZ3 ซึ่งเป็น คอมพิวเตอร์ดิจิตอลอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่ทำงานด้วยระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบ ตั้ง โปรแกรม ได้เครื่องแรกของโลก [22] [23] Z3 ถูกสร้างขึ้นด้วยรีเลย์ 2,000 ตัว ใช้ ความยาวคำ 22 บิต ที่ทำงานที่ ความถี่ สัญญาณนาฬิกาประมาณ 5-10 Hz [24] รหัสโปรแกรมถูกจัดเตรียมไว้บน ฟิล์มเจาะรูในขณะที่ข้อมูลสามารถเก็บไว้ในหน่วยความจำ 64 คำหรือจัดหาจากแป้นพิมพ์ มีความคล้ายคลึงกันกับเครื่องจักรสมัยใหม่ในบางด้าน โดยบุกเบิกความก้าวหน้ามากมาย เช่นตัวเลขทศนิยม. แทนที่จะใช้ระบบทศนิยมที่ยากต่อการใช้งาน (ใช้ในการออกแบบก่อนหน้าของCharles Babbage ) การใช้ระบบ เลขฐานสองหมายความว่าเครื่องของ Zuse นั้นง่ายต่อการสร้างและอาจเชื่อถือได้มากกว่า เนื่องจากเทคโนโลยีที่มีอยู่ในขณะนั้น [25] Z3 ไม่ใช่คอมพิวเตอร์สากล แต่สามารถขยายให้เป็นทัวริงได้ [26] [27]

คอมพิวเตอร์เครื่องต่อไปของ Zuse คือZ4กลายเป็นคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลก หลังจากความล่าช้าในขั้นต้นอันเนื่องมาจากสงครามโลกครั้งที่สอง มันแล้วเสร็จในปี 1950 และส่งมอบให้กับETH Zurich [28]คอมพิวเตอร์ถูกผลิตโดยบริษัทของ Zuse, Zuse KG  [ de ]ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2484 ในฐานะบริษัทแรกที่มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาคอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียว (28)

หลอดสุญญากาศและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอล

ในไม่ช้าองค์ประกอบ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ล้วนๆ ก็เข้ามาแทนที่เทียบเท่าทางกลและทางไฟฟ้าในเวลาเดียวกันกับที่การคำนวณแบบดิจิตอลแทนที่อะนาล็อก วิศวกรทอมมี่ ฟลาวเวอร์ซึ่งทำงานอยู่ที่สถานีวิจัยที่ทำการไปรษณีย์ในลอนดอนในช่วงทศวรรษที่ 1930 ได้เริ่มสำรวจความเป็นไปได้ในการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการแลกเปลี่ยนทางโทรศัพท์ อุปกรณ์ทดลองที่เขาสร้างขึ้นในปี 1934 ได้เริ่มใช้งานในอีก 5 ปีต่อมา โดยแปลงส่วนหนึ่งของ เครือข่าย การแลกเปลี่ยนโทรศัพท์ให้เป็นระบบประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ โดยใช้หลอดสุญญากาศหลาย พันหลอด [20]ในสหรัฐอเมริกาJohn Vincent AtanasoffและClifford E. BerryจากIowa State Universityได้พัฒนาและทดสอบAtanasoff–Berry Computer (ABC) ในปี 1942 ซึ่งเป็น "คอมพิวเตอร์ดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติ" เครื่องแรก [30]การออกแบบนี้เป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดและใช้หลอดสุญญากาศประมาณ 300 หลอด โดยมีตัวเก็บประจุติดตั้งอยู่ในดรัมหมุนด้วยกลไกสำหรับหน่วยความจำ [31]

ผู้หญิงสองคนถูกเห็นโดยคอมพิวเตอร์ยักษ์ใหญ่
Colossusซึ่งเป็นอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์ ดิจิทัลแบบ ตั้ง โปรแกรมได้เครื่องแรก ถูกใช้เพื่อทำลายเลขศูนย์ของเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง มีให้เห็นในการใช้งานที่Bletchley Parkในปี 1943

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ผู้ทำลายรหัสชาวอังกฤษที่Bletchley Parkประสบความสำเร็จมากมายในการทำลายการสื่อสารทางทหารของเยอรมันที่เข้ารหัสไว้ เครื่องเข้ารหัสของเยอรมันEnigmaถูกโจมตีครั้งแรกด้วยความช่วยเหลือของระเบิดเครื่องกลไฟฟ้าซึ่งมักดำเนินการโดยผู้หญิง [32] [33] เพื่อถอดรหัสเครื่องจักรเยอรมัน Lorenz SZ 40/42ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นซึ่งใช้สำหรับการสื่อสารระดับสูงของกองทัพMax Newmanและเพื่อนร่วมงานของเขามอบหมายให้ดอกไม้สร้างยักษ์ใหญ่ [31]เขาใช้เวลาสิบเอ็ดเดือนตั้งแต่ต้นเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2486 ออกแบบและสร้างยักษ์ใหญ่แห่งแรก [34]หลังจากการทดสอบการใช้งานในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2486 Colossus ถูกส่งไปยัง Bletchley Park ซึ่งถูกส่งในวันที่ 18 มกราคม พ.ศ. 2487 [35]และโจมตีข้อความแรกในวันที่ 5 กุมภาพันธ์ [31]

Colossus เป็นคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ตั้ง โปรแกรมได้เครื่อง แรกของโลก (20)ใช้วาล์วจำนวนมาก (หลอดสุญญากาศ) มีอินพุตเทปกระดาษและสามารถกำหนดค่าให้ดำเนินการทางลอจิคัลบูลีน ที่หลากหลาย กับข้อมูลได้ แต่ก็ไม่ใช่ทัวริงที่สมบูรณ์ เก้า Mk II Colossi ถูกสร้างขึ้น (Mk I ถูกแปลงเป็น Mk II ทำให้มีทั้งหมดสิบเครื่อง) Colossus Mark I มีวาล์วเทอร์โมนิก 1,500 ตัว (หลอด) แต่ Mark II ที่มีวาล์ว 2,400 ตัวนั้นเร็วกว่าและใช้งานง่ายกว่า Mark I ถึงห้าเท่า ซึ่งทำให้กระบวนการถอดรหัสเร็วขึ้นอย่างมาก [36] [37]

ENIACเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกแบบทัวริงที่สมบูรณ์ และทำการคำนวณวิถีกระสุนสำหรับกองทัพสหรัฐฯ

ENIAC [ 38] (Electronic Numerical Integrator and Computer) เป็นคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ตั้งโปรแกรมได้เครื่องแรกที่สร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา แม้ว่า ENIAC จะคล้ายกับยักษ์ใหญ่ แต่ก็เร็วกว่า ยืดหยุ่นกว่ามาก และเป็นทัวริงที่สมบูรณ์ เช่นเดียวกับยักษ์ใหญ่ "โปรแกรม" บน ENIAC ถูกกำหนดโดยสถานะของสายแพตช์และสวิตช์ ซึ่งห่างไกลจากโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์ที่เก็บไว้ซึ่งมาในภายหลัง เมื่อเขียนโปรแกรมแล้ว จะต้องตั้งค่าทางกลไกในเครื่องด้วยการรีเซ็ตปลั๊กและสวิตช์ด้วยตนเอง โปรแกรมเมอร์ของ ENIAC เป็นผู้หญิงหกคน ซึ่งมักเรียกรวมกันว่า "เด็กหญิง ENIAC" [39] [40]

มันรวมความเร็วสูงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ากับความสามารถในการตั้งโปรแกรมสำหรับปัญหาที่ซับซ้อนมากมาย มันสามารถบวกหรือลบ 5,000 ครั้งต่อวินาที เร็วกว่าเครื่องอื่นพันเท่า นอกจากนี้ยังมีโมดูลสำหรับการคูณ หาร และรากที่สอง หน่วยความจำความเร็วสูงถูกจำกัดไว้ที่ 20 คำ (ประมาณ 80 ไบต์) สร้างขึ้นภายใต้การดูแลของJohn MauchlyและJ. Presper Eckertแห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย การพัฒนาและการก่อสร้างของ ENIAC ดำเนินมาตั้งแต่ปี 1943 จนถึงดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบในปลายปี 1945 เครื่องจักรมีขนาดใหญ่มาก โดยมีน้ำหนัก 30 ตัน ใช้พลังงานไฟฟ้า 200 กิโลวัตต์และ มีหลอดสุญญากาศมากกว่า 18,000 หลอด รีเลย์ 1,500 ตัว และตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำหลายแสนตัว [41]

คอมพิวเตอร์สมัยใหม่

แนวคิดของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

หลักการของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ถูกเสนอโดยAlan Turingในบทความของเขาในปี 1936 [42] On Computable Numbers ทัวริงเสนออุปกรณ์ง่ายๆ ที่เขาเรียกว่า "เครื่องคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์" และปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเครื่องทัวริงสากล เขาพิสูจน์ว่าเครื่องดังกล่าวสามารถคำนวณทุกอย่างที่คำนวณได้โดยการรันคำสั่ง (โปรแกรม) ที่จัดเก็บไว้ในเทป ทำให้เครื่องสามารถตั้งโปรแกรมได้ แนวคิดพื้นฐานของการออกแบบของทัวริงคือโปรแกรมที่เก็บไว้ซึ่งคำแนะนำทั้งหมดสำหรับการคำนวณจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำ Von Neumannยอมรับว่าแนวคิดหลักของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เกิดจากบทความนี้ [43]เครื่องจักรทัวริงเป็นเป้าหมายหลักในการศึกษา ทฤษฎีการคำนวณมาจนถึงทุกวันนี้ ยกเว้นข้อจำกัดที่กำหนดโดยที่เก็บหน่วยความจำที่มีจำกัด คอมพิวเตอร์สมัยใหม่กล่าวกันว่าTuring-completeซึ่งก็คือ มี ความสามารถในการประมวลผล อัลกอริธึมเทียบเท่ากับเครื่องทัวริงสากล

โปรแกรมที่เก็บไว้

ชั้นวางสูงสามชั้นที่มีแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์
ส่วนหนึ่งของManchester Baby คอมพิวเตอร์โปรแกรมที่จัดเก็บแบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรก

เครื่องคอมพิวเตอร์ยุคแรกมีโปรแกรมแบบตายตัว การเปลี่ยนฟังก์ชันจำเป็นต้องเดินสายไฟใหม่และจัดโครงสร้างใหม่ของเครื่อง [31]ด้วยข้อเสนอของคอมพิวเตอร์โปรแกรมที่เก็บไว้ สิ่งนี้เปลี่ยนไป คอมพิวเตอร์ที่จัดเก็บโปรแกรมประกอบด้วยการออกแบบชุดคำสั่งและสามารถจัดเก็บชุดคำสั่ง ( โปรแกรม ) ที่มีรายละเอียดการคำนวณ ในหน่วยความ จำ Alan Turingวางพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับคอมพิวเตอร์โปรแกรมที่จัดเก็บไว้ในปี 1936 ในปี พ.ศ. 2488 ทัวริงเข้าร่วมห้องปฏิบัติการทางกายภาพแห่งชาติและเริ่มพัฒนาคอมพิวเตอร์ดิจิทัลโปรแกรมจัดเก็บแบบอิเล็กทรอนิกส์ รายงานปี 1945 ของเขา "เสนอเครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์" เป็นข้อกำหนดแรกสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว จอห์น ฟอน นอยมันน์แห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียยังได้เผยแพร่ร่างรายงานฉบับแรกเกี่ยวกับ EDVACในปี 1945 ด้วย[20]

The Manchester Babyเป็นคอมพิวเตอร์จัดเก็บโปรแกรมเครื่อง แรกของ โลก สร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในอังกฤษโดยเฟรเดอริก ซี. วิลเลียมส์ , ทอม คิลเบิร์ น และเจฟฟ์ ทูทิล และดำเนินโครงการแรกในวันที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2491 [44]ได้รับการออกแบบให้เป็นเตียงทดสอบสำหรับท่อวิลเลียมส์ โดยสุ่ม ครั้งแรก- เข้าถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลดิจิตอล [45]แม้ว่าคอมพิวเตอร์จะถือว่า "เล็กและดั้งเดิม" ตามมาตรฐานของยุคนั้น แต่ก็เป็นเครื่องทำงานเครื่องแรกที่มีองค์ประกอบทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ [46]ทันทีที่เบบี้ได้แสดงให้เห็นความเป็นไปได้ของการออกแบบ ทางมหาวิทยาลัยได้ริเริ่มโครงการขึ้นเพื่อพัฒนาให้เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้มากขึ้น แมนเชส เตอร์มาร์ค 1 Grace Hopperเป็นคนแรกที่พัฒนาคอมไพเลอร์สำหรับภาษาโปรแกรม [2]

ในทางกลับกัน Mark 1 ก็กลายเป็นต้นแบบของFerranti Mark 1 อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็น คอมพิวเตอร์เอนกประสงค์ที่มีจำหน่ายทั่วไปในเชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลก [47]สร้างโดยFerrantiมันถูกส่งไปยังมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในกุมภาพันธ์ 2494 อย่างน้อยเจ็ดเครื่องเหล่านี้ในภายหลังถูกส่งระหว่าง 2496 และ 2500 หนึ่งในนั้นไปยังห้องปฏิบัติการเชลล์ ใน อัมสเตอร์ดัม [48] ​​ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2490 กรรมการของบริษัทจัดเลี้ยงอังกฤษJ. Lyons & Companyตัดสินใจที่จะมีบทบาทอย่างแข็งขันในการส่งเสริมการพัฒนาคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ คอมพิวเตอร์LEO Iเริ่มทำงานในเดือนเมษายน พ.ศ. 2494 [49]และใช้คอมพิวเตอร์ ในสำนักงานประจำเป็นรายแรกของโลก

ทรานซิสเตอร์

แนวคิดของทรานซิสเตอร์แบบ field-effectถูกเสนอโดยJulius Edgar Lilienfeldในปี 1925 John BardeenและWalter Brattainขณะทำงานภายใต้William Shockleyที่Bell Labsได้สร้างทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานได้ตัวแรก, ทรานซิสเตอร์แบบpoint-contactในปี 1947 ซึ่งตามมา โดย ทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยกของ Shockley ในปี พ.ศ. 2491 [50] [51]ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2498 เป็นต้นมา ทรานซิสเตอร์ได้เปลี่ยนหลอดสูญญากาศในการออกแบบคอมพิวเตอร์ทำให้เกิด "คอมพิวเตอร์รุ่นที่สอง" เมื่อเปรียบเทียบกับหลอดสุญญากาศ ทรานซิสเตอร์มีข้อดีหลายประการ: มีขนาดเล็กกว่า และต้องการพลังงานน้อยกว่าหลอดสุญญากาศ ดังนั้น ให้ความร้อนน้อยกว่า ทรานซิสเตอร์แบบชุมทางมีความน่าเชื่อถือมากกว่าหลอดสุญญากาศมาก และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า ไม่มีกำหนด คอมพิวเตอร์ทรานซิสเตอร์อาจมีวงจรลอจิกไบนารีนับหมื่นในพื้นที่ที่ค่อนข้างกะทัดรัด อย่างไรก็ตาม ทรานซิสเตอร์แบบชุมทางตอนต้นเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งยากต่อการผลิตบน พื้นฐาน การผลิตจำนวนมาก ซึ่งจำกัดให้ใช้งานได้เฉพาะบางแอพพลิเคชั่นเท่านั้น [52]

ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ทีมงานภายใต้การนำของTom Kilburnได้ออกแบบและสร้างเครื่องจักรโดยใช้ทรานซิสเตอร์ที่พัฒนาขึ้นใหม่แทนวาล์ว [53] คอมพิวเตอร์ที่ ใช้ทรานซิสเตอร์เป็นเครื่องแรกและเป็นเครื่องแรกของโลกที่ใช้งานได้ในปี พ.ศ. 2496และรุ่นที่สองสร้างเสร็จที่นั่นในเดือนเมษายน พ.ศ. 2498 อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรใช้วาล์วเพื่อสร้างรูปคลื่นนาฬิกา 125 กิโลเฮิรตซ์และในวงจร เพื่ออ่านและเขียนบน หน่วยความจำดรัมแม่เหล็กดังนั้นจึงไม่ใช่คอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์อย่างสมบูรณ์เครื่องแรก ความแตกต่างนั้น ตกเป็นของ Harwell CADETของปี 1955 [54]สร้างโดยแผนกอิเล็กทรอนิกส์ของสถาบันวิจัย พลังงานปรมาณูที่Harwell [54] [55]

MOSFET (ทรานซิสเตอร์ MOS) แสดง ขั้วต่อ เกต (G) ตัวเครื่อง (B) แหล่งสัญญาณ (S) และขั้วต่อท่อระบายน้ำ (D) ประตูถูกแยกออกจากร่างกายด้วยชั้นฉนวน (สีชมพู)

ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ สนามโลหะออกไซด์–ซิลิกอน (MOSFET) หรือที่รู้จักในชื่อทรานซิสเตอร์ MOS ถูกคิดค้นโดยMohamed M. AtallaและDawon Kahngที่ Bell Labs ในปี 1959 [56]เป็นทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กอย่างแท้จริงตัวแรกที่สามารถ ย่อขนาดและผลิตจำนวนมากเพื่อการใช้งานที่หลากหลาย [52]ด้วยความสามารถในการปรับขยายได้สูง [ 57]และการใช้พลังงานที่ต่ำกว่ามากและมีความหนาแน่นที่สูงกว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วทางแยก[58] MOSFET ทำให้สามารถสร้างวงจรรวมความหนาแน่นสูงได้ [59] [60]นอกเหนือจากการประมวลผลข้อมูลแล้ว ยังช่วยให้ใช้งานทรานซิสเตอร์ MOS ได้เหมือนองค์ประกอบการจัดเก็บเซลล์หน่วยความจำ ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา หน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์ MOS ซึ่งแทนที่หน่วยความจำแกนแม่เหล็ก รุ่นก่อนหน้า ในคอมพิวเตอร์ MOSFET นำไปสู่การปฏิวัติไมโครคอมพิวเตอร์ [ 61]และกลายเป็นแรงผลักดันเบื้องหลังการปฏิวัติคอมพิวเตอร์ [62] [63] MOSFET เป็นทรานซิสเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในคอมพิวเตอร์[64] [65]และเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล [66]

วงจรรวม

ความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ครั้งต่อไปของพลังการคำนวณมาพร้อมกับการถือกำเนิดของวงจรรวม (IC) แนวคิดเรื่องวงจรรวมเกิดขึ้นครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์เรดาร์ที่ทำงานให้กับสถาบันเรดาร์หลวงของกระทรวงกลาโหมGeoffrey WA Dummer Dummer นำเสนอคำอธิบายสาธารณะครั้งแรกของวงจรรวมที่งาน Symposium on Progress in Quality Electronic Components ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.เมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2495 [67]

วงจรรวมที่ใช้งานครั้งแรกถูกคิดค้นโดยJack Kilbyที่Texas InstrumentsและRobert Noyceที่Fairchild Semiconductor [68]คิลบีบันทึกความคิดเบื้องต้นเกี่ยวกับวงจรรวมในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2501 ประสบความสำเร็จในการแสดงตัวอย่างการทำงานครั้งแรกในวันที่ 12 กันยายน พ.ศ. 2501 [69]ในการยื่นขอจดสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2502 คิลบีอธิบายอุปกรณ์ใหม่ของเขาว่า "ร่างของ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ... ซึ่งส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์". [70] [71]อย่างไรก็ตาม สิ่งประดิษฐ์ของคิลบี้เป็นวงจรรวมแบบไฮบริด (hybrid IC) แทนที่จะเป็นวงจรรวมแบบเสาหิน(IC) ชิป [72]วงจรรวมของ Kilby มีการเชื่อมต่อสายภายนอก ซึ่งทำให้ยากต่อการผลิตจำนวนมาก [73]

Noyce ยังคิดไอเดียเกี่ยวกับวงจรรวมของเขาเองช้ากว่า Kilby ครึ่งปี [74]การประดิษฐ์ของ Noyce เป็นชิป IC แบบเสาหินตัวแรกที่แท้จริง [75] [73]ชิปของเขาแก้ปัญหาในทางปฏิบัติหลายอย่างที่คิลบี้ไม่มี ผลิตที่ Fairchild Semiconductor ทำจากซิลิคอนในขณะที่ชิปของ Kilby ทำจากเจอร์เมเนียม IC แบบเสาหินของ Noyce ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้กระบวนการระนาบซึ่งพัฒนาโดยเพื่อนร่วมงานของเขาJean Hoerniในต้นปี 1959 ในทางกลับกัน กระบวนการระนาบก็ขึ้นอยู่กับงานของ Mohamed M. Atalla ในเรื่องการทำให้พื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ทู่โดยซิลิคอนไดออกไซด์ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 [76] [77] [78]

ไอซีเสาหินสมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นวงจรรวม MOS ( เมทัลออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์ ) ที่สร้างขึ้นจากMOSFET (ทรานซิสเตอร์ MOS) [79] MOS IC แบบทดลองแรกสุดที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นคือชิปทรานซิสเตอร์ 16 ตัวที่สร้างโดย Fred Heiman และ Steven Hofstein ที่RCAในปี 1962 [80] General Microelectronicsได้แนะนำ MOS IC เชิงพาณิชย์ตัวแรกในปี 1964 [81]พัฒนาโดย Robert นอร์แมน. [80]หลังจากการพัฒนาทรานซิสเตอร์ MOS เกท (ซิลิกอนเกท) ที่จัดแนวตัวเอง โดย Robert Kerwin, Donald Kleinและ John Sarace ที่ Bell Labs ในปี 1967 MOS IC แบบซิลิคอนเก ตตัวแรกที่มีประตูที่ปรับแนว ได้เอง ได้รับการพัฒนาโดยFederico Fagginที่ Fairchild Semiconductor ในปี 2511 [82] MOSFET ได้กลายเป็นส่วนประกอบอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดในไอซีสมัยใหม่ [83]

การพัฒนาวงจรรวม MOS นำไปสู่การประดิษฐ์ไมโครโปรเซสเซอร์ [ 84] [85]และประกาศการระเบิดในการใช้งานคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์และส่วนบุคคล ในขณะที่หัวข้อว่าอุปกรณ์ใดเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกนั้นเป็นที่ถกเถียงกัน ส่วนหนึ่งเนื่องจากขาดข้อตกลงเกี่ยวกับคำจำกัดความที่แน่นอนของคำว่า "ไมโครโปรเซสเซอร์" จึงไม่มีข้อโต้แย้งโดยส่วนใหญ่ว่าไมโครโปรเซสเซอร์ชิปตัวเดียวตัวแรกคือIntel 4004 , [86]ออกแบบและใช้งานโดย Federico Faggin ด้วยเทคโนโลยี MOS IC แบบประตูซิลิคอน[84]พร้อมด้วยTed Hoff , Masatoshi ShimaและStanley Mazorที่Intel[b] [88]ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เทคโนโลยี MOS IC เปิดใช้งานการรวมทรานซิสเตอร์มากกว่า 10,000 ตัวในชิปตัวเดียว [60]

System on a Chip (SoCs) เป็นคอมพิวเตอร์ที่สมบูรณ์บนไมโครชิป (หรือชิป) ที่มีขนาดเท่ากับเหรียญ [89]อาจมีหรือไม่มีแรมในตัวและหน่วยความจำแฟลช หากไม่ได้รวมเข้าด้วยกัน RAM มักจะวางไว้ด้านบน (เรียกว่าPackage on package ) หรือด้านล่าง (ฝั่งตรงข้ามของแผงวงจร )) SoC และหน่วยความจำแฟลชมักจะวางอยู่ข้างๆ SoC ซึ่งทั้งหมดนี้ทำเพื่อปรับปรุงความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล เนื่องจากสัญญาณข้อมูลไม่ต้องเดินทางไกล นับตั้งแต่ ENIAC ในปี 1945 คอมพิวเตอร์มีความก้าวหน้าอย่างมหาศาล โดย SoC สมัยใหม่ (เช่น Snapdragon 865) มีขนาดเท่าเหรียญในขณะที่ยังทรงพลังกว่า ENIAC หลายแสนเท่า ซึ่งรวมทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัวเข้าด้วยกัน และกินไฟเพียงไม่กี่วัตต์ ของอำนาจ

คอมพิวเตอร์พกพา

คอมพิวเตอร์พก พาเครื่อง แรกมีน้ำหนักมากและใช้พลังงานจากไฟหลัก IBM 5100น้ำหนัก 50 ปอนด์ (23 กก.) เป็นตัวอย่างแรกๆ อุปกรณ์พกพารุ่นต่อมา เช่นOsborne 1และCompaq Portableนั้นเบากว่ามาก แต่ก็ยังจำเป็นต้องเสียบปลั๊กแล็ปท็อปเครื่อง แรก เช่นGrid Compassได้ขจัดข้อกำหนดนี้ออกไปด้วยการรวมแบตเตอรี่เข้าด้วยกัน และด้วยการลดขนาดทรัพยากรการประมวลผลและความก้าวหน้าในอุปกรณ์พกพาอย่างต่อเนื่อง อายุการใช้งานแบตเตอรี่ คอมพิวเตอร์พกพาได้รับความนิยมในช่วงปี 2000 [90]การพัฒนาแบบเดียวกันนี้ทำให้ผู้ผลิตสามารถรวมทรัพยากรคอมพิวเตอร์เข้ากับโทรศัพท์มือถือได้ภายในต้นทศวรรษ 2000

สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตเหล่านี้ทำงานบนระบบปฏิบัติการที่หลากหลาย และเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้กลายเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่โดดเด่นในตลาด [91]สิ่งเหล่านี้ขับเคลื่อนโดยSystem on a Chip (SoCs) ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่สมบูรณ์บนไมโครชิปที่มีขนาดเท่ากับเหรียญ [89]

ประเภท

คอมพิวเตอร์สามารถจำแนกได้หลายวิธี ได้แก่ :

ตามสถาปัตยกรรม

ตามขนาด ฟอร์มแฟกเตอร์ และวัตถุประสงค์

ฮาร์ดแวร์

วิดีโอสาธิตส่วนประกอบมาตรฐานของคอมพิวเตอร์ "สลิมไลน์"

คำว่าฮาร์ดแวร์ครอบคลุมทุกส่วนของคอมพิวเตอร์ที่เป็นวัตถุที่จับต้องได้ วงจรชิปคอมพิวเตอร์ การ์ดกราฟิก การ์ดเสียง หน่วยความจำ (RAM) เมนบอร์ด จอแสดงผล อุปกรณ์จ่ายไฟ สายเคเบิล คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์อินพุต "เมาส์" เป็นฮาร์ดแวร์ทั้งหมด

ประวัติฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์

รุ่นแรก
(เครื่องกล/เครื่องกลไฟฟ้า)
เครื่องคิดเลข เครื่องคิดเลข Pascal , Arithmometer , Difference Engine , เครื่องวิเคราะห์ของ Quevedo
อุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ เครื่องทอผ้า Jacquard , เครื่องมือวิเคราะห์ , IBM ASCC/Harvard Mark I , Harvard Mark II , IBM SSEC , Z1 , Z2 , Z3
รุ่นที่สอง
(หลอดสุญญากาศ)
เครื่องคิดเลข Atanasoff–Berry Computer , IBM 604 , UNIVAC 60 , UNIVAC 120
อุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ Colossus , ENIAC , Manchester Baby , EDSAC , Manchester Mark 1 , Ferranti Pegasus , Ferranti Mercury , CSIRAC , EDVAC , UNIVAC I , IBM 701 , IBM 702 , IBM 650 , Z22
รุ่นที่สาม
( ทรานซิสเตอร์ แบบไม่ต่อเนื่อง และ SSI, MSI, วงจรรวม LSI )
เมนเฟรม IBM 7090 , IBM 7080 , IBM System/360 , BUNCH
มินิคอมพิวเตอร์ HP 2116A , IBM System/32 , IBM System/36 , LINC , PDP-8 , PDP-11
คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ HP 9100
รุ่นที่สี่
( วงจรรวม VLSI )
มินิคอมพิวเตอร์ VAX , IBM AS/400
ไมโครคอมพิวเตอร์4 บิต อินเทล 4004 อินเทล 4040
ไมโครคอมพิวเตอร์8 บิต อินเทล 8008 , อินเทล 8080 , โมโตโรล่า 6800 , โมโตโรล่า 6809 , เทคโนโลยี MOS 6502 , Zilog Z80
ไมโครคอมพิวเตอร์16 บิต Intel 8088 , Zilog Z8000 , WDC 65816/65802
ไมโครคอมพิวเตอร์32 บิต Intel 80386 , Pentium , Motorola 68000 , ARM
ไมโครคอมพิวเตอร์64 บิต[c] อัลฟ่า , MIPS , PA-RISC , PowerPC , SPARC , x86-64 , ARMv8-A
คอมพิวเตอร์ฝังตัว อินเทล 8048 , อินเทล 8051
คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ , คอมพิวเตอร์ที่บ้าน , คอมพิวเตอร์ แล็ปท็อป , ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนบุคคล (PDA ), คอมพิวเตอร์พกพา , แท็บเล็ตพีซี , คอมพิวเตอร์สวมใส่ได้
ทฤษฎี/ทดลอง คอมพิวเตอร์ควอนตัม
คอมพิวเตอร์เคมี
การคำนวณดีเอ็นเอ
คอมพิวเตอร์ออปติคัล
คอมพิวเตอร์ ที่ใช้ Spintronics
เวทแวร์/คอมพิวเตอร์ออร์แกนิก

หัวข้อฮาร์ดแวร์อื่น ๆ

อุปกรณ์ต่อพ่วง ( อินพุต/เอาต์พุต ) ป้อนข้อมูล เมาส์ , แป้นพิมพ์ , จอยสติ๊ก , เครื่องสแกนภาพ , เว็บแคม , แท็บเล็ตกราฟิก , ไมโครโฟน
เอาท์พุต มอนิเตอร์ , ปริ้นเตอร์ , ลำโพง
ทั้งคู่ ฟลอปปีดิสก์ไดรฟ์ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ออปติคัลดิสก์ไดรฟ์เครื่องพิมพ์ระยะ ไกล
คอมพิวเตอร์บัส ระยะสั้น RS-232 , SCSI , PCI , USB
ระยะไกล ( เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ) อีเธอร์เน็ต , ATM , FDDI

คอมพิวเตอร์เอนกประสงค์มีส่วนประกอบหลักสี่ส่วน ได้แก่หน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU) หน่วยควบคุม หน่วยความจำและอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต (เรียกรวมกันว่า I/O) ชิ้นส่วนเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยรถโดยสารซึ่งมักประกอบด้วยกลุ่มของสายไฟ ภายในแต่ละส่วนเหล่านี้มีวงจรไฟฟ้า ขนาดเล็กหลายพันถึงล้านล้าน ซึ่งสามารถปิดหรือเปิดได้โดยใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ แต่ละวงจรแสดงถึงบิต (เลขฐานสอง) ของข้อมูล ดังนั้นเมื่อวงจรอยู่บนวงจรจะแสดง "1" และเมื่อปิดจะเป็น "0" (ในการแสดงตรรกะเชิงบวก) วงจรถูกจัดเรียงในประตูลอจิกเพื่อให้วงจรตั้งแต่หนึ่งวงจรขึ้นไปสามารถควบคุมสถานะของวงจรอื่นได้ตั้งแต่หนึ่งวงจรขึ้นไป

อุปกรณ์อินพุต

เมื่อข้อมูลที่ยังไม่ได้ประมวลผลถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์โดยใช้อุปกรณ์อินพุต ข้อมูลจะได้รับการประมวลผลและส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ส่งออก อุปกรณ์อินพุตอาจใช้มือหรือแบบอัตโนมัติ การประมวลผลส่วนใหญ่ควบคุมโดย CPU ตัวอย่างอุปกรณ์อินพุต ได้แก่

อุปกรณ์ส่งออก

วิธีการที่คอมพิวเตอร์ให้เอาต์พุตเรียกว่าอุปกรณ์ส่งออก ตัวอย่างอุปกรณ์ส่งออก ได้แก่ :

หน่วยควบคุม

แผนภาพแสดงวิธีการ ถอดรหัสคำสั่ง สถาปัตยกรรม MIPS เฉพาะ โดยระบบควบคุม

หน่วยควบคุม (มักเรียกว่าระบบควบคุมหรือตัวควบคุมส่วนกลาง) จะจัดการส่วนประกอบต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ มันอ่านและตีความ (ถอดรหัส) คำสั่งโปรแกรม แปลงเป็นสัญญาณควบคุมที่เปิดใช้งานส่วนอื่น ๆ ของคอมพิวเตอร์ [d]ระบบควบคุมในคอมพิวเตอร์ขั้นสูงอาจเปลี่ยนลำดับการดำเนินการของคำสั่งบางอย่างเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ

องค์ประกอบหลักที่ใช้กันทั่วไปใน CPU ทั้งหมดคือตัวนับโปรแกรมซึ่งเป็นเซลล์หน่วยความจำพิเศษ ( รีจิ สเตอร์ ) ที่ติดตามตำแหน่งในหน่วยความจำที่จะอ่านคำสั่งถัดไป [จ]

ฟังก์ชันของระบบควบคุมมีดังนี้— นี่คือคำอธิบายแบบง่าย และบางขั้นตอนเหล่านี้อาจดำเนินการพร้อมกันหรือในลำดับที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับประเภทของ CPU:

  1. อ่านรหัสสำหรับคำสั่งถัดไปจากเซลล์ที่ระบุโดยตัวนับโปรแกรม
  2. ถอดรหัสรหัสตัวเลขสำหรับคำสั่งเป็นชุดคำสั่งหรือสัญญาณสำหรับแต่ละระบบ
  3. เพิ่มตัวนับโปรแกรมเพื่อชี้ไปที่คำสั่งถัดไป
  4. อ่านข้อมูลที่คำสั่งต้องการจากเซลล์ในหน่วยความจำ (หรืออาจจากอุปกรณ์อินพุต) ตำแหน่งของข้อมูลที่จำเป็นนี้มักจะถูกเก็บไว้ภายในรหัสคำสั่ง
  5. ให้ข้อมูลที่จำเป็นแก่ ALU หรือลงทะเบียน
  6. ถ้าคำสั่งนั้นต้องใช้ ALU หรือฮาร์ดแวร์พิเศษเพื่อให้สมบูรณ์ แนะนำให้ฮาร์ดแวร์ดำเนินการตามที่ร้องขอ
  7. เขียนผลลัพธ์จาก ALU กลับไปยังตำแหน่งหน่วยความจำ หรือลงทะเบียน หรืออาจเป็นอุปกรณ์ส่งออก
  8. ย้อนกลับไปยังขั้นตอนที่ (1)

เนื่องจากตัวนับโปรแกรม (ตามแนวคิด) เป็นเพียงเซลล์หน่วยความจำอีกชุดหนึ่ง จึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการคำนวณที่ทำใน ALU การเพิ่ม 100 ลงในตัวนับโปรแกรมจะทำให้อ่านคำสั่งถัดไปจากตำแหน่ง 100 ตำแหน่งที่อยู่ด้านล่างของโปรแกรม คำแนะนำที่แก้ไขตัวนับโปรแกรมมักเรียกว่า "กระโดด" และอนุญาตให้มีการวนซ้ำ (คำสั่งที่ทำซ้ำโดยคอมพิวเตอร์) และมักจะดำเนินการคำสั่งตามเงื่อนไข (ทั้งสองตัวอย่างของการควบคุมโฟ ลว์ )

ลำดับของการดำเนินการที่หน่วยควบคุมดำเนินการเพื่อประมวลผลคำสั่งนั้นอยู่ในตัวมันเองเหมือนกับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ สั้น ๆ และแท้จริงแล้วในการออกแบบ CPU ที่ซับซ้อนกว่านั้น มีคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งที่เล็กกว่าที่เรียกว่าmicrosequencerซึ่งรัน โปรแกรม ไมโครโค้ดที่ทำให้เกิด เหตุการณ์ทั้งหมดนี้จะเกิดขึ้น

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU)

หน่วยควบคุม ALU และรีจิสเตอร์เรียกรวมกันว่าหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ซีพียูยุคแรกประกอบด้วยส่วนประกอบที่แยกจากกันจำนวนมาก ตั้งแต่ปี 1970 เป็นต้นมา ซีพียูมักจะถูกสร้างขึ้นบน ชิป วงจรรวม MOS ตัวเดียว ที่เรียกว่าไมโคร โปรเซสเซอร์

หน่วยลอจิกเลขคณิต (ALU)

ALU สามารถดำเนินการได้สองคลาส: เลขคณิตและตรรกะ [92]ชุดของการดำเนินการเลขคณิตที่ ALU เฉพาะสนับสนุนอาจถูกจำกัดการบวกและการลบ หรืออาจรวมถึงการคูณ การหาร ฟังก์ชัน ตรีโกณมิติเช่น ไซน์ โคไซน์ ฯลฯ และรากที่สอง บางตัวใช้งานได้กับจำนวนเต็มเท่านั้น ( จำนวนเต็ม ) ในขณะที่บางตัวใช้ทศนิยมแทนจำนวนจริงแม้ว่าจะมีความแม่นยำที่จำกัด อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่สามารถดำเนินการอย่างง่ายที่สุดสามารถตั้งโปรแกรมให้แบ่งการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นออกเป็นขั้นตอนง่ายๆ ที่สามารถทำได้ ดังนั้น คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถตั้งโปรแกรมให้ดำเนินการทางคณิตศาสตร์ใดๆ ได้ แม้ว่าจะต้องใช้เวลามากขึ้นในการดำเนินการดังกล่าว หาก ALU ของเครื่องไม่รองรับการทำงานโดยตรง ALU อาจเปรียบเทียบตัวเลขและส่งกลับค่าความจริงแบบบูลีน (จริงหรือเท็จ) ขึ้นอยู่กับว่าค่าใดค่าหนึ่งเท่ากับ มากกว่าหรือน้อยกว่าอีกค่าหนึ่ง ("มากกว่า 64 ค่ามากกว่า 65") การดำเนินการลอจิกเกี่ยวข้องกับลอจิกบูลีน : AND , OR , XOR ,และNOT สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์ในการสร้างความซับซ้อนคำสั่งเงื่อนไขและการประมวลผลตรรกะบูลี

คอมพิวเตอร์ ซูเปอร์สเกลาร์อาจมี ALU หลายตัว ซึ่งช่วยให้ประมวลผลคำสั่งต่างๆ ได้พร้อมกัน [93] โปรเซสเซอร์กราฟิกและคอมพิวเตอร์ที่มี คุณสมบัติ SIMDและMIMDมักมี ALU ที่สามารถคำนวณทางเวกเตอร์และเมทริกซ์ได้

หน่วยความจำ

หน่วยความจำ แกนแม่เหล็ก (โดยใช้แกนแม่เหล็ก ) เป็นหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ ที่ได้รับ เลือกในปี 1960 จนกระทั่งถูกแทนที่ด้วยหน่วยความจำเซมิคอนดักเตอร์ (โดยใช้เซลล์หน่วยความจำMOS )

หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์สามารถดูได้ว่าเป็นรายการเซลล์ที่สามารถวางหรืออ่านตัวเลขได้ แต่ละเซลล์มี "ที่อยู่" ที่มีตัวเลขและสามารถเก็บหมายเลขเดียวได้ คอมพิวเตอร์สามารถสั่งให้ "ใส่หมายเลข 123 ลงในเซลล์หมายเลข 1357" หรือ "เพิ่มหมายเลขที่อยู่ในเซลล์ 1357 ให้กับตัวเลขที่อยู่ในเซลล์ 2468 และใส่คำตอบลงในเซลล์ 1595" ข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจำอาจเป็นตัวแทนของอะไรก็ได้ สามารถใส่ตัวอักษร ตัวเลข แม้แต่คำสั่งคอมพิวเตอร์ลงในหน่วยความจำได้อย่างง่ายดายเท่ากัน เนื่องจาก CPU ไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างข้อมูลประเภทต่างๆ จึงถือเป็นความรับผิดชอบของซอฟต์แวร์ที่จะต้องให้ความสำคัญกับสิ่งที่หน่วยความจำมองว่าเป็นเพียงตัวเลขชุดหนึ่งเท่านั้น

ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เกือบทั้งหมด หน่วยความจำแต่ละเซลล์ได้รับการตั้งค่าให้จัดเก็บเลขฐานสองในกลุ่มแปดบิต (เรียกว่าไบต์ ) แต่ละไบต์สามารถแสดงตัวเลขที่แตกต่างกันได้ 256 ตัว (2 8 = 256); ตั้งแต่ 0 ถึง 255 หรือ −128 ถึง +127 ในการจัดเก็บตัวเลขที่มากขึ้น อาจใช้ไบต์ต่อเนื่องกันหลายไบต์ (โดยทั่วไปคือ สอง สี่ หรือแปด) เมื่อต้องการจำนวนลบ โดยปกติแล้วจะจัดเก็บไว้ในสัญกรณ์เสริมของสอง ตัว การจัดเตรียมอื่นๆ เป็นไปได้ แต่มักจะไม่ปรากฏให้เห็นนอกเหนือจากการใช้งานเฉพาะทางหรือบริบททางประวัติศาสตร์ คอมพิวเตอร์สามารถจัดเก็บข้อมูลประเภทใดก็ได้ในหน่วยความจำ หากสามารถแสดงเป็นตัวเลขได้ คอมพิวเตอร์สมัยใหม่มีหน่วยความจำหลายพันล้านหรือล้านล้านไบต์

CPU ประกอบด้วยเซลล์หน่วยความจำชุดพิเศษที่เรียกว่าregistersซึ่งสามารถอ่านและเขียนได้รวดเร็วกว่าพื้นที่หน่วยความจำหลัก โดยทั่วไปจะมีการลงทะเบียนระหว่างสองถึงหนึ่งร้อยรายการขึ้นอยู่กับประเภทของ CPU การลงทะเบียนใช้สำหรับรายการข้อมูลที่ต้องการบ่อยที่สุด เพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าถึงหน่วยความจำหลักทุกครั้งที่ต้องการข้อมูล เนื่องจากข้อมูลมีการทำงานอย่างต่อเนื่อง การลดความจำเป็นในการเข้าถึงหน่วยความจำหลัก (ซึ่งมักจะช้าเมื่อเทียบกับ ALU และหน่วยควบคุม) จะเพิ่มความเร็วของคอมพิวเตอร์อย่างมาก

หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์มาในสองประเภทหลัก:

RAM สามารถอ่านและเขียนได้ทุกเมื่อที่ CPU สั่ง แต่ ROM จะโหลดข้อมูลและซอฟต์แวร์ไว้ล่วงหน้าซึ่งไม่เคยเปลี่ยนแปลง ดังนั้น CPU สามารถอ่านได้เฉพาะจาก RAM เท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว ROM จะใช้เพื่อจัดเก็บคำแนะนำในการเริ่มต้นใช้งานเริ่มต้นของคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไป เนื้อหาของ RAM จะถูกลบออกเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ ROM จะเก็บข้อมูลไว้อย่างไม่มีกำหนด ในพีซี ROM มีโปรแกรมพิเศษที่เรียกว่าBIOSซึ่งจัดการการโหลดระบบปฏิบัติการ ของคอมพิวเตอร์ จากฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ลงใน RAM ทุกครั้งที่เปิดหรือรีเซ็ตคอมพิวเตอร์ ในคอมพิวเตอร์แบบฝังตัวซึ่งมักไม่มีดิสก์ไดรฟ์ ซอฟต์แวร์ที่จำเป็นทั้งหมดอาจถูกจัดเก็บไว้ใน ROM ซอฟต์แวร์ที่เก็บไว้ใน ROM มักเรียกว่าเฟิร์มแวร์เพราะมันเหมือนฮาร์ดแวร์มากกว่าซอฟต์แวร์ หน่วยความจำแฟลชทำให้ความแตกต่างระหว่าง ROM และ RAM ไม่ชัดเจน เนื่องจากจะเก็บข้อมูลไว้เมื่อปิด แต่ยังเขียนซ้ำได้ โดยทั่วไปแล้วจะช้ากว่า ROM และ RAM ทั่วไปมาก ดังนั้นการใช้งานจึงถูกจำกัดไว้เฉพาะแอปพลิเคชันที่ไม่จำเป็นต้องใช้ความเร็วสูง [ฉ]

ในคอมพิวเตอร์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น อาจมีหน่วยความจำแคช RAM อย่างน้อยหนึ่งรายการ ซึ่งช้ากว่าการลงทะเบียน แต่เร็วกว่าหน่วยความจำหลัก โดยทั่วไป คอมพิวเตอร์ที่มีแคชประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อย้ายข้อมูลที่จำเป็นบ่อยครั้งไปยังแคชโดยอัตโนมัติ บ่อยครั้งโดยไม่จำเป็นต้องดำเนินการใดๆ ในส่วนของโปรแกรมเมอร์

อินพุต/เอาต์พุต (I/O)

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์เป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลทั่วไปที่ใช้กับคอมพิวเตอร์

I/O เป็นวิธีที่คอมพิวเตอร์แลกเปลี่ยนข้อมูลกับโลกภายนอก [95]อุปกรณ์ที่ให้อินพุตหรือเอาต์พุตไปยังคอมพิวเตอร์เรียกว่า อุปกรณ์ ต่อพ่วง [96]ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วไป อุปกรณ์ต่อพ่วงรวมถึงอุปกรณ์ป้อนข้อมูล เช่น แป้นพิมพ์และเมาส์และอุปกรณ์ส่งออก เช่นจอแสดงผลและเครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ฟลอปปีดิสก์ไดรฟ์ และออปติคัลดิสก์ไดรฟ์เป็นทั้งอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็น I/O อีกรูปแบบหนึ่ง อุปกรณ์ I/O มักจะเป็นคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนโดยมี CPU และหน่วยความจำของตัวเอง อาหน่วยประมวลผลกราฟิกอาจมีคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กห้าสิบเครื่องขึ้นไปที่ทำการคำนวณที่จำเป็นในการแสดงกราฟิก 3มิติ [ อ้างอิงจำเป็น ] คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปสมัยใหม่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กจำนวนมากที่ช่วย CPU หลักในการดำเนินการ I/O จอแบนยุค 2016 มีวงจรคอมพิวเตอร์ของตัวเอง

มัลติทาสกิ้ง

แม้ว่าคอมพิวเตอร์อาจถูกมองว่ากำลังเรียกใช้โปรแกรมขนาดยักษ์หนึ่งโปรแกรมที่จัดเก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก แต่ในบางระบบ จำเป็นต้องทำให้โปรแกรมทำงานหลายโปรแกรมพร้อมๆ กัน ทำได้โดยการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน เช่น ให้คอมพิวเตอร์สลับไปมาระหว่างการเรียกใช้แต่ละโปรแกรมอย่างรวดเร็ว [97]วิธีหนึ่งที่ทำสิ่งนี้ด้วยสัญญาณพิเศษที่เรียกว่าการขัดจังหวะซึ่งอาจทำให้คอมพิวเตอร์หยุดดำเนินการตามคำแนะนำที่เดิมอยู่เป็นระยะและทำอย่างอื่นแทนได้ คอมพิวเตอร์สามารถกลับไปทำงานนั้นในภายหลังได้ด้วยการจดจำตำแหน่งที่ดำเนินการก่อนการขัดจังหวะ หากหลายโปรแกรมกำลังทำงาน "พร้อมกัน" จากนั้นตัวสร้างการขัดจังหวะอาจทำให้เกิดการขัดจังหวะหลายร้อยครั้งต่อวินาที ทำให้โปรแกรมเปลี่ยนในแต่ละครั้ง เนื่องจากคอมพิวเตอร์สมัยใหม่มักจะสั่งการตามขนาดที่เร็วกว่าการรับรู้ของมนุษย์หลายเท่า จึงอาจดูเหมือนว่าหลายโปรแกรมกำลังทำงานอยู่พร้อม ๆ กัน แม้ว่าจะมีเพียงโปรแกรมเดียวที่เคยดำเนินการในทันทีก็ตาม วิธีการทำงานหลายอย่างพร้อมกันนี้บางครั้งเรียกว่า "การแบ่งปันเวลา" เนื่องจากแต่ละโปรแกรมได้รับการจัดสรร "ส่วน" ของเวลา [98]

ก่อนยุคของคอมพิวเตอร์ราคาถูก การใช้งานหลักสำหรับการทำงานหลายอย่างพร้อมกันคือการอนุญาตให้หลายคนใช้คอมพิวเตอร์เครื่องเดียวกัน ดูเหมือนว่า การทำงานหลายอย่างพร้อมกันจะทำให้คอมพิวเตอร์ที่สลับไปมาระหว่างหลายโปรแกรมทำงานช้าลง ในสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนโปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่ แต่โปรแกรมส่วนใหญ่มักใช้เวลาส่วนใหญ่ในการรอให้อุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตทำงานช้าทำงานให้เสร็จ หากโปรแกรมกำลังรอให้ผู้ใช้คลิกเมาส์หรือกดปุ่มบนแป้นพิมพ์ โปรแกรมจะไม่ใช้ "ไทม์สไลซ์" จนกว่าเหตุการณ์ที่กำลังรอจะเกิดขึ้น วิธีนี้ช่วยเพิ่มเวลาให้โปรแกรมอื่นๆ ทำงาน เพื่อให้หลายโปรแกรมสามารถทำงานพร้อมกันได้โดยไม่สูญเสียความเร็วที่ไม่สามารถยอมรับได้

มัลติโปรเซสเซอร์

Crayได้ออกแบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์จำนวนมากที่ใช้การประมวลผลหลายตัวอย่างหนัก

คอมพิวเตอร์บางเครื่องได้รับการออกแบบมาเพื่อแจกจ่ายงานของตนไปยัง CPU หลายตัวในการกำหนดค่าหลายการประมวลผล ซึ่งเป็นเทคนิคที่ครั้งหนึ่งเคยใช้กับเครื่องขนาดใหญ่และทรงพลัง เท่านั้นเช่นซูเปอร์ คอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์เมนเฟรมและเซิร์ฟเวอร์ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและแล็ปท็อปแบบ มัลติโปรเซสเซอร์และมัลติคอร์ (หลายซีพียูในวงจรรวมเดียว) มีจำหน่ายอย่างแพร่หลาย และส่งผลให้มีการใช้งานมากขึ้นในตลาดระดับล่าง

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งมักมีสถาปัตยกรรมที่มีลักษณะเฉพาะอย่างมาก ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากสถาปัตยกรรมโปรแกรมจัดเก็บพื้นฐานและจากคอมพิวเตอร์เอนกประสงค์ [g]พวกเขามักจะมีซีพียูหลายพันตัว การเชื่อมต่อระหว่างกันความเร็วสูงที่ปรับแต่งได้ และฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์เฉพาะทาง การออกแบบดังกล่าวมักจะมีประโยชน์สำหรับงานเฉพาะทางเท่านั้น เนื่องจากมีการจัดโปรแกรมขนาดใหญ่ที่จำเป็นต่อการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ส่วนใหญ่ในคราวเดียวให้สำเร็จ ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์มักจะเห็นการใช้งานใน การจำลองขนาดใหญ่ การเรนเดอ ร์กราฟิกและ แอปพลิเคชัน การเข้ารหัสเช่นเดียวกับงานอื่น ๆ ที่เรียกว่า " คู่ขนานที่น่าอับอาย "

ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์หมายถึง ส่วนต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ที่ไม่มีรูปแบบที่เป็นสาระสำคัญ เช่น โปรแกรม ข้อมูล โปรโตคอล เป็นต้น ซอฟต์แวร์คือส่วนหนึ่งของระบบคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วยข้อมูลที่เข้ารหัสหรือคำสั่งคอมพิวเตอร์ ซึ่งแตกต่างจากฮาร์ดแวร์ จริง ระบบถูกสร้างขึ้น ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ประกอบด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ไลบรารีและข้อมูลที่ไม่สามารถดำเนินการได้ที่เกี่ยวข้องเช่นเอกสารออนไลน์หรือสื่อดิจิทัล มักแบ่งออกเป็นซอฟต์แวร์ระบบและซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของคอมพิวเตอร์ต้องการกันและกันและไม่สามารถใช้งานได้จริงในตัวเอง เมื่อซอฟต์แวร์ถูกจัดเก็บไว้ในฮาร์ดแวร์ที่ไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ง่าย เช่น กับBIOS ROMในคอมพิวเตอร์ที่เข้ากันได้กับ IBM PCบางครั้งเรียกว่า "เฟิร์มแวร์"

ระบบปฏิบัติการ /ซอฟต์แวร์ระบบ UnixและBSD UNIX System V , IBM AIX , HP-UX , Solaris ( SunOS ), IRIX , รายชื่อระบบปฏิบัติการ BSD
ลินุกซ์ รายการการกระจาย Linux , การเปรียบเทียบการกระจาย Linux
Microsoft Windows วินโดว์ 95 , วินโดว์ 98 , วินโดว์ NT , Windows 2000 , Windows ME , Windows XP , Windows Vista , Windows 7 , Windows 8 , Windows 8.1 , Windows 10 , Windows 11
DOS 86-DOS (QDOS), IBM PC DOS , MS-DOS , DR-DOS , FreeDOS
ระบบปฏิบัติการ Macintosh Classic Mac OS , macOS (ก่อนหน้านี้คือ OS X และ Mac OS X)
ฝังตัวและเรียลไทม์ รายชื่อระบบปฏิบัติการฝังตัว
ทดลอง อะมีบา , OberonAOS, Bluebottle, A2 , Plan 9 จาก Bell Labs
ห้องสมุด มัลติมีเดีย DirectX , OpenGL , OpenAL , วัล แคน (API)
ห้องสมุดการเขียนโปรแกรม ไลบรารีมาตรฐาน C , ไลบรารี เทมเพลตมาตรฐาน
ข้อมูล มาตรการ TCP/IP , Kermit , FTP , HTTP , SMTP
รูปแบบไฟล์ HTML , XML , JPEG , MPEG , PNG
หน้าจอผู้ใช้ ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ ( WIMP ) Microsoft Windows , GNOME , KDE , QNX Photon, CDE , GEM , อควา
ส่วนต่อประสานผู้ใช้แบบข้อความ อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง , อินเทอร์เฟซผู้ใช้ข้อความ
ซอฟต์แวร์ ประยุกต์ ชุดสำนักงาน การประมวลผลคำ , การเผยแพร่บนเดสก์ท็อป , โปรแกรมการนำเสนอ , ระบบการจัดการฐานข้อมูล , การจัดการ เวลา & ตารางเวลา , สเปรดชีต , ซอฟต์แวร์บัญชี
อินเทอร์เน็ต เบราว์เซอร์ , ไคลเอนต์อีเมล , เว็บเซิร์ฟเวอร์ , ตัวแทนโอนเมล , ข้อความโต้ตอบแบบทันที
การออกแบบและการผลิต การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย , การผลิต โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย , การจัดการโรงงาน , การผลิตหุ่นยนต์ , การจัดการห่วงโซ่อุปทาน
กราฟิก โปรแกรมแก้ไขกราฟิกแรสเตอร์ , โปรแกรมแก้ไข กราฟิกเวกเตอร์ , โปรแกรม สร้างโมเดล 3 มิติ , โปรแกรมแก้ไขภาพเคลื่อนไหว , คอมพิวเตอร์กราฟิก 3 มิติ , การตัดต่อวิดีโอ , การประมวลผลภาพ
เครื่องเสียง โปรแกรมแก้ไขเสียงดิจิตอล , การเล่นเสียง , มิกซ์ , การสังเคราะห์เสียง , เพลงคอมพิวเตอร์
วิศวกรรมซอฟต์แวร์ คอมไพเลอร์ แอ สเซมเบลอร์ล่ามดีบักเกอร์โปรแกรมแก้ไขข้อความ สภาพแวดล้อม การพัฒนาแบบบูรณาการการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของซอฟต์แวร์ การ ควบคุม การแก้ไข การ จัดการ การกำหนดค่าซอฟต์แวร์
เกี่ยวกับการศึกษา Edutainment , เกมการศึกษา , เกม จริงจัง , โปรแกรมจำลองการบิน
เกม กลยุทธ์ , อาร์ เคด , ปริศนา , จำลองสถานการณ์ , เกมยิงมุมมองบุคคลที่หนึ่ง , แพลตฟอร์ม , ผู้เล่นหลายคนจำนวนมาก , นิยายแบบโต้ตอบ
อื่น ๆ ปัญญาประดิษฐ์ , ซอฟต์แวร์ป้องกันไวรัส , เครื่องสแกนมัลแวร์ , ระบบจัดการการ ติดตั้ง / แพ็คเกจ , ตัวจัดการไฟล์

ภาษา

มีภาษาโปรแกรมต่างๆ นับพันภาษา—บางภาษามีไว้สำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป, ภาษาอื่นๆ มีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะทางขั้นสูงเท่านั้น

ภาษาโปรแกรม
รายการภาษาโปรแกรม เส้นเวลาของภาษาโปรแกรม , รายการภาษาโปรแกรมตามหมวดหมู่ , รายการรุ่นของภาษาโปรแกรม , รายการภาษาโปรแกรม , ภาษาโปรแกรมที่ ไม่ใช่ภาษาอังกฤษ
ภาษาแอสเซมบลีที่ใช้กันทั่วไป ARM , MIPS , x86
ภาษาโปรแกรมระดับสูงที่ใช้กันทั่วไป Ada , BASIC , C , C++ , C# , COBOL , Fortran , PL/I , REXX , Java , Lisp , Pascal , Object Pascal
ภาษาสคริปต์ที่ใช้กันทั่วไป สคริปต์เป้าหมาย , JavaScript , Python , Ruby , PHP , Perl

โปรแกรม

คุณลักษณะที่กำหนดของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ซึ่งแตกต่างจากเครื่องอื่นๆ คือสามารถตั้งโปรแกรมได้ กล่าวคือสามารถ กำหนด คำสั่ง บางประเภท ( โปรแกรม ) ให้กับคอมพิวเตอร์ได้และจะประมวลผล คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ที่ใช้สถาปัตยกรรมฟอนนอยมันน์มักมีรหัสเครื่องอยู่ในรูปแบบของภาษาโปรแกรมที่ จำเป็น ในทางปฏิบัติ โปรแกรมคอมพิวเตอร์อาจเป็นเพียงคำสั่งไม่กี่คำสั่งหรือขยายไปถึงคำสั่งหลายล้านคำสั่ง เช่นเดียวกับโปรแกรมสำหรับเวิร์ดโปรเซสเซอร์และเว็บเบราว์เซอร์เป็นต้น คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทั่วไปสามารถรันคำสั่งได้หลายพันล้านคำสั่งต่อวินาที ( gigaflops) และแทบไม่เคยทำพลาดตลอดหลายปีของการทำงาน โปรแกรมคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยคำสั่งหลายล้านคำสั่งอาจต้องใช้เวลาหลายปีในการเขียนทีมของโปรแกรมเมอร์และเนื่องจากความซับซ้อนของงานนั้นจึงแทบไม่มีข้อผิดพลาด

สถาปัตยกรรมโปรแกรมที่เก็บไว้

แบบจำลองของManchester Baby คอมพิวเตอร์จัดเก็บโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกที่พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมในเมืองแมนเชสเตอร์ ประเทศอังกฤษ

ส่วนนี้ใช้กับคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ เครื่อง RAM ทั่วไปส่วนใหญ่

ในกรณีส่วนใหญ่ คำแนะนำของคอมพิวเตอร์นั้นเรียบง่าย: เพิ่มหมายเลขหนึ่งไปยังอีกหมายเลขหนึ่ง ย้ายข้อมูลบางส่วนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ส่งข้อความไปยังอุปกรณ์ภายนอกบางตัว ฯลฯ คำแนะนำเหล่านี้อ่านจากหน่วยความจำ ของคอมพิวเตอร์ และดำเนินการโดยทั่วไป ( ดำเนินการ ) ตามลำดับที่ได้รับ อย่างไรก็ตาม มักจะมีคำแนะนำเฉพาะที่บอกให้คอมพิวเตอร์ข้ามไปข้างหน้าหรือย้อนกลับไปยังที่อื่นในโปรแกรมและดำเนินการจากที่นั่นต่อไป สิ่งเหล่านี้เรียกว่าคำสั่ง "กระโดด" (หรือสาขา ) นอกจากนี้ คำสั่งการกระโดดอาจถูกกำหนดให้เกิดขึ้นแบบมีเงื่อนไขเพื่อให้สามารถใช้ลำดับคำสั่งที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการคำนวณก่อนหน้านี้หรือเหตุการณ์ภายนอกบางอย่าง คอมพิวเตอร์หลายเครื่องสนับสนุนรูทีนย่อย โดยตรง โดยจัดให้มีประเภทของการข้ามที่ "จำ" ตำแหน่งที่กระโดดจากและคำสั่งอื่นเพื่อกลับไปยังคำสั่งตามคำสั่งการข้ามนั้น

การทำงานของโปรแกรมอาจเปรียบได้กับการอ่านหนังสือ แม้ว่าโดยปกติแล้วบุคคลจะอ่านแต่ละคำและบรรทัดตามลำดับ แต่บางครั้งพวกเขาอาจย้อนกลับไปที่ตำแหน่งก่อนหน้าในข้อความหรือข้ามส่วนที่ไม่สนใจ ในทำนองเดียวกัน บางครั้งคอมพิวเตอร์อาจย้อนกลับและทำซ้ำคำแนะนำในบางส่วนของโปรแกรมซ้ำแล้วซ้ำเล่าจนกว่าจะตรงตามเงื่อนไขภายในบางประการ สิ่งนี้เรียกว่าโฟลว์ของการควบคุมภายในโปรแกรม และเป็นสิ่งที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์ทำงานซ้ำๆ โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์

ในการเปรียบเทียบ ผู้ที่ใช้เครื่องคิดเลขพกพา สามารถ คำนวณเลขคณิตพื้นฐานได้ เช่น การบวกตัวเลขสองตัวด้วยการกดปุ่มเพียงไม่กี่ครั้ง แต่การที่จะรวมตัวเลขทั้งหมดตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 เข้าด้วยกันนั้นต้องใช้การกดปุ่มนับพันครั้งและใช้เวลานานมาก โดยเกือบจะผิดพลาดแน่นอน ในทางกลับกัน คอมพิวเตอร์อาจถูกตั้งโปรแกรมให้ทำสิ่งนี้ด้วยคำแนะนำง่ายๆ เพียงไม่กี่ข้อ ตัวอย่างต่อไปนี้เขียนด้วยภาษาแอสเซมบลี MIPS :

  Begin : 
  addi  $8 ,  $0 ,  0            # initialize sum to 0 
  addi  $9 ,  $0 ,  1            # set first number to add = 1 
  loop: 
  slti  $10 ,  $9 ,  1000        # check if the number is less than 1000 
  beq  $10 ,  $0 ,  finish       # ถ้าเลขคี่มากกว่า n ให้ออก
  add  $8 ,  $8 ,  $9            # update sum 
  addi  $9 ,  $9 ,  1            # get next number 
  j  loop                   # ทำซ้ำกระบวนการสรุปให้
  เสร็จสิ้น: 
  เพิ่ม $2 ,  $8 ,  $0            # ใส่ผลรวมในการลงทะเบียนเอาต์พุต

เมื่อได้รับคำสั่งให้เรียกใช้โปรแกรมนี้ คอมพิวเตอร์จะดำเนินการเพิ่มซ้ำๆ โดยไม่มีการแทรกแซงจากมนุษย์อีก แทบจะไม่เคยทำผิดพลาดเลย และพีซีสมัยใหม่สามารถทำงานให้เสร็จภายในเสี้ยววินาที

รหัสเครื่อง

ในคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ คำแนะนำแต่ละรายการจะถูกเก็บไว้เป็นรหัสเครื่องโดยแต่ละคำสั่งจะได้รับหมายเลขเฉพาะ (รหัสการทำงานหรือopcodeสั้น ๆ). คำสั่งในการเพิ่มตัวเลขสองตัวเข้าด้วยกันจะมีหนึ่ง opcode; คำสั่งในการคูณจะมี opcode ต่างกัน เป็นต้น คอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุดสามารถทำตามคำแนะนำต่างๆ ได้จำนวนหนึ่ง คอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นมีหลายร้อยให้เลือก โดยแต่ละเครื่องมีรหัสตัวเลขที่ไม่ซ้ำกัน เนื่องจากหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์สามารถเก็บตัวเลขได้ จึงสามารถจัดเก็บรหัสคำสั่งได้ สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่สำคัญว่าโปรแกรมทั้งหมด (ซึ่งเป็นเพียงรายการของคำสั่งเหล่านี้) สามารถแสดงเป็นรายการตัวเลขและสามารถจัดการเองภายในคอมพิวเตอร์ในลักษณะเดียวกับข้อมูลตัวเลข แนวคิดพื้นฐานของการจัดเก็บโปรแกรมในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ควบคู่ไปกับข้อมูลที่ใช้งานคือปมของ von Neumann หรือโปรแกรมที่เก็บไว้[ต้องอ้างอิง ], สถาปัตยกรรม ในบางกรณี คอมพิวเตอร์อาจเก็บโปรแกรมบางส่วนหรือทั้งหมดไว้ในหน่วยความจำที่แยกจากข้อมูลที่ทำงานอยู่ สิ่งนี้เรียกว่าสถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดหลังจากคอมพิวเตอร์ฮาร์วาร์ดมาร์คฉัน คอมพิวเตอร์ฟอนนอยมันน์สมัยใหม่แสดงคุณลักษณะบางอย่างของสถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดในการออกแบบ เช่น ในแคชของCPU

แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์โดยใช้รายการตัวเลขแบบยาว ( ภาษาเครื่อง ) และในขณะที่เทคนิคนี้ใช้กับคอมพิวเตอร์ยุคแรกๆ หลายเครื่อง[h]นั้นเป็นเรื่องที่น่าเบื่อหน่ายอย่างยิ่งและอาจเกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายในทางปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโปรแกรมที่ซับซ้อน . แต่คำสั่งพื้นฐานแต่ละรายการสามารถให้ชื่อสั้นๆ ที่บ่งบอกถึงฟังก์ชันและจดจำได้ง่าย เช่น ช่วยในการจำเช่น ADD, SUB, MULT หรือ JUMP ตัวช่วยจำเหล่านี้เรียกรวมกันว่าภาษาแอสเซมบลีของ คอมพิวเตอร์ การแปลงโปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาแอสเซมบลีเป็นสิ่งที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้จริง (ภาษาเครื่อง) มักจะทำโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าแอสเซมเบลอร์

บัตรเจาะรูปี 1970 ที่มีหนึ่งบรรทัดจากโปรแกรมFortran การ์ดอ่านว่า "Z(1) = Y + W(1)" และมีป้ายกำกับว่า "PROJ039" เพื่อวัตถุประสงค์ในการระบุตัวตน

ภาษาโปรแกรม

ภาษาการเขียนโปรแกรมมีวิธีต่างๆ ในการระบุโปรแกรมสำหรับคอมพิวเตอร์ที่จะทำงาน ต่างจากภาษาธรรมชาติ ภาษาโปรแกรมได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ไม่มีความกำกวมและกระชับ พวกเขาเป็นภาษาเขียนล้วนๆ และมักจะอ่านออกเสียงได้ยาก โดยทั่วไปจะถูกแปลเป็นรหัสเครื่องโดยคอมไพเลอร์หรือแอส เซม เบลอ ร์ก่อนที่จะรัน หรือแปล โดยตรงขณะรันโดยล่าม บางครั้งโปรแกรมจะดำเนินการโดยวิธีไฮบริดของทั้งสองเทคนิค

ภาษาระดับต่ำ

ภาษาเครื่องและภาษาแอสเซมบลีที่เป็นตัวแทนของภาษาเหล่านี้ (รวมเรียกว่าภาษาโปรแกรมระดับต่ำ ) โดยทั่วไปแล้วจะไม่ซ้ำกันสำหรับสถาปัตยกรรมเฉพาะของหน่วยประมวลผลกลาง ( CPU ) ของคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น CPU สถาปัตยกรรม ARM (เช่น อาจพบในสมาร์ทโฟนหรือวิดีโอเกมมือถือ ) ไม่สามารถเข้าใจภาษาเครื่องของ CPU x86ที่อาจอยู่ในพีซี [i]ในอดีต สถาปัตยกรรมซีพียูอื่นๆ จำนวนมากถูกสร้างขึ้นและเห็นการใช้งานอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง MOS Technology 6502 และ 6510 นอกเหนือจาก Zilog Z80

ภาษาระดับสูง

แม้ว่าจะง่ายกว่าภาษาเครื่องมาก แต่การเขียนโปรแกรมแบบยาวในภาษาแอสเซมบลีมักยากและมักเกิดข้อผิดพลาด ดังนั้นโปรแกรมที่ใช้งานได้จริงส่วนใหญ่จึงเขียนด้วยภาษาโปรแกรมระดับสูงที่ เป็นนามธรรมมากขึ้น ซึ่งสามารถแสดงความต้องการของโปรแกรมเมอร์ได้สะดวกยิ่งขึ้น (และช่วยลดข้อผิดพลาดของโปรแกรมเมอร์) ภาษาระดับสูงมักจะ "คอมไพล์" เป็นภาษาเครื่อง (หรือบางครั้งเป็นภาษาแอสเซมบลีแล้วเป็นภาษาเครื่อง) โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์อื่นที่เรียกว่าคอมไพเลอร์ [j]ภาษาระดับสูงมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของคอมพิวเตอร์เป้าหมายน้อยกว่าภาษาแอสเซมบลี และเกี่ยวข้องกับภาษาและโครงสร้างของปัญหาที่จะแก้ไขโดยโปรแกรมสุดท้าย ดังนั้นจึงมักเป็นไปได้ที่จะใช้คอมไพเลอร์ที่แตกต่างกันเพื่อแปลโปรแกรมภาษาระดับสูงเดียวกันเป็นภาษาเครื่องของคอมพิวเตอร์ประเภทต่างๆ นี่เป็นส่วนหนึ่งของวิธีการที่ซอฟต์แวร์ เช่น วิดีโอเกม อาจมีให้สำหรับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกัน เช่น คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและเครื่องเล่นวิดีโอเกมต่างๆ

การออกแบบโปรแกรม

การออกแบบโปรแกรมของโปรแกรมขนาดเล็กนั้นค่อนข้างง่ายและเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ปัญหา การรวบรวมอินพุต การใช้โครงสร้างการเขียนโปรแกรมภายในภาษา การประดิษฐ์หรือการใช้ขั้นตอนและอัลกอริธึมที่กำหนดไว้ การให้ข้อมูลสำหรับอุปกรณ์ส่งออกและวิธีแก้ไขปัญหาตามความเหมาะสม เมื่อปัญหากลายเป็นเรื่องใหญ่และซับซ้อนมากขึ้น คุณลักษณะต่างๆ เช่น โปรแกรมย่อย โมดูล เอกสารประกอบที่เป็นทางการ และกระบวนทัศน์ใหม่ เช่น โปรแกรมเชิงวัตถุจะเผชิญ โปรแกรมขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับโค้ดหลายพันบรรทัดและอีกมากต้องการระเบียบวิธีซอฟต์แวร์ที่เป็นทางการ งานพัฒนาซอฟต์แวร์ ขนาดใหญ่ระบบนำเสนอความท้าทายทางปัญญาที่สำคัญ การผลิตซอฟต์แวร์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงในระดับที่ยอมรับได้ภายในกำหนดเวลาและงบประมาณที่คาดการณ์ได้นั้นเคยเป็นเรื่องยาก สาขาวิชา วิศวกรรมซอฟต์แวร์ทางวิชาการและวิชาชีพมุ่งเน้นไปที่ความท้าทายนี้โดยเฉพาะ

บัก

บั๊กคอมพิวเตอร์ตัวแรกที่เกิดขึ้นจริง ผีเสื้อกลางคืนตัวหนึ่งติดอยู่ที่รีเลย์ของคอมพิวเตอร์ฮาร์วาร์ด มาร์ค II

ข้อผิดพลาดในโปรแกรมคอมพิวเตอร์เรียกว่า " ข้อบกพร่อง " สิ่งเหล่านี้อาจไม่เป็นพิษเป็นภัยและไม่ส่งผลต่อประโยชน์ของโปรแกรม หรือมีผลเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ในบางกรณี อาจทำให้โปรแกรมหรือทั้งระบบ " แฮงค์" ไม่ตอบสนองต่อการป้อนข้อมูล เช่น การคลิก เมาส์หรือการกดแป้นพิมพ์ ล้มเหลวโดยสิ้นเชิง หรือ เกิดความ ผิดพลาด [100]มิฉะนั้น ข้อบกพร่องที่ไม่ร้ายแรงในบางครั้งอาจถูกควบคุมโดยเจตนามุ่งร้ายโดยผู้ใช้ที่ไร้ยางอายที่เขียนการหาประโยชน์โค้ดที่ออกแบบมาเพื่อใช้ประโยชน์จากจุดบกพร่องและขัดขวางการทำงานที่เหมาะสมของคอมพิวเตอร์ ข้อบกพร่องมักไม่ใช่ความผิดของคอมพิวเตอร์ เนื่องจากคอมพิวเตอร์เพียงดำเนินการตามคำสั่งที่ได้รับ บั๊กมักเป็นผลมาจากข้อผิดพลาดของโปรแกรมเมอร์หรือการกำกับดูแลในการออกแบบโปรแกรม [k]พลเรือเอกเกรซ ฮ็อปเปอร์นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชาวอเมริกันและผู้พัฒนาคอมไพเลอร์ ตัวแรก ได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ที่ใช้คำว่า "บั๊ก" ในการคำนวณเป็นครั้งแรก หลังจากที่พบว่ามอดตายกำลังลัดวงจรใน คอมพิวเตอร์ ฮาร์วาร์ด มาร์ค IIในเดือนกันยายน พ.ศ. 2490 [11]

เครือข่ายและอินเทอร์เน็ต

การแสดงภาพบางส่วนของเส้นทางบนอินเทอร์เน็ต

คอมพิวเตอร์ถูกใช้เพื่อประสานข้อมูลระหว่างสถานที่ต่างๆ ตั้งแต่ปี 1950 ระบบ SAGEของกองทัพสหรัฐฯ เป็น ตัวอย่างขนาดใหญ่ระบบแรกของระบบดังกล่าว ซึ่งนำไปสู่ระบบเชิงพาณิชย์เฉพาะทางจำนวน มากเช่นSabre [102]ในปี 1970 วิศวกรคอมพิวเตอร์ในสถาบันวิจัยทั่วสหรัฐอเมริกาเริ่มเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันโดยใช้เทคโนโลยีโทรคมนาคม ความพยายามได้รับทุนจาก ARPA (ปัจจุบันคือDARPA ) และเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เป็นผลให้เรียกว่าARPANET [103]เทคโนโลยีที่ทำให้ Arpanet สามารถแพร่กระจายและพัฒนาได้

ในเวลาต่อมา เครือข่ายได้แผ่ขยายไปไกลกว่าสถาบันการศึกษาและการทหาร และกลายเป็นที่รู้จักในนามอินเทอร์เน็ต การเกิดขึ้นของเครือข่ายเกี่ยวข้องกับการกำหนดนิยามใหม่ของธรรมชาติและขอบเขตของคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันของคอมพิวเตอร์ได้รับการแก้ไขเพื่อรวมความสามารถในการกำหนดและเข้าถึงทรัพยากรของคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นในเครือข่าย เช่น อุปกรณ์ต่อพ่วง ข้อมูลที่จัดเก็บ และอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน เป็นส่วนขยายของทรัพยากรของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ในขั้นต้น สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้มีให้บริการสำหรับผู้ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีเทคโนโลยีสูงเป็นหลัก แต่ในช่วงทศวรรษ 1990 แอปพลิเคชันต่างๆ เช่น อีเมล และเวิลด์ไวด์เว็บ ได้แพร่กระจาย อย่างรวดเร็ว รวมกับการพัฒนาเทคโนโลยีเครือข่ายราคาถูกและรวดเร็ว เช่นEthernetและADSLเห็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นที่แพร่หลายเกือบ อันที่จริง จำนวนคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเครือข่ายเพิ่มขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลส่วนใหญ่มักเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตเพื่อสื่อสารและรับข้อมูล ระบบเครือข่าย "ไร้สาย" ซึ่งมักใช้เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ หมายความว่าระบบเครือข่ายแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ แม้ในสภาพแวดล้อมที่ใช้คอมพิวเตอร์เคลื่อนที่

คอมพิวเตอร์แหกคอก

คอมพิวเตอร์ไม่จำเป็นต้องเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์หรือแม้แต่โปรเซสเซอร์หรือRAMหรือแม้แต่ฮาร์ดดิสก์ ในขณะที่การใช้คำว่า "คอมพิวเตอร์" ที่ได้รับความนิยมมีความหมายเหมือนกันกับคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนบุคคล[l]คำจำกัดความสมัยใหม่ของคอมพิวเตอร์มีความหมายตามตัวอักษร: " อุปกรณ์ที่คำนวณโดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ที่ตั้งโปรแกรมได้ [โดยปกติ] ซึ่งดำเนินการทางคณิตศาสตร์ความเร็วสูงหรือ การดำเนินการเชิงตรรกะหรือที่รวบรวม จัดเก็บ เชื่อมโยง หรือประมวลผลข้อมูลในลักษณะอื่น" [104]อุปกรณ์ใดๆ ที่ประมวลผลข้อมูลถือเป็นคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการประมวลผลมีจุดประสงค์ [ ต้องการการอ้างอิง ]

อนาคต

มีการวิจัยเชิงรุกเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์จากเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่น่าสนใจมากมาย เช่นคอมพิวเตอร์ออปติคัล คอมพิวเตอร์ดีเอ็นเอคอมพิวเตอร์ประสาทและ คอมพิวเตอร์ วอนตัคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่เป็นแบบสากลและสามารถคำนวณฟังก์ชัน ที่คำนวณได้ และถูกจำกัดด้วยความจุหน่วยความจำและความเร็วในการทำงานเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การออกแบบคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันสามารถให้ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันมากสำหรับปัญหาเฉพาะ ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำลายอัลกอริธึมการเข้ารหัสที่ทันสมัยบางอย่าง (โดยควอนตัมแฟคตอริ่ง ) ได้อย่างรวดเร็ว

กระบวนทัศน์สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มีหลายประเภท:

ในบรรดา เครื่องจักรที่เป็นนามธรรมทั้งหมดเหล่านี้คอมพิวเตอร์ควอนตัมถือได้ว่ามีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการปฏิวัติการคำนวณ [105] ประตูลอจิกเป็นนามธรรมทั่วไป ซึ่งสามารถนำไปใช้กับกระบวนทัศน์ดิจิทัลหรือแอนะล็อก ข้างต้นส่วนใหญ่ ความสามารถในการจัดเก็บและดำเนินการรายการคำสั่งที่เรียกว่าโปรแกรมทำให้คอมพิวเตอร์ใช้งานได้หลากหลาย แยกความแตกต่างจาก เครื่อง คิดเลข วิทยานิพนธ์ของศาสนจักร–ทัวริงเป็นคำแถลงทางคณิตศาสตร์ของความเก่งกาจนี้ โดยหลักการแล้วคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่มีความสามารถขั้นต่ำ (โดยทัวริงสมบูรณ์)มีความสามารถในการทำงานแบบเดียวกับที่คอมพิวเตอร์เครื่องอื่นสามารถทำได้ ดังนั้น คอมพิวเตอร์ทุกประเภท (เน็ตบุ๊ก , ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ , ออโตมาตันเซลลูลาร์ ฯลฯ ) สามารถทำงานคำนวณแบบเดียวกันได้ โดยให้เวลาและความจุที่เพียงพอ

ปัญญาประดิษฐ์

คอมพิวเตอร์จะแก้ปัญหาด้วยวิธีที่มันถูกตั้งโปรแกรมไว้ โดยไม่คำนึงถึงประสิทธิภาพ วิธีแก้ปัญหาทางเลือก ทางลัดที่เป็นไปได้ หรือข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้ในโค้ด โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เรียนรู้และปรับตัวเป็นส่วนหนึ่งของสาขาปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของ เครื่อง ผลิตภัณฑ์ที่ใช้ปัญญาประดิษฐ์โดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: ระบบตามกฎและระบบการจดจำรูปแบบ ระบบตามกฎพยายามที่จะเป็นตัวแทนของกฎที่ใช้โดยผู้เชี่ยวชาญที่เป็นมนุษย์และมีแนวโน้มที่จะมีราคาแพงในการพัฒนา ระบบที่อิงตามรูปแบบจะใช้ข้อมูลเกี่ยวกับปัญหาเพื่อสร้างข้อสรุป ตัวอย่างของระบบตามรูปแบบ ได้แก่การจดจำเสียงการจดจำแบบอักษร การแปล และการตลาดออนไลน์ที่เกิดขึ้นใหม่

อาชีพและองค์กร

เนื่องจากการใช้คอมพิวเตอร์ได้แพร่กระจายไปในสังคม จึงมีอาชีพที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์เพิ่มมากขึ้น

วิชาชีพที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์
เกี่ยวกับฮาร์ดแวร์ วิศวกรรมไฟฟ้า , วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ , วิศวกรรม คอมพิวเตอร์ , วิศวกรรม โทรคมนาคม , วิศวกรรม ออ ปติก , นาโน วิศวกรรม
เกี่ยวกับซอฟต์แวร์ วิทยาการคอมพิวเตอร์ , วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ , การเผยแพร่บนเดสก์ท็อป , ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ , เทคโนโลยีสารสนเทศ , ระบบสารสนเทศ , วิทยาการคอมพิวเตอร์ , วิศวกรรมซอฟต์แวร์ , อุตสาหกรรมวิดีโอเกม , การออกแบบเว็บ

ความจำเป็นที่คอมพิวเตอร์จะทำงานร่วมกันได้ดีและสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้ทำให้เกิดความจำเป็นสำหรับองค์กร สโมสร และสังคมที่มีมาตรฐานมากมายทั้งที่เป็นทางการและไม่เป็นทางการ

องค์กร
กลุ่มมาตรฐาน ANSI , IEC , IEEE , IETF , ISO , W3C
สมาคมวิชาชีพ ACM , AIS , IET , IFIP , BCS
ฟรี / กลุ่มซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส มูลนิธิซอฟต์แวร์ฟรี , Mozilla Foundation , Apache Software Foundation

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

  1. ↑ ตาม Schmandt -Besserat 1981คอนเทนเนอร์ดินเหนียวเหล่านี้มีโทเค็น ซึ่งทั้งหมดเป็นการนับวัตถุที่กำลังถ่ายโอน ตู้คอนเทนเนอร์จึงทำหน้าที่เป็นใบตราส่งสินค้าหรือสมุดบัญชี เพื่อหลีกเลี่ยงการทำลายเปิดภาชนะ ขั้นแรก การพิมพ์ดินเหนียวของโทเค็นถูกวางไว้ที่ด้านนอกของคอนเทนเนอร์สำหรับการนับ รูปร่างของความประทับใจถูกแยกออกเป็นเครื่องหมายเก๋ไก๋ ในที่สุด เครื่องหมายนามธรรมก็ถูกนำมาใช้เป็นตัวเลขอย่างเป็นระบบ ตัวเลขเหล่านี้ถูกทำให้เป็นทางการเป็นตัวเลขในที่สุด ในที่สุด เครื่องหมายที่ด้านนอกของภาชนะก็เป็นสิ่งที่จำเป็นในการนับ และภาชนะดินเผาก็พัฒนาเป็นเม็ดดินเหนียวที่มีเครื่องหมายสำหรับการนับ Schmandt-Besserat 1999
    ประมาณการว่าใช้เวลา 4000 ปี
  2. Intel 4004 (1971) die ขนาด 12 มม. 2ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 2300 ตัว; เมื่อเปรียบเทียบแล้ว Pentium Pro มีขนาด 306 mm 2ซึ่งประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 5.5 ล้านตัว [87]
  3. ^ สถาปัตยกรรม ชุดคำสั่ง 64 บิตหลักส่วนใหญ่เป็นส่วนขยายของการออกแบบก่อนหน้านี้ สถาปัตยกรรมทั้งหมดที่ระบุไว้ในตารางนี้ ยกเว้นอัลฟ่า มีอยู่ในรูปแบบ 32 บิตก่อนที่จะมีการนำรูปแบบ 64 บิตมาใช้
  4. ↑ บทบาทของหน่วยควบคุมในการตีความคำสั่งได้เปลี่ยนแปลงไปบ้างในอดีต แม้ว่าชุดควบคุมจะรับผิดชอบการตีความคำสั่งในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่แต่เพียงผู้เดียว แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป คอมพิวเตอร์บางเครื่องมีคำแนะนำที่หน่วยควบคุมตีความบางส่วนพร้อมการตีความเพิ่มเติมโดยอุปกรณ์อื่น ตัวอย่างเช่น EDVACซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์โปรแกรมที่จัดเก็บไว้เครื่องแรกสุด ใช้ชุดควบคุมกลางที่แปลคำสั่งเพียงสี่คำสั่งเท่านั้น คำสั่งที่เกี่ยวข้องกับเลขคณิตทั้งหมดถูกส่งไปยังหน่วยเลขคณิตและถอดรหัสเพิ่มเติมที่นั่น
  5. ^ คำแนะนำมักใช้ที่อยู่หน่วยความจำมากกว่าหนึ่งที่อยู่ ดังนั้นตัวนับโปรแกรมมักจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนตำแหน่งหน่วยความจำที่จำเป็นในการจัดเก็บหนึ่งคำสั่ง
  6. ^ หน่วยความจำแฟลชสามารถเขียนใหม่ได้ในจำนวนที่จำกัดก่อนที่จะหมดอายุการใช้งาน ทำให้ไม่มีประโยชน์สำหรับการใช้การเข้าถึงแบบสุ่มจำนวนมาก [94]
  7. ^ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องปกติมากที่จะสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์จากฮาร์ดแวร์สินค้าราคาถูกหลายชิ้น โดยปกติคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะเชื่อมต่อด้วยเครือข่าย คลัสเตอร์คอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าเหล่านี้มักจะให้ประสิทธิภาพของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าการออกแบบที่ปรับแต่งเองได้มาก แม้ว่าสถาปัตยกรรมแบบกำหนดเองจะยังคงใช้สำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดส่วนใหญ่ แต่ก็มีคอมพิวเตอร์คลัสเตอร์เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา [99]
  8. ^ แม้แต่คอมพิวเตอร์รุ่นหลังๆ บางรุ่นก็มักจะตั้งโปรแกรมโดยตรงในรหัสเครื่อง มินิคอมพิวเตอร์บางรุ่นเช่น DEC PDP-8สามารถตั้งโปรแกรมได้โดยตรงจากแผงสวิตช์ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มักใช้เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการบูต เท่านั้น คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่จะบู๊ตโดยอัตโนมัติโดยการอ่านโปรแกรมบู๊ตจากแบบไม่ลบเลือน บางส่วน
  9. ^ อย่างไรก็ตาม บางครั้งอาจมีความเข้ากันได้ของภาษาเครื่องระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง ไมโครโปรเซสเซอร์ ที่ เข้ากันได้กับ x86-64เช่น AMD Athlon 64สามารถเรียกใช้โปรแกรมส่วนใหญ่เดียวกันกับที่ ไมโครโปรเซสเซอร์ Intel Core 2ทำได้ เช่นเดียวกับโปรแกรมที่ออกแบบมาสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นก่อนหน้า เช่น Intel PentiumsและIntel 80486 สิ่งนี้แตกต่างกับคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ยุคแรกๆ ซึ่งมักจะไม่ซ้ำแบบใครและเข้ากันไม่ได้กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นโดยสิ้นเชิง
  10. ภาษาระดับสูงมักถูกตีความมากกว่าคอมไพล์ ภาษาที่ล่ามจะถูกแปลเป็นรหัสเครื่องทันที ขณะทำงาน โดยโปรแกรมอื่นที่เรียกว่าล่าม
  11. ^ ไม่เป็นความจริงในระดับสากลที่จุดบกพร่องเกิดจากการกำกับดูแลของโปรแกรมเมอร์เท่านั้น ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์อาจล้มเหลวหรือตัวมันเองอาจมีปัญหาพื้นฐานที่สร้างผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดในบางสถานการณ์ ตัวอย่างเช่นบั๊ก Pentium FDIVทำให้ไมโครโปรเซสเซอร์Intel บางตัว ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องสำหรับการดำเนินการแบ่งทศนิยม บางอย่าง สาเหตุนี้เกิดจากข้อบกพร่องในการออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์และส่งผลให้มีการเรียกคืนอุปกรณ์บางส่วนที่ได้รับผลกระทบ
  12. ตามพจนานุกรมภาษาอังกฤษของ Shorter Oxford (ฉบับที่ 6, 2007) คำว่าคอมพิวเตอร์มีอายุย้อนไปถึงกลางศตวรรษที่ 17 เมื่อกล่าวถึง "บุคคลที่ทำการคำนวณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ใช้สำหรับสิ่งนี้ในหอดูดาว ฯลฯ"

อ้างอิง

  1. ^ อีแวนส์ 2018 , p. 23.
  2. ^ a b Smith 2013 , พี. 6.
  3. ^ "คอมพิวเตอร์ (น.)" . พจนานุกรมนิรุกติศาสตร์ออนไลน์
  4. ^ Robson, Eleanor (2551), คณิตศาสตร์ในอิรักโบราณ , p. 5, ISBN 978-0-691-09182-2: มีการใช้แคลคูลัสในอิรักสำหรับระบบบัญชีดั้งเดิมตั้งแต่ 3200–3000 ปีก่อนคริสตศักราช พร้อมระบบการนับเฉพาะสินค้าโภคภัณฑ์ การบัญชีที่สมดุลถูกใช้โดย 3000–2350 ก่อนคริสตศักราช และระบบตัวเลขทางเพศถูกใช้ 2350–2000 ปีก่อนคริสตศักราช
  5. เฟล็กก์, เกรแฮม. (1989). ตัวเลข ผ่านวัย ฮาวนด์มิลส์, เบซิงสโต๊ค, นิวแฮมป์เชียร์: Macmillan Education. ISBN 0-333-49130-0. OCLC  24660570 .
  6. โครงการวิจัยกลไกแอน ติไคเธอรา เก็บถาวร 28 เมษายน 2551 ที่ เครื่องเวย์ แบ็ค, โครงการวิจัยกลไกแอนตีไคเธอรา สืบค้นเมื่อ 1 กรกฎาคม 2550.
  7. มาร์ชองต์, โจ (1 พฤศจิกายน 2549). "ตามหาเวลาที่เสียไป" . ธรรมชาติ . 444 (7119): 534–538. Bibcode : 2006Natur.444..534M . ดอย : 10.1038/444534a . PMID 17136067 . S2CID 4305761 . สืบค้นเมื่อ12 มีนาคม 2565 .  
  8. ↑ G. Wiet , V. Elisseeff, P. Wolff, J. Naudu (1975). ประวัติศาสตร์มนุษยชาติ เล่ม 3: อารยธรรมยุคกลางที่ยิ่งใหญ่ , น. 649. George Allen & Unwin Ltd,ยูเนสโก .
  9. Fuat Sezgin "Catalog of the Exhibition of the Institute for the History of Arabic-Islamic Science (at the Johann Wolfgang Goethe University", Frankfurt, Germany) Frankfurt Book Fair 2004, pp. 35 & 38.
  10. ชาเร็ตต์, ฟรองซัวส์ (2006). "โบราณคดี: ไฮเทคจากกรีกโบราณ" . ธรรมชาติ . 444 (7119): 551–552. Bibcode : 2006Natur.444..551C . ดอย : 10.1038/444551a . PMID 17136077 . S2CID 33513516 .  
  11. เบดินี, ซิลวิโอ เอ.; แมดดิสัน, ฟรานซิส อาร์. (1966) "จักรวาลเครื่องกล: Astrarium ของ Giovanni de' Dondi" ธุรกรรม ของAmerican Philosophical Society 56 (5): 1–69. ดอย : 10.2307/1006002 . JSTOR 1006002 . 
  12. ^ ราคา, ดีเร็ก เดอ เอส. (1984). "ประวัติเครื่องคำนวณ". อีอี อีไมโคร 4 (1): 22–52. ดอย : 10.1109/MM.1984.291305 .
  13. ^ Őren, Tuncer (2001). "ความก้าวหน้าในวิทยาการคอมพิวเตอร์และสารสนเทศ: จากลูกคิดไปจนถึงตัวแทนโฮโลนิก" (PDF) . เติร์ก เจ เอเลคเอ็ง 9 (1): 63–70.
  14. โดนัลด์ เลดจ์ ฮิลล์ (1985) "ปฏิทินกลไกของ Al-Biruni", Annals of Science 42 , pp. 139–163.
  15. ^ "The Writer Automaton, สวิตเซอร์แลนด์" . chonday.com. 11 กรกฎาคม 2556.
  16. ^ a b Ray Girvan "ความสง่างามที่เปิดเผยของกลไก: การคำนวณหลัง Babbage" ที่เก็บถาวร 3 พฤศจิกายน 2555 ที่Wayback Machine , Scientific Computing World , พฤษภาคม/มิถุนายน 2546
  17. ฮาลาซี, แดเนียล สตีเฟน (1970). Charles Babbage บิดาแห่งคอมพิวเตอร์ Crowell-Collier Press. ISBN 978-0-02-741370-0.
  18. ^ "แบบเบจ" . ของ ออนไลน์ . พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์. 19 มกราคม 2550 . สืบค้นเมื่อ1 สิงหาคม 2555 .
  19. ^ "มาสร้างคอมพิวเตอร์เครื่องกลของ Babbage กันเถอะ" . ความเห็น . นักวิทยาศาสตร์ใหม่ 23 ธันวาคม 2553 . สืบค้นเมื่อ1 สิงหาคม 2555 .
  20. อรรถa b c d ประวัติศาสตร์สมัยใหม่ของคอมพิวเตอร์ สารานุกรมปรัชญาสแตนฟอร์ด 2017.
  21. ^ ซูเซ่, ฮอสท์. "ตอนที่ 4: คอมพิวเตอร์ Z1 และ Z3 ของKonrad Zuse" ชีวิตและผลงานของคอนราด ซูอีพีอีออนไลน์ เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 1 มิถุนายน 2551 . สืบค้นเมื่อ17 มิถุนายน 2551 .
  22. Zuse, Konrad (2010) [1984], The Computer – My Life Translated by McKenna, Patricia and Ross, J. Andrew จาก: Der Computer, mein Lebenswerk (1984) , เบอร์ลิน/ไฮเดลเบิร์ก: Springer-Verlag, ISBN 978-3-642-08151-4
  23. ซัลซ์ เทราต์มัน, เพ็กกี้ (20 เมษายน พ.ศ. 2537) "ผู้บุกเบิกคอมพิวเตอร์ค้นพบอีกครั้ง 50 ปีผ่านไป" . เดอะนิวยอร์กไทม์ส .
  24. ^ ซูเซ่ คอนราด (1993). เดอร์ คอมพิวเตอร์. Mein Lebenswerk (ในภาษาเยอรมัน) (ฉบับที่ 3) เบอร์ลิน: Springer-Verlag. หน้า 55. ISBN 978-3-540-56292-4.
  25. ^ "Crash! The Story of IT: Zuse" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 18 กันยายน 2559 . สืบค้นเมื่อ1 มิถุนายน 2559 .
  26. ^ Rojas, R. (1998). "วิธีทำให้ Z3 ของ Zuse เป็นคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์" พงศาวดาร IEEE ของประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ 20 (3): 51–54. ดอย : 10.1109/85.707574 . S2CID 14606587 . 
  27. ^ โรฮาส, ราอูล. "วิธีทำให้ Z3 ของ Zuse เป็นคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์" (PDF )
  28. อรรถเป็น โอรีแกน, เจอราร์ด (2010). ประวัติโดยย่อของคอมพิวเตอร์ สปริงเกอร์ธรรมชาติ หน้า 65. ISBN 9783030665999.
  29. ^ "ประกาศ". Des Moines ลงทะเบียน 15 มกราคม 2484.
  30. อาเธอร์ ดับเบิลยู. เบิร์กส์ (1989) คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรก ISBN 0472081047.
  31. a b c d Copeland, Jack (2006), Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers , Oxford: Oxford University Press , pp. 101–115, ISBN 978-0-19-284055-4
  32. มิลเลอร์, โจ (10 พฤศจิกายน 2014). "ผู้หญิงที่ถอดรหัส Enigma Cyphers" . ข่าวบีบีซี สืบค้นเมื่อ14 ตุลาคม 2018 .
  33. แบร์น, ซูซาน (24 กรกฎาคม 2018). "พบกับผู้ทำลายรหัสหญิงแห่ง Bletchley Park" . เดอะการ์เดียน. สืบค้นเมื่อ14 ตุลาคม 2018 .
  34. "Bletchley's code-cracking Colossus" , BBC News , 2 กุมภาพันธ์ 2010 , สืบค้นเมื่อ 19 ตุลาคม 2555
  35. ^ "ยักษ์ใหญ่ – เรื่องราวการสร้างใหม่" . พิพิธภัณฑ์คอมพิวเตอร์แห่งชาติ . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 18 เมษายน 2558 . สืบค้นเมื่อ7 มกราคม 2014 .
  36. ^ แรนเดลล์, ไบรอัน ; เฟนซัม แฮร์รี่; Milne, Frank A. (15 มีนาคม 1995), "Obituary: Allen Coombs" , The Independent , ดึงข้อมูล18 ตุลาคม 2555
  37. ↑ Fensom , Jim (8 พฤศจิกายน 2010), "Harry Fensom obituary" , The Guardian , ดึงข้อมูลเมื่อ 17 ตุลาคม 2012
  38. John Presper Eckert Jr. และ John W. Mauchly, Electronic Numerical Integrator and Computer, United States Patent Office, US Patent 3,120,606, ยื่นเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน พ.ศ. 2490, ออกเมื่อ 4 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2507 และยกเลิกเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม พ.ศ. 2516 ภายหลังการพิจารณาคดีของศาลเรื่อง Honeywell v. Sperry แรนด์ .
  39. ^ อีแวนส์ 2018 , p. 39.
  40. ^ ไลท์ 1999 , p. 459.
  41. ^ "ยุคของคอมพิวเตอร์" . techiwarehouse.com. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 กรกฎาคม 2015 . สืบค้นเมื่อ7 มกราคม 2014 .
  42. ทัวริง AM (1937). "เกี่ยวกับตัวเลขที่คำนวณได้ กับการประยุกต์ใช้ปัญหาเอนท์ไชดุง". การดำเนินการของสมาคมคณิตศาสตร์ลอนดอน . 2. 42 (1): 230–265. ดอย : 10.1112/plms/s2-42.1.230 .
  43. โคปแลนด์, แจ็ค (2004), The Essential Turing , p. 22: "ฟอน นอยมันน์ ...ย้ำกับฉันอย่างแน่นหนา และสำหรับคนอื่นๆ ฉันแน่ใจว่าแนวความคิดพื้นฐานเกิดจากทัวริง ตราบเท่าที่ Babbage, Lovelace และคนอื่นๆ คาดไม่ถึง" จดหมายโดยสแตนลีย์ แฟรงเคิลถึงไบรอัน แรนเดลล์ , 1972.
  44. ^ Enticknap, Nicholas (Summer 1998), "Computing's Golden Jubilee" , Resurrection (20), ISSN 0958-7403 , archived from the original on 9 มกราคม 2012 , ดึงข้อมูล19 เมษายน 2008 
  45. ^ "Early Computer at Manchester University" , Resurrection , 1 (4), Summer 1992, ISSN 0958-7403 , archived from the original on 28 สิงหาคม 2017 , ดึงข้อมูล7 กรกฎาคม 2010 
  46. ↑ Early Electronic Computers (1946–51) , University of Manchester, archived from the original on 5 มกราคม 2009 , ดึงข้อมูล16 พฤศจิกายน 2008
  47. Napper, RBE, Introduction to the Mark 1 , The University of Manchester, archived from the original on 26 ตุลาคม 2008 , ดึงข้อมูล4 พฤศจิกายน 2008
  48. Computer Conservation Society , Our Computer Heritage Pilot Study: Delivery of Ferranti Mark I and Mark I Star computer , archived from the original on 11 ธันวาคม 2016 , ดึงข้อมูล9 มกราคม 2010
  49. ^ ลาวิงตัน, ไซมอน. "ประวัติโดยย่อของคอมพิวเตอร์อังกฤษ: 25 ปีแรก (2491-2516)" . สมาคมคอมพิวเตอร์อังกฤษ. สืบค้นเมื่อ10 มกราคม 2010 .
  50. ^ ลี โธมัส เอช. (2003). การออกแบบวงจรรวมความถี่วิทยุ CMOS (PDF ) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ . ISBN  9781139643771. เก็บถาวรจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อวันที่ 9 ธันวาคม 2562 . สืบค้นเมื่อ31 กรกฎาคม 2019 .
  51. เพอร์ส, โรเบิร์ต; บัลดิ, ลิวิโอ; วอร์เด, มาร์เซล ฟาน เดอ; นูเต็น, เซบาสเตียน อี. แวน (2017). นาโนอิเล็กทรอนิกส์: วัสดุ อุปกรณ์ การใช้ งาน2 เล่ม จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์ . หน้า 14. ISBN 9783527340538.
  52. a b Moskowitz, Sanford L. (2016). นวัตกรรมวัสดุขั้นสูง: การจัดการเทคโนโลยีระดับโลกในศตวรรษที่ 21 จอห์น ไวลีย์ แอนด์ ซันส์ . หน้า 165–167. ISBN 9780470508923.
  53. ^ ลา วิงตัน 1998 , pp. 34–35.
  54. ^ a b Cooke-Yarborough, EH (มิถุนายน 2541), "Some early transistor applications in the UK" , Engineering Science & Education Journal , 7 (3): 100–106, doi : 10.1049/esej:19980301 , ISSN 0963-7346 , ดึงข้อมูลเมื่อ 7 มิถุนายน 2009  (ต้องสมัครสมาชิก)
  55. คุก-ยาร์โบโรห์, EH (1957). ความรู้ เบื้องต้นเกี่ยวกับวงจรทรานซิสเตอร์ เอดินบะระ: โอลิเวอร์และบอยด์ หน้า 139.
  56. ^ " 1960: สาธิตทรานซิสเตอร์สารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ (MOS) " The Silicon Engine: เส้นเวลาของเซมิคอนดักเตอร์ในคอมพิวเตอร์ พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์. สืบค้นเมื่อ31 สิงหาคม 2019 .
  57. ^ โมโตโยชิ, เอ็ม. (2009). "ผ่านซิลิกอนเวีย (TSV)" การดำเนินการ ของIEEE 97 (1): 43–48. ดอย : 10.1109/JPROC.2008.2007462 . ISSN 0018-9219 . S2CID 29105721 .  
  58. ^ "ทรานซิสเตอร์รักษากฎของมัวร์" . อีอี ไทม์12 ธันวาคม 2561 . สืบค้นเมื่อ18 กรกฎาคม 2019 .
  59. ^ "ใครเป็นผู้คิดค้นทรานซิสเตอร์" . พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ . 4 ธันวาคม 2556 . สืบค้นเมื่อ20 กรกฎาคม 2019 .
  60. อรรถเป็น ฮิตทิงเจอร์ วิลเลียม ซี. (1973) "เทคโนโลยีโลหะ-ออกไซด์-เซมิคอนดักเตอร์". นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน . 229 (2): 48–59. Bibcode : 1973SciAm.229b..48H . ดอย : 10.1038/scientificamerican0873-48 . ISSN 0036-8733 . จ สท. 24923169 .  
  61. มาล์มสตัดท์ ฮาวเวิร์ด วี.; Enke, คริสตี้จี.; เคร้าช์, สแตนลีย์ อาร์. (1994). การเชื่อมต่อที่ถูกต้อง: ไมโคร คอมพิวเตอร์และเครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ สมาคมเคมีอเมริกัน . หน้า 389. ISBN 9780841228610. ความเรียบง่ายสัมพัทธ์และความต้องการพลังงานต่ำของ MOSFET ได้ส่งเสริมการปฏิวัติไมโครคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
  62. ^ ฟอสซัม เจอร์รี่ จี. ; Trivedi, Vishal P. (2013). พื้นฐานของ MOSFET และ FinFET ที่บางเฉียบ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ . หน้า vii. ISBN 9781107434493.
  63. ^ "ข้อสังเกตโดยผู้อำนวยการ Iancu ในการประชุมทรัพย์สินทางปัญญาระหว่างประเทศประจำปี 2562" . สำนักงานสิทธิบัตรและเครื่องหมายการค้าของ สหรัฐอเมริกา 10 มิถุนายน 2562 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 17 ธันวาคม 2562 . สืบค้นเมื่อ20 กรกฎาคม 2019 .
  64. ^ "ดาวอน คัง" . หอเกียรติยศนักประดิษฐ์แห่งชาติ สืบค้นเมื่อ27 มิถุนายน 2019 .
  65. "Martin Atalla ในหอเกียรติยศนักประดิษฐ์ ค.ศ. 2009" . สืบค้นเมื่อ21 มิถุนายน 2556 .
  66. ^ "ชัยชนะของทรานซิสเตอร์ MOS" . ยู ทูพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ . 6 สิงหาคม 2553 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 18 สิงหาคม 2564 สืบค้นเมื่อ21 กรกฎาคม 2019 .
  67. ^ "The Hapless Tale of Geoffrey Dummer" Archived 11 May 2013 at the Wayback Machine , (nd), (HTML), Electronic Product News , accessed 8 July 2008.
  68. คิลบี, แจ็ค (2000), การบรรยายโนเบล (PDF) , สตอกโฮล์ม: มูลนิธิโนเบล, สืบค้นเมื่อ 15 พฤษภาคม 2551
  69. The Chip that Jack Built , (c. 2008), (HTML), Texas Instruments, สืบค้นเมื่อ 29 พฤษภาคม 2008
  70. Jack S. Kilby, Miniaturized Electronic Circuits, United States Patent Office, US Patent 3,138,743, ยื่นเมื่อ 6 กุมภาพันธ์ 2502, ออกเมื่อ 23 มิถุนายน 2507
  71. วินสตัน, ไบรอัน (1998). เทคโนโลยีสื่อและสังคม: ประวัติศาสตร์: จากโทรเลขสู่อินเทอร์เน็ต เลดจ์ หน้า 221. ISBN 978-0-415-14230-4.
  72. ซักเสนา, อรชุน เอ็น. (2009). การประดิษฐ์วงจรรวม: ข้อเท็จจริงสำคัญที่บอกเล่า วิทยาศาสตร์โลก . หน้า 140. ISBN 9789812814456.
  73. ^ a b "วงจรรวม" . นาซ่า . สืบค้นเมื่อ13 สิงหาคม 2019 .
  74. ^ วงจร Unitary ของ Robert Noyce สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 2981877 "Semiconductor device-and-lead structure" ออกในปี 1961-04-25 มอบหมายให้Fairchild Semiconductor Corporation 
  75. ^ "1959: แนวคิดเกี่ยวกับวงจรรวมเสาหินเชิงปฏิบัติที่ได้รับการจดสิทธิบัตรแล้ว " พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ . สืบค้นเมื่อ13 สิงหาคม 2019 .
  76. ^ โลเจ็ก, โบ (2007). ประวัติวิศวกรรมเซมิคอนดักเตอร์ . สื่อวิทยาศาสตร์และธุรกิจของสปริงเกอร์ หน้า 120 . ISBN 9783540342588.
  77. บาสเซตต์, รอส น็อกซ์ (2007). สู่ยุคดิจิทัล: ห้องปฏิบัติการวิจัย บริษัทสตาร์ทอัพ และการเติบโตของเทคโนโลยี MOS สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์. หน้า 46. ​​ISBN 9780801886393.
  78. ^ ฮัฟฟ์ ฮาวเวิร์ด อาร์.; ซึยะ H.; Gösele, U. (1998). วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุซิลิกอน: การดำเนินการของการประชุมวิชาการระดับนานาชาติครั้งที่แปดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุซิลิกอน สมาคมไฟฟ้าเคมี . น. 181–182. ISBN 9781566771931.
  79. ^ Kuo, Yue (1 มกราคม 2013). "เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง—อดีต ปัจจุบัน และอนาคต" (PDF ) อินเทอร์เฟซ ของสมาคมไฟฟ้าเคมี 22 (1): 55–61. รหัส Bibcode : 2013ECSIn..22a..55K . ดอย : 10.1149/2.F06131if . ISSN 1064-8208 .  
  80. อรรถเป็น "เต่าแห่งทรานซิสเตอร์ชนะการแข่งขัน - CHM Revolution " พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ . สืบค้นเมื่อ22 กรกฎาคม 2019 .
  81. ^ "1964 – เปิดตัว MOS IC เชิงพาณิชย์ครั้งแรก " พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ .
  82. ^ "1968: เทคโนโลยีซิลิคอนเกตที่พัฒนาขึ้นสำหรับไอซี " พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ . สืบค้นเมื่อ22 กรกฎาคม 2019 .
  83. ^ Kuo, Yue (1 มกราคม 2013). "เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง—อดีต ปัจจุบัน และอนาคต" (PDF ) อินเทอร์เฟซ ของสมาคมไฟฟ้าเคมี 22 (1): 55–61. รหัส Bibcode : 2013ECSIn..22a..55K . ดอย : 10.1149/2.F06131if . ISSN 1064-8208 .  
  84. ^ a b "1971: ไมโครโปรเซสเซอร์รวมฟังก์ชัน CPU เข้ากับชิปตัวเดียว " พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ . สืบค้นเมื่อ22 กรกฎาคม 2019 .
  85. ↑ Colinge , ฌอง-ปิแอร์; เกรียร์, เจมส์ ซี. (2016). นาโนไวร์ทรานซิสเตอร์: ฟิสิกส์ของอุปกรณ์และวัสดุในหนึ่งมิติ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ . หน้า 2. ISBN 9781107052406.
  86. ^ ไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกของ Intel—Intel 4004 , Intel Corp., พฤศจิกายน 1971, เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 2008 , ดึงข้อมูลเมื่อ 17 พฤษภาคม 2008
  87. ^ แพตเตอร์สัน เดวิด; เฮนเนสซี, จอห์น (1998). องค์การคอมพิวเตอร์และการออกแบบ . ซานฟรานซิสโก: มอร์แกน คอฟ มันน์ . น.  27–39 . ISBN 978-1-55860-428-5.
  88. ^ Federico Faggin ,การสร้างไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรก ,นิตยสาร IEEE Solid-State Circuits , Winter 2009, IEEE Xplore
  89. ^ a b "7 การปรับปรุงสมาร์ทโฟนที่น่าตื่นตาตื่นใจด้วยชิป Snapdragon 835 ของ Qualcomm " 3 มกราคม 2560.
  90. ชาร์เทียร์ เดวิด (23 ธันวาคม 2551) "ในที่สุด การจัดส่งโน้ตบุ๊กทั่วโลกแซงหน้าเดสก์ท็อป" . อาส เทคนิค .
  91. ^ ไอดีซี (25 กรกฎาคม 2556). "การเติบโตอย่างรวดเร็วในตลาดโทรศัพท์มือถือและสมาร์ทโฟนทั่วโลกในไตรมาสที่สองตาม IDC " เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 26 มิถุนายน 2557
  92. ^ เดวิด เจ. เอค (2000). เครื่องจักรที่ซับซ้อนที่สุด: การสำรวจคอมพิวเตอร์และคอมพิวเตอร์ เอเค ปีเตอร์ส บจก. 54. ISBN 978-1-56881-128-4.
  93. เอร์ริคอส จอห์น คอนโตจิออร์เกส (2006). คู่มือ คอมพิวเตอร์ แบบ ขนาน และ สถิติ . ซีอาร์ซี เพรส. หน้า 45. ISBN 978-0-8247-4067-2.
  94. ^ Verma & Mielke 1988 .
  95. โดนัลด์ อีดี (1968) ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์พื้นฐาน ศิษย์ฮอลล์. หน้า 12.
  96. ^ อาปัด บาร์นา; แดน ไอ. โพรัช (1976). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไมโคร คอมพิวเตอร์และไมโครโปรเซสเซอร์ ไวลีย์. หน้า 85 . ISBN 978-0-471-05051-3.
  97. ^ เจอร์รี่ พีค; เกรซ โทดิโน; จอห์น สแตรงก์ (2002). การเรียนรู้ระบบปฏิบัติการ UNIX: คู่มือฉบับย่อสำหรับผู้ใช้ใหม่ โอเรลลี่. หน้า 130 . ISBN 978-0-596-00261-9.
  98. กิลเลียน เอ็ม. เดวิส (2002). การลดเสียงรบกวนในแอปพลิเคชันคำพูด ซีอาร์ซี เพรส. หน้า 111. ISBN 978-0-8493-0949-6.
  99. ^ TOP500 2006 , หน้า. [ ต้องการ หน้า ] .
  100. ^ "ทำไมคอมพิวเตอร์ถึงพัง" . นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน. สืบค้นเมื่อ3 มีนาคม 2565 .
  101. เทย์เลอร์, อเล็กซานเดอร์ แอล., III (16 เมษายน 1984) "พ่อมดภายในเครื่อง" . เวลา . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 16 มีนาคม 2550 . สืบค้นเมื่อ17 กุมภาพันธ์ 2550 .
  102. อกาธา ซี. ฮิวจ์ส (2000). ระบบ ผู้เชี่ยวชาญ และคอมพิวเตอร์ สำนักพิมพ์เอ็มไอที หน้า 161. ISBN 978-0-262-08285-3. ประสบการณ์ของ SAGE ช่วยให้เครือข่ายเรียลไทม์เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่แห่งแรกเป็นจริงได้: ระบบจองสายการบินด้วยคอมพิวเตอร์ของ SABER
  103. ^ ไลเนอร์ แบร์รี่ เอ็ม.; Cerf, วินตัน จี.; คลาร์ก, เดวิด ดี.; คาห์น, โรเบิร์ต อี.; ไคลน์ร็อก, ลีโอนาร์ด; ลินช์, แดเนียล ซี.; โพสเทล จอน; โรเบิร์ตส์, ลาร์รี จี.; วูล์ฟ, สตีเฟน (1999). "ประวัติโดยย่อของอินเทอร์เน็ต". arXiv : cs/9901011 .
  104. ^ "ความหมายของคอมพิวเตอร์" . Thefreedictionary.com _ สืบค้นเมื่อ29 มกราคม 2555 .
  105. II, โจเซฟ ดี. ดูมัส (2005). สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์: พื้นฐานและหลักการออกแบบคอมพิวเตอร์ ซีอาร์ซี เพรส. หน้า 340. ISBN 9780849327490.

แหล่งที่มา

ลิงค์ภายนอก