หน่วยที่ 3

หน่วยเรียนที่ 3 คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

1. ประวัติของคอมพิวเตอร์

    เป็นอุปกรณ์ที่ได้การพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพสูง

    

    อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์  เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนในช่วงปี พ.ศ. 500  มีการ "ประดิษฐ์ลูกคิด"  (Abacus)  ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา

แผนภาพที่ 3.1 ลูกคิดของชาวจีนเป็นต้นกำเนิดของเครื่องคำนวณ

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

แผนภาพที่ 3.2 เครื่องคำนวณของพาสคัล

     ปี พ.ศ. 2376 ชาร์ล  แบบเบจ ได้สร้างเครื่องคำนวณที่ทำงานโดยอาศัยโปรแกรมเป็นเครื่องแรกของโลก  เราให้เกียรติยกย่องว่าเขาเป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์เนื่องจากเครื่องที่เขาสร้างขึ้นเป็นต้นแบบหรือแนวทางที่นำไปสู่การพัฒนาของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันในปัจจุบัน

  

     ปี  พ.ศ. 2489 คณะนักวิจัย ของประเทศสหรัฐอเมริกาทีมงานหนึ่ง  ได้พัฒนาและสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกมีชื่อเรียกว่า  "อินิแอ็ก"  ( ENIAC)  เพื่อใช้ในการคำนวณวิถีกระสุนปืนใหญ่ที่ใช้ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่  2 มีความสามารถคำนวณสมการที่สลับซับซ้อนได้รวดเร็วและถูกต้อง ใช้ทำงานทดแทนกำลังคนได้หลายร้อยเท่า จากนั้น เครื่องคอมพิวเตอร์ก็ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงให้ดีมากยิ่งขึ้น มีการพัฒนาจากระบบใหญ่ จนสามารถพัฒนาเป็นระบบเล็ก  หรือที่เราเรียกว่า  คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ( Personal Computer หรือ PC )

แผนภาพที่ 3.3 เครื่องคอมพิวเตอร์ขนิดตั้งโต๊ะในยุคแรก

2. ความหมายของคอมพิวเตอร์

      คอมพิวเตอร์มาจากภาษาละตินว่า Computare ซึ่งหมายถึง การนับ หรือ การคำนวณ  พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ให้ความหมายของคอมพิวเตอร์ไว้ว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ

ที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์"             

      คอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ทำงานแทนมนุษย์ ในด้านการคิดคำนวณและสามารถจำข้อมูล ทั้งตัวเลขและตัวอักษรได้เพื่อการเรียกใช้งานในครั้งต่อไป  นอกจากนี้ ยังสามารถจัดการกับสัญลักษณ์ได้ด้วยความเร็วสูง โดยปฏิบัติตามขั้นตอนของโปรแกรม คอมพิวเตอร์ยังมีความสามารถในด้านต่างๆ อีกมาก อาทิเช่น การเปรียบเทียบทางตรรกศาสตร์ การรับส่งข้อมูล การจัดเก็บข้อมูลในตัวเครื่องและสามารถประมวลผลจากข้อมูลต่างๆ ได้

3. ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

        คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ครบถ้วนอย่างประสิทธิภาพต้องมีองค์ประกอบ ดังนี้

คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์  คือ ที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ต่างๆที่เกี่ยวข้องสามารถมองเห็นสัมผัสได้เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด  และเมาส์ เป็นต้น

จำแนกหน้าที่ของฮาร์ดแวร์ต่างๆ แบ่งออกเป็นส่วนสำคัญ 5 ส่วน คือ

1.1 หน่วยรับข้อมูลเข้า (Input Unit)

     เป็นวัสดุอุปกรณ์ต่างๆที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่ระบบเช่น แป้นอักขระ เมาส์ ซีดีรอม ฯลฯ

1.2.  หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)

ทำหน้าที่คำนวณตรรกะและคณิตศาสตร์รวมทั้งการประมวลข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ

1.3  หน่วยความจำ (Memory Unit)

   ทำหน้าที่เก็บข้อมูลจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อไปประมวลผลยังหน่วยประมวลผลกลาง  และเก็บผลลัพธ์ที่ได้มาจากการประมวลผลแล้วเพื่อเตรียมส่งไปยังหน่วยแสดงผล

1.4 หน่วยแสดงผล (Output Unit)

ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลหรือผ่านการคำนวณแล้ว

1.5 อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ (Peripheral Equipment)

เป็นอุปกรณ์ที่นำมาต่อพ่วงเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มากขึ้นเช่น โมเด็ม แผงวงจรเชื่อมต่อ เครือข่าย เป็นต้น

4. ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

-      มีความเร็วในการทำงานสูง  เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถประมวลผลคำสั่งในช่วงเวลา 1 วินาทีได้มากกว่าหนึ่งร้อยล้านคำสั่งจึงใช้ในงานคำนวณต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็ว  เช่น  การฝากถอนเงินจากตู้เอทีเอ็ม  เป็นต้น

-      มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง  สามารถทำงานได้ตลอด  24  ชั่วโมง  เป็นสัปดาห์  หรือเป็นปี  โอกาสเครื่องเสียน้อยมาก ใช้แทนกำลังคนได้มากมาย

-      มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้

-      เก็บข้อมูลได้มาก  ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ

-      สามารถโอนย้ายข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่องหนึ่งโดยผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว  ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้งาน

5. ระบบคอมพิวเตอร์

      ระบบคอมพิวเตอร์  หมายถึง  กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใดๆ กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์  ของสำนักทะเบียนราษฎร์  กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย

6.องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

  

แผนที่ 3.4  แสดงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ  จะประกอบด้วยส่วนสำคัญ   4  ส่วน  ดังนี้

        5.1   ฮาร์ดแวร์    (hardware)  หรือ  ส่วนเครื่อง

        5.2   ซอฟต์แวร์  (software)  หรือ  ส่วนชุดคำสั่ง

        5.3   ข้อมูล        (data)

        5.4   บุคลากร    (people)

5.1 ฮาร์ดแวร์  (Hardware)

          อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์  (hardware)  หมายถึง   ตัวเครื่องและอุปกรณ์ส่วนต่างๆ ที่เราสามารถสัมผัสและจับต้องได้  ฮาร์ดแวร์จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ  4  ส่วน   ดังนี้คือ

1.  ส่วนประมวลผล   (processor)

         หน่วยประมวลผลกลาง  (Central Processing Unit)  หรือ เรียกคำย่อว่า  ซีพียู  (CPU)  คำว่า  ซีพียู  มีความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์  2  อย่างด้วยกัน  คือ

          

      1.  ตัวชิป  (chip)  ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

      2.  ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่

         

      ความหมายส่วนที่  2  ถ้ามองทางด้านเทคนิคแล้วจะเป็นความหมายที่ไม่ถูกต้อง  เนื่องจากตัวซีพียูเป็นชิปคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เหมือนส่วนสมองของระบบคอมพิวเตอร์

2.  ส่วนความจำ   (memory)

        สามารถแยกประเภทของหน่วยความจำ  (memory)  ได้ดังนี้

2.1 หน่วยความจำหลัก  (Main memory) คือ หน่วยเก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูลที่สามารถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่ง ข้อมูลจะถูกนำไปเก็บไว้และสามารถถูกนำออกมาใช้ในการประมวลผลในภายหลัง หน่วยความจำหลักแบ่งได้ 2 ประเภทคือ

2.1.1  หน่วยความจำแบบ “แรม” (RAM = Random Access Memory)

2.1.2  หน่วยความจำแบบ “รอม” (Read Only Memory)

2.2 หน่วยความจำสำรอง (secondary storage) 

       หน่วยความจำชนิดนี้มีไว้สำหรับสำรองหรือทำงานกับข้อมูลและโปรแกรมขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของหน่วยความจำหลักมีจำกัด หน่วยความจำสำรองสามารถเก็บไว้ได้หลายแบบ 

3.  อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก   (input-output devices)

4.   อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล   (storage device)

ตัวจานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง  (Hard Disk)

       ประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กตั้งแต่หนึ่งแผ่นจนถึงหลายแผ่น และเครื่องขับจาน  (Hard Disk Drive)  เป็นส่วนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์  มีมอเตอร์ทำหน้าที่หมุนแผ่นจานแม่เหล็กด้วยความเร็วสูง มีหัวแม่เหล็กทำหน้าที่อ่านและเขียนข้อมูลต่างๆ

แผนภาพที่ 3.5 จานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง

ดีวีดี  (DVD  หรือ  Digital  Versatile  Disk)

           เป็นแผ่นซีดีที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด โดยแผ่นดีวีดีสามารถเก็บข้อมูลได้ไม่ต่ำกว่า 4.7 จิกะไบต์ คาดหมายว่าแผ่นดีวีดีจะถูกนำมาใช้แทนซีดี-รอม  เลเชอร์ดิสก์   หรือแม้แต่วิดีโอเทป

       

แผนภาพที่  3.6 ดีวีดี (DVD หรือ Digital Versatile Disk)

ยูเอสบีแฟลชไดรฟ์ ( USB flash drive)
      

        เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำหรับเก็บข้อมูลโดยใช้หน่วยความจำแบบแฟลช ทำงานร่วมกับยูเอสบี 1.1 หรือ 2.0 มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ในปัจจุบัน แฟลชไดรฟ์มีความจุตั้งแต่ 4 GB ถึง 2TB โดยทั่วไปไดรฟ์จะทำงานได้ในหลายระบบปฏิบัติการซึ่งรวมถึง วินโดวส์ 98/ME/2000/XP/Vista/7 แมคอินทอช ลินุกซ์ และยูนิกซ์
แฟลชไดรฟ์ รู้จักกันในชื่อต่างๆ รวมถึง "ทัมบ์ไดรฟ์" "คีย์ไดรฟ์" "จัมป์ไดรฟ์ และชื่อเรียกอื่น โดยขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ปัจจุบันชื่อสากล จะเรียกว่าแฟลชไดรฟ์

แผนภาพที่ 3.7   ยูเอสบีแฟลชไดรฟ์ ( USB flash drive)

จอภาพ (monitor)
      เป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลผลลัพธ์ที่เกิดจากการประมวลผลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถแสดงผลได้ทั้งตัวหนังสือ ภาพนิ่ง และภาพเคลื่อนไหว โดยทั่วไปนิยมใช้แบบจอภาพสี

แผนภาพที่ 3.8  ตัวอย่างของจอภาพ

เมาส์ (mouse)

              เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายตัวหนู ส่วนของสายสัญญาณจากตัวอุปกรณ์ที่ต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์มีลักษณะคล้ายส่วนหางหนู เราใช้เมาส์ในการควบคุมตัวชี้ (Pointer) ที่ปรากฏบนจอภาพให้สามารถเลื่อนไปสู่ตำแหน่งต่างๆ ที่ต้องการได้โดยง่ายสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในการควบคุมคำสั่งก็ได้ จะมีปุ่มควบคุม 2 ปุ่ม ด้วยกันโดยทำหน้าที่แตกต่างกันดังนี้

1. ปุ่มซ้ายมือถ้ากดหนึ่งครั้งหมายถึงการเลือกและถ้ากดสองครั้งติดต่อกันหมายถึงสั่งให้โปรแกรมหรือสั่งรูปที่เลือกทำงาน

2. ปุ่มขวามือถ้ากดให้แสดงฟังก์ชันพิเศษโดยใช้ตัวชี้เป็นตัวเลือกฟังก์ชันที่ต้องการได้

แผนภาพที่ 3.9 ตัวอย่างของเมาส์

6.บุคลากรคอมพิวเตอร์ (Peopleware)

        หมายถึงกลุ่มบุคคลที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และโปรแกรม เช่น นักเขียนโปรแกรม (Programmer) เ ป็นผู้นำทำหน้าที่ออกแบบและพัฒนาโปรแกรม นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) เป็นผู้วิเคราะห์ปัญหาและระบบงานที่มีอยู่แล้วเพื่อแก้ปัญหาและออกแบบระบบใหม่ให้ดีกว่าเดิม ผู้บริหารระบบ (System Administrator) เป็นผู้ควบคุมจัดการระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมดให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ

บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่

- ผู้ดูแลระบบ (System Administrator)

- นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst)

- นักเขียนโปรแกรม (Programmer)

- วิศวกรระบบ (System Engineer)

- วิศวกรเครือข่าย (Network Engineer)

- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง (Super User)

- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป (User)