หน่วยที่ 3

หน่วยที่  3 คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

     ประวัติของคอมพิวเตอร์

เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบันเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน จนกลายเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ศักยภาพสูงที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวันขณะนี้ เพื่อนำมาช่วยทำงานด้านการคำนวณประมวล และสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการผลิตงานด้านต่างๆได้อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนในช่วงปี  พ.ศ 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด(Abacus)ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิอเลขในยุคต่อมา 

ในปี พ.ศ  2185 แบลส์ พาสคัส(Blaise Pascal)นักวิทยาศาสตร์และชาวปรัชญาชาวฝรั่งเศส ได้ประดิษฐ์เครื่องคิดเลขขึ้นมาใช้งาน เครื่องมือที่เขาสร้างขึ้นใช้ในการคำนวณ สามารถใช้ค่าบวกและลบตัวเลขได้อย่างถูกต้อง

ปี พ.ศ 2376 ชาร์ล แบบเบจ ได้สร้างเครื่องคำนวนที่ทำงานโดยอาศัยโปรแกรมเป็นเครื่องแรกของโลกเราให้เกียรติยกย่องว่าเขาเป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์เนื่องจากเครื่องที่เขาสร้างขึ้นเป็นต้นแบบหรือแนวทางที่นำไปสู่การพัฒนาของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันในปัจจุบัน

ปี พ.ศ 2489  คณะนักวิจัยของประเทศสหรัฐอเมริกาทีมงานหนึ่งได้พัฒนาและสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกมีชื่อว่า อินิแอ็ก(ENIAC)เพื่อใช้ในการคำนวณวิธีกระสุนปืนใหญ่ที่ใช้ระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 มีความสามารถคำนวณสมการที่สลับซับซ้อนได้รวดเร็วและถูก

 ความหมายของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ เป้นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่งหรือโปรแกรมต่างๆสามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์ คือ มีศักยภาพสุงในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นเลข รูปภาพ ตัวอัษร และเสียง

ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้ครบถ้วนอย่างมีประสิทธิภาพมีองค์ประกอบ ดังนี้

คอมพิวเตอร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสำผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาส์ เป็นต้น

จำแนกหน้าที่ของฮาร์แวร์ต่างๆสามารถแบ่งออกเป็น    ส่วนสำคัญ 5 ส่วนคือ

1.หน่วยรับข้อมูล(Input Unit)เป็นวัสดุอุปกรณ์ต่างๆที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณที่เข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น แป้นอักขระ(keyboard)เมาส์(mouse)   ซีดีรอม(CD-Rom)ไมโครโฟน(Microphone

2.หน่วยประมวลผล(Central processing Unit:CPU)ทำหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณทั้งทางตรรกะและคณิตศาสตร์ รวมทั้งการประมวลข้อมูลตามที่ได้รับคำสั่ง

 3.หน่วยความจำ(Memory Unit)ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่ส่งมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งไปประมวลผลยังหน่วยประมวลผลกลาง และเก็บผลลัพธ์ที่ได้มาจากประมวล เพื่อเตรียมส่งไปยังหน่วยแสดงผล

4.หน่วยแสดงผล(Output Unit)ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลหรือผ่านคำนวณแล้ว

5.อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ(Peripheal Equipment)เป็นอุปกรณ์ที่นำมาต่อพ่วงเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มากยิ่งขึ้น เช่น โมเด็ม แผงวงจรเชื่อมต่อ เครือข่าย เป็นต้น

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

1.มีความเร็วในการทำงานสูง เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถประมวลผลคำสั่งในช่วงเวลา 1 วินาที ได้มากกว่าหนึ่งร้อยล้านคำสั่งจึงใช้งานในการคำนวณต่างๆได้อย่างรวดเร็ว เช่น การฝากถอนเงินจากตู้เอทีเอ็ม เป็นต้น

2.มีประสิทธฺภาพในการทำงานสูง สามารถทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงเป็นสัปดาห์ หรือเป็นปีโอกาสเครื่องเสียน้อยมาก ใช้แทนกำลังคนได้มากมาย

3. มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้

 4. เก็บข้อมูลได้มาก ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ

  5. สามารถโอนย้ายข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง    โดยผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็วช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้งาน

ระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใดๆกับข้อมูลให้อยู่ในแบบที่เป้นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์ ของสำนักทะเบียนราษฎร์กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย ระบบเสียภาษี ระบบทะเบียนการค้า ระบบปรัวัติอาชญากรรมของสำนักงานตำรวจแห่งชาติ เป็นต้น

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วนดังนี้

1.ฮาร์ดแวร์(hardware)หรือส่วนเครื่อง

2.ซอฟต์แวร์(software)หรือส่วนชุดคำสั่ง

3.ข้อมูล(data)

4.บุคลากร(pepople)

ฮาร์ดแวร์(Hardware)

อุปกรณ์ฮาร์แวร์(hardware)หมายถึงตัวเครื่องและอุปกรณ์ส่วนต่างๆที่เราสามารถสัมผัสและจับต้องได้ ฮาร์ดแวร์จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วนดังนี้

1.ส่วนประมวลผล(processor)

2.ส่วนความจำ(memor)                                  

3.อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก(input-output devices)

4.อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล(storage device)

หน่วยประมวลผลกลาง

หน่วยประมวลผลกลาง(Central Processing Unit)หรือเรียกคำย่อว่า ซีพียู(CPU)คำว่าซีพียู ความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์ 2 อย่างด้วยกันคือ

1.ตัวชิป(chip) ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

2.ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่

ความหมายส่วนที่ 2 ถ้ามองทางด้านเทคนิคแล้วจะเป็ความหมายที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากตัวซีพียูเป็นชิปคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เหมือนส่วนสมองของระบบคอมพิวเตอร์

ซีพียูมีหน้าที่หลักในการควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ประมวลผลและเปรียบเทียบข้อมูล โดยทำการเปลี่ยนแปลงข้อมูลดิบให้เป็นสารสนเทศที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ ความสามรถของซีพียูนั้นพิจารณาความเร็วของการทำงาน การรับส่งข้อมูล การอ่านและเขียนข้อมูลในหน่วยความจำความเร็วของซีพียูขึ้นอยู่กับตัวให้จังหวะที่เรียกว่า สัญญาณนาฬิกา เป็นความเร็วของจำนวนรอบสัญญาณใน 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (hertz)ความสามารถของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่นิยมใช้งานในปัจจุบันจะใช้ซีพียูรุ่นเพนเทียมทรี(Pentium III)หรือสูงเกินโดยมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงถึง 1 จิกะเฮิรตซ์(1 GHz)คือสัญญาณที่มีความเร็ว1ล้านรอบใน1วินาทีและมีแนวโน้มที่สามรถพัฒนาให้มีความเร็วมากขึ้นเรื่อยๆ

หน่วยความจำ

เราสามารถแยกประเภทหน่วยความจำ(Memory)ได้ดังนี้

1.หน่วยความจำหลัก(Main Memory)คือหน่วยข้อมูลและเก็บคำสั่งต่างๆของเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูลที่สามรถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่ง ข้อมูลจะถูกนำไปเก็บไว้และสามารถถูกนำออกมาใช้ในการประมวลผลในภายหลัง โดยซีพียูทำหน้าที่ในการนำข้อมูลเข้าและนำออกจากหน่วยความจำหรืออย่างใดอย่างหนึ่ง

หน่วยความจำหลักแบ่งได้ 2 ประเภทคือ

1.1 หน่วยความจำแบบ”แรม”(RAM=Random Access Memory)

 1.2 หน่วยความจำแบบ”รอม”(Read Onry Memory)

2.หน่วยความจำรอง(Secondary Storage)หน่วยความจำชนิดนี้มีไว้สำหรับสำรองหรือทำงานกับข้อมูลและโปรแกรมขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของหน่วยความจำหลักมีจำกัด หน่วยความจำสำรองสามารถเก็บไว้ได้หลายแบบ เช่น แผ่นบันทึก(Floppy Disk)จานบันทึกแบบแข็ง(Hard Disk)แผ่นซีดีรอม(CD-Rom)และจานแสงแม่เหล็กเป็นต้น

จานบันทึกข้อมูล

ตัวจานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง(Hard Disk)ประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กตั้งแต่หนึ่งแผ่นจนถึงหลายแผ่นและเครื่องขับจาน(Hard Disk Drive)เป็นส่วนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ มีมอเตอร์ทำหน้าที่หมุนแผ่นจานแม่เหล็กด้วยความเร็วสูง มีหัวแม่เหล็กทำหน้าที่อ่านและเขียนข้อมูลต่างๆลงบนผิวของแผ่นดังกล่าวตามคำสั่งของโปรแกรมหรือผู้ปฏิบัติงานต้องการโดยหัวอ่านและเขียนไม่ได้สัมผัสแผ่นโดยตรงแต่เคลื่อนที่ผ่านแผ่นไปเท่านั้นส่วนการบันทึกข้อมูลได้จำนวนมากเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับเครื่องและรุ่นที่ใช้ปัจจุบันสามารถเก็บข้อมูลได้ตั้งแต่ขนาด 500 เมกะไบต์(Megabyte)จนถึง 80กิกะไบต์(Gigabyte)หรือมากกว่า

แผ่นบันทึกหรือฟลอปปี้ดิสก์

แผ่นบันทึกข้อมูล(Floppy Disk)เป็นหน่วยความจำรอง ตัวแผ่นทำด้วยพลาสติกชนิดอ่อน มาตรฐานที่นิยมใช้ในขณะนี้จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 ความจุข้อมูล 1.44เมกะไบต์ บรรจุในซองพลาสติกแข็งเพื่อป้องกันกับแผ่นบันทึกไม่ให้เสียหายง่าย ใช้เป็นสื่อในการถ่ายโอนหรือสำเนาแฟ้มข้อมูลนอกจากนี้ยังมีแผ่นบันทึกชนิดพิเศษสามารถเก็บข้อมูลเป็นจำนวนมากถึง 200 เมกะไบต์หรือมากกว่านั้น เช่น ซิปดิสก์(Zip Disk)แจ๊ซดิสก์(Jaz Disk)เป็นต้น

ซีดีรอม

ซีดี ย่อมาจากคอมแพกดิสก์และรอมเป็นคำเดียวกับหน่วยความจำแบบรอมคือคำว่า Read Only Memory แผ่นซีดีรอม(CD-ROM)หรือแผ่นซีดี เป็นแผ่นบันทึกข้อมูลที่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์อ่านข้อมูลที่บันทึกไว้ออกมาใช้ ไม่สามารถบันทึกข้อมูลเราลงไปได้ ใช้อ่านอย่างเดียว ลักษณะคล้ายแผ่นซีดีเพลงใช้ระบบเสียงเลเซอร์ในการอ่านข้อมูลที่เก็บได้ทั้งตัวอักษรตัวเลข เสียงและภาพก็ได้ มีความจุประมาณ 650 เมกะไบต์หรือมีความจุมากกว่าแผ่นเก็บข้อมูลประมาณ 450 เท่าหรือสามารถเก็บข้อมูลจากหนังสือประมาณ 500 เล่ม

  

ดีวีดี(DVD หรือDigital Versatile Disk)เป็นแผ่นซีดีที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด โดยแผ่นดีวีดีสามารถเก็บข้อมูลได้ต่ำกว่า 4.7 จิกะไบต์ คาดหมายว่าแผ่นดีวีดีจะถูกนำมาใช้แทนซีดี-รอม เลเซอร์ดิสก์หรือแม้แต่วีดีโอเทป

จอภาพ(Monitor)เป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลผลลัพธ์ที่เกิดจากการประมวลผลจากเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแสดงผลได้ทั้งตัวหนังสื่อ ภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหว โดยทั่วไปนิยมใช้แบบจอภาพสี สามารถแสดงระดับความแตกต่างของสีตั้งแต่ 1,625,665,536และ16,177,216สีความละเอียดของจุดภาพที่เรียกว่า พิกเซล(Pixel)ในการแสดงผลที่ปรากฏบนหน้าจอภาพขึ้นอยู่กับขนาดแมทริกซ์ของการแสดง เช่น640x480,800x600,1024x768และ1280x1024จุด

แผงแป้นอักขระ

แผงแป้นอักขระหรือแป้นพิมพ์(Keyboard)เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถรับเข้าข้อมูลจากการกดแป้นพิมพ์เพื่อส่งต่อไปให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ แป้นพิมพ์ที่นิยมใช้จะมี 101 แป้นและแยกแป้นอักขระและตัวเลขออกจากกัน ส่วนบนจะเป็นแป้นคำสั่งพิเศษเพื่อใช้งานได้สะดวกขึ้น

เมาส์

เมาส์(Mouse)เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายตัวหนู ส่วนของสายสัญญาณจากตัวอุปกรณ์ที่ต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์มีลักษณะคล้ายส่วนหางหนู เราใช้เมาส์ในการควบคุมตัวชี้(Pointer)ที่ปรากฏบนจอภาพให้สามารถเลื่อนไปสู่ตำแหน่งต่างๆที่ต้องการได้โดยง่ายสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในการควบคุมคำสั่งก็ได้

      จะมีปุ่มควบคุม 2ปุ่มด้วยกันโดยทำหน้าที่แตกต่างกันดังนี้ๆ

1. ปุ่มซ้ายมือถ้ากดหนึ่งครั้งหมายถึงการเลือกและถ้ากดสองครั้งติดต่อกันหมายถึงคำสั่งโปรแกรมหรือสั่งรูปที่เลือกทำงาน

2. ปุ่มขวามือถ้ากดให้แสดงฟังก์ชันพิเศษ โดยใช้ตัวชี้เป็นตัวเลือกฟังก์ชันที่ต้องการได้ในปัจจุบันมีการพัฒนาเมาส์ให้มีรูปร่างสวยงามและกะทัดรัดต่อการใช้งาน บางรุ่นอาจมีรูปกลมควบคุม(Track Ball)เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานได้ด้วย

หมายเหตุ ปัจจุบันเมาส์ได้รับการออกแบบให้มีรูปทรงทันสมัยใช้งานง่ายและสะดวกเพราะบางรุ่นไม่ต้องใช้ลูกกลิ้งและมีจำนวนเมาส์มากถึง 4 ปุ่ม ทั้งยังติดตั้งปุ่มควบคุม Scroll สำหรับการเลื่อนเอกสารขึ้นลงโดยไม่ต้องเคลื่อนเมาส์และด้วยเทคโนโลยีใหม่กับการส่งสัญญาณด้วยแสง ทำให้สามารถเคลื่อนเมาส์ได้รวดเร็วบนพื้นผิวทุกประเภท

บุคลากร

บุคลากรคอมพิวเตอร์(People Ware)หมายถึงกลุ่มบุคคลที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และโปรแกรม เช่นนักเขียนโปรแกรม(Programmer)เป็นผู้นำทำหน้าที่ออกแบบและพัฒนาโปรแกรมนักวิเคราะห์ระบบ(System Administrator)เป็นผู้ควบคุมจัดการระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมดให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพคนเหล่านี้เชี่ยวชาญด้านระบบงานคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะจึงจำเป็นต้องมีไว้เพื่อให้บริการแก่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปที่อาจไม่มีความรู้ด้านคอมพิวเตอร์เลยให้พวกเขาสามารถใช้บริการระบบสารสนเทศได้อย่างสะดวก และยังเป็นการป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นเนื่องจากความไม่รู้ของผู้ใช้ได้

บุคลากรคอมพิวเตอร์   ซึ่งถือว่าเป็นส่วนประกอบสำคัญส่วนหนึ่งของระบบคอมพิวเตอร์เพราะแต่เดิมนั้นคอมพิวเตอร์เป็นสิ่งที่ใช้ยาก บุคลากรที่ทำหน้าที่เป็นผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์จะต้องมีความรู้ในระดับผู้ชำนาญการที่เดียว แต่ในปัจจุบัน การใช้งานคอมพิวเตอร์มีหลายระดับ ในระดับพื้นฐานนั้นการใช้งานจะง่ายมากเพราะทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สมัยใหม่ได้รับการออกแบบให้ง่ายต่อการใช้งาน เรียกว่า “เป็นมิตรต่อผู้ใช้”(User Friendly)ผู้ใช้งานในระดังนี้

เมื่อได้รับการฝึกหัดเพียงเล็กน้อยก็สามารถเริ่มใช้ได้ทันที อย่างไรก็ตาม ระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน มักมีการต่อเชื่อมกับเครือข่ายซึ่งส่วนนี้ยังมีความยุ่งยากพอสมควรนอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่อง ไวรัสคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นโปรแกรมชนิดหนึ่งที่สามารถทำให้เกิดความผิดปกติในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ ไวรัสคอมพิวเตอร์เกิดจากผู้ไม่ประสงค์ดีหรือนักศึกษาที่หลงผิด(ร้อนวิชาและอยากทดลองใช้วิชาในทางที่ผิด)ผลิตขึ้นมาโดยมีเจตนาทำให้เกิดความเสียหายแก่ระบบคอมพิวเตอร์ของผู้อื่น

ด้วยเหตุผลดังกล่าว จึงยังมีความจำเป็นต้องใช้บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่มีความเชี่ยวชาญมาดูแลระบบคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในองค์กรที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมาก และมีการเชื่อมต่อกับเครือข่าย

บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่

-ผู้ดูแลระบบ(System Administrator)

-นักวิเคราะห์ระบบ(System Analyst)

-นักเขียนโปรแกรม(Programmer)

-วิศวกรระบบ(System Engineer)

-วิศวกรเครือข่าย(Network Engineer)

-ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง(Super User)

-ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป(User)