หน่วยที่ 3

                       
                    หน่วยที่ 3 คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

1. ประวัติของคอมพิวเตอร์

  เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบัน  เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี  เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน  จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์มีศักยภาพสูงที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวันในขณะนี้  เพื่อนำมาช่วยทำงานด้านการคำนวณประมวลผล และสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการผลิตงานทางด้านอุตสาหกรรมในโรงงานต่าง ๆ

              อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนในช่วงปี  พ.ศ. 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด (Abacus) ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา

             ในปี พ.ศ. 2185 แบลส์ พาสคัล (Blaise Pascal) นักวิทยาศาสตร์และปรัชญาชาวฝรั่งเศส ได้ประดิษฐ์เครื่องคิดเลขขึ้นมาใช้งาน เครื่องมือที่เขาสร้างขึ้นใช้ในการคำนวณ สามารถใช้บวกและลบค่าตัวเลขได้อย่างถูกต้อง 

             ปี พ.ศ. 2376 ชาร์ล แบบเบจ ได้สร้างเครื่องคำนวณที่ทำงานโดยอาศัยโปรแกรมเป็นเครื่องแรกของโลก เราให้เกียรติยกย่องว่าเขาเป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์เนื่องจากเครื่องที่เขาสร้างขึ้นเป็นต้นแบบหรือแนวทางที่นำไปสู่การพัฒนาของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันในปัจจุบันลูกคิดเพื่อคิดเลขชาวจีนเครื่องคำนวณพาสคัล

               

ลูกคิดเพื่อคิดเลขชาวจีน

เครื่องคำนวณพาสคัล

                       ปี พ.ศ. 2489 คณะนักวิจัยของประเทศสหรัฐอเมริกาทีมงานหนึ่งได้พัฒนาและสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกมีชื่อเรียกว่า อินิแอ็ก ( ENIAC)  เพื่อใช้ในการคำนวณวิถีกระสุนปืนใหญ่ที่ใช้ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 มีความสามารถคำนวณสมการที่สลับซับซ้อนได้รวดเร็วและถูกต้อง  ใช้ทำงานทดแทนกำลังคนได้หลายร้อยเท่า  ต่อจากนั้น เครื่องคอมพิวเตอร์ก็ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงให้ดีมากยิ่งขึ้น  มีการพัฒนาจากระบบใหญ่  จนสามารถพัฒนาเป็นระบบเล็ก  หรือที่เราเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล  ( Personal  Computer  หรือ  PC )  มีความสามารถในการทำงานไม่ด้อยกว่าเครื่องขนาดใหญ่  โดยเราสามารถพบเห็นการนำเครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทนี้มาใช้งานทั่วไป  เช่นในสำนักงานห้างร้านต่างๆ หรือแม้กระทั่งการใช้งานที่บ้าน  ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีในปัจจุบัน  ช่วยให้เราสามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์พีซีที่ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์พิเศษต่อผ่านสายสัญญาณโทรศัพท์  เพื่อใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใดก็ได้  สามารถใช้ระบบอินเทอร์เน็ตสืบค้นข้อมูล  พูดคุยกับเพื่อนชาวต่างประเทศหรือภายในประเทศ  แลกเปลี่ยนข้อมูลรวมถึงการส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์  ติดตามเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นทั่วโลกได้รวดเร็วขึ้น

เครื่งคอมพิวเตอร์ชนิดตั้งโต๊ะในยุคแรก

2. ความหมายของคอมพิวเตอร์

     คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่าง ๆ สามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือมีศักยภาพสูงในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ  ตัวอักษร และเสียง ทำให้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานได้อย่างกว้างขวาง

3. ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

    คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้ครบถ้วนอย่างมีประสิทธิภาพต้องมีองค์ประกอบสำคัญ ดังนี้ คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกัคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาท์  เป็นต้นจำแนกหน้าที่ของฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ สามารถแบ่งออกเป็นส่วนสำคัญ  5  ส่วน คือ

1.  หน่วยรับข้อมูลเข้า(Input Unit) เป็นวัสดุอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์เกี่ยวข้อง เช่นแป้นพิมพ์ (keyboard) เมาส์(mouse) ซีดีรอม(CD-Rom) ไมโครโฟน(Microphone) ฯลฯ

2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณทั้งทางตรรกะและคณิตศาสตร์ รวมทั้งการประมวลข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ

3. หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่ส่งมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งไปประมวลผลยังหน่วยประมวลผลกลาง และเก็บผลลัพธ์ที่ได้มาจากการประมวลผลแล้ว  เพื่อเตรียมส่งไปยังหน่วยแสดงผล

4. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลหรือผ่านการคำนวณแล้ว

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

4. ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

ประโยชน์ที่เราได้รับจากการนำคอมพิวเตอร์มาใช้งาน  สามารถแบ่งได้ดังนี้

         1.   มีความเร็วในการทำงานสูง  เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถประมวลผลคำสั่งในช่วงเวลา 1 วินาทีได้มากกว่าหนึ่งร้อยล้านคำสั่งจึงใช้ในงานคำนวณต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็ว  เช่น  การฝากถอนเงินจากตู้เอทีเอ็ม  เป็นต้น

       2.    มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง สามารถทำงานได้ตลอด  24  ชั่วโมง  เป็นสัปดาห์  หรือเป็นปี  โอกาสเครื่องเสียน้อยมาก ใช้แทนกำลังคนได้มากมาย

       3.    มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้

       4.     เก็บข้อมูลได้มาก  ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ

       5.   สามารถโอนย้ายข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่องหนึ่งโดยผ่ระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้งาน

5. ระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์  หมายถึง  กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใด ๆ กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์ ของสำนักทะเบียนราษฎร์ กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย ระบบเวชระเบียนของโรงพยาบาล ระบบเสียภาษี ระบบทะเบียนการค้า ระบบทะเบียนประวัติอาชญากรรมของสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ฯลฯ ถ้าต้องการทราบข้อมูลต่าง ๆ เหล่านี้ สามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4  ส่วน ดังนี้ 

1.     ฮาร์ดแวร์ (hardware) หรือส่วนเครื่อง

2.     ซอฟต์แวร์ (software) หรือส่วนชุดคำสั่ง

3.      ข้อมูล (data)

4.      บุคลากร (people)

อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์(Hardware)

 อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์(Hardware) หมายถึง เครื่องมือหรืออุปกรณ์ส่วนต่างๆที่สามารถจับต้องได้  ฮาร์ดแวร์จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน

 1.ส่วนประมวลผล

2.ส่วนความจำ

3.อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก

4.อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล

หน่วยประมวลผลกลาง

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit ):CPU  คำว่า CPUมีความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์ 2 อย่างด้วยกันคือ

  1. ตัวชิป (chip) ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

 2. ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่

หน่วยความจำ

เราสามารถแยกประเภทของหน่วยความจำ(memory)ได้ดังนี้

 1.หน่วยความจำหลัก

 2.หน่วยความจำสำรอง

 3.หน่วยเก็บข้อมูล

หน่วยความจำหลัก  (Main memory) คือ หน่วยเก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูลที่สามารถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งหน่วยความจำหลักแบ่งได้  2 ประเภทคือ

  1.หน่วยความจำแบบแรม

  2.หน่วยความจำแบบรอม

1. แรม (Random Access Memory : RAM) เป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลสำหรับใช้งานทั่วไป  การอ้างอิงตำแหน่งที่อยู่ของข้อมูลใดๆ เพื่อการเขียนและการอ่านจะกระทำแบบการเข้าถึงโดยสุ่มคือ เรียกไปที่ตำแหน่งที่อยู่ข้อมูลใดก็ได้ หน่วยความจำนี้เรียกว่า แรม หน่วยความจำประเภทนี้จะเก็บข้อมูลไว้ตราบเท่าที่มีกระแสไฟฟ้ายังจ่ายให้วงจร หากไฟฟ้าดับเมื่อใด ข้อมูลก็จะสูญหายทันที 

2. รอม (Read Only Memory : ROM) เป็นหน่วยความจำอีกประเภทหนึ่งที่มีการอ้างอิงตำแหน่งที่อยู่ข้อมูลแบบเข้าถึง โดยสุ่มหน่วยความจำประเภทนี้มีไว้เพื่อบรรจุโปรแกรมสำคัญบางอย่าง เพื่อว่าเมื่อเปิดเครื่องมา ซีพียูจะเริ่มต้นทำงานได้ทันทีข้อมูลหรือโปรแกรมที่เก็บไว้ในรอมจะถูกบันทึกมาก่อนแล้ว ผู้ใช้สามารถอ่านข้อมูลได้ แต่ไม่สามารถเขียนข้อมูลใดๆ ลงไปได้ซึ่งข้อมูลหรือโปรแกรมที่อยู่ในรอมนี้จะอยู่อย่างถาวร แม้จะปิดเครื่องข้อมูลหรือโปรแกรมก็จะไม่ถูกลบไป 

หน่วยความจำรอง

หน่วยความจำรองหรือหน่วยเก็บข้อมูล (Storage) มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ไว้ และสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกตามต้องการ บางครั้งเรียกว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory) ประกอบด้วย

  1.  แผ่นบันทึก (floppy disk หรือ diskette)

  2.  ฮาร์ดดิสก์ (harddisk)

  3.  เทปแม่เหล็ก (magnetic tape) 

  4.  แผ่นซีดี (Compact Disk : CD ) 

 บุคลากรทางคอมพิวเตอร์ (PEOPLEWARE)

        บุคลากรทางคอมพิวเตอร์ หมายถึง คนที่มีความรู้ความสามารถในการใช้หรือควบคุมให้การใช้คอมพิวเตอร์เป็นไปอย่างราบรื่น อาจจะประกอบด้วยคนเพียงคนเดียวหรือหลายคนช่วยกันรับผิดชอบ โครงสร้างของหน่วยงานคอมพิวเตอร์ บุคลากรทางคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่

  -ผู้ดูแลระบบ

 - นักวิเคราะห์ระบบ

 - นักเขียนโปรแกรม

 - วิศวกรระบบ

 - วิศวกรเครือข่าย

 - ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง

 - ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป