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
ยูเอสบีแฟลชไดรฟ์ ( USB flash drive)
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)
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
แฟลชไดรฟ์ รู้จักกันในชื่อต่างๆ รวมถึง "ทัมบ์ไดรฟ์" "คีย์ไดรฟ์" "จัมป์ไดรฟ์ และชื่อเรียกอื่น โดยขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ปัจจุบันชื่อสากล จะเรียกว่าแฟลชไดรฟ์
แผนภาพที่ 3.7 ยูเอสบีแฟลชไดรฟ์ ( USB flash drive)
เป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลผลลัพธ์ที่เกิดจากการประมวลผลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถแสดงผลได้ทั้งตัวหนังสือ ภาพนิ่ง และภาพเคลื่อนไหว โดยทั่วไปนิยมใช้แบบจอภาพสี
แผนภาพที่ 3.8 ตัวอย่างของจอภาพ
เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายตัวหนู ส่วนของสายสัญญาณจากตัวอุปกรณ์ที่ต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์มีลักษณะคล้ายส่วนหางหนู เราใช้เมาส์ในการควบคุมตัวชี้ (Pointer) ที่ปรากฏบนจอภาพให้สามารถเลื่อนไปสู่ตำแหน่งต่างๆ ที่ต้องการได้โดยง่ายสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในการควบคุมคำสั่งก็ได้ จะมีปุ่มควบคุม 2 ปุ่ม ด้วยกันโดยทำหน้าที่แตกต่างกันดังนี้
1. ปุ่มซ้ายมือถ้ากดหนึ่งครั้งหมายถึงการเลือกและถ้ากดสองครั้งติดต่อกันหมายถึงสั่งให้โปรแกรมหรือสั่งรูปที่เลือกทำงาน
2. ปุ่มขวามือถ้ากดให้แสดงฟังก์ชันพิเศษโดยใช้ตัวชี้เป็นตัวเลือกฟังก์ชันที่ต้องการได้
แผนภาพที่ 3.9 ตัวอย่างของเมาส์
หมายถึงกลุ่มบุคคลที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และโปรแกรม เช่น นักเขียนโปรแกรม (Programmer) เ ป็นผู้นำทำหน้าที่ออกแบบและพัฒนาโปรแกรม นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) เป็นผู้วิเคราะห์ปัญหาและระบบงานที่มีอยู่แล้วเพื่อแก้ปัญหาและออกแบบระบบใหม่ให้ดีกว่าเดิม ผู้บริหารระบบ (System Administrator) เป็นผู้ควบคุมจัดการระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมดให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ
- ผู้ดูแลระบบ (System Administrator)
- นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst)
- นักเขียนโปรแกรม (Programmer)
- วิศวกรระบบ (System Engineer)
- วิศวกรเครือข่าย (Network Engineer)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง (Super User)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป (User)
