หน่วยที่3

หน่วยที่ 3 คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

1.ประวัติของคอมพิวเตอร์

       เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบัน เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพสูง ที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวัน เพื่อนำมาช่วยทำงาน ด้านการคำนวณประมวลผล และสามารถนำไปใช้ในการควบคุมผลผลิตงานทางด้านอุตสาหกรรมในโรงงานต่างๆ

   อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งที่มาของคอมพิวเตอร์ เริ่มจากการคิดค้นจากชาวจีนในช่วงปี พ.ศ. 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด(Abacus) ขึ้นมาช่วยในการคิดเลข ถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้ เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา

รูป ลูกคิดเพื่อคิดเลขของชาวจีน(เครื่องคำนวณในยุคแรก)

    ปี พ.ศ. 2185 แบลส์  พาสคัส (Blaise Pascal) นักวิทยาศาสตร์และปรัชญาชาวฝรั่งเศส ได้ประดิษฐ์เครื่องคิดเลขสามารถใช้งาน เครื่องมือเขาสร้างขึ้นใช้ในการคำนวณ สามารถใช้ บวก และลบค่าตัวเลขอย่างถูกต้อง

รูป เครื่องคำนวณของพาสคัล

 ชาร์ล   แบบเบจ

          ปี พ.ศ. 2376  ชาร์ล   แบบเบจ  ได้สร้างเครื่องคำนวณที่ทำงาน โดยอาศัยโปรแกรมเป็นเครื่องแรกของโลกเราใช้เกียรติยกย่องว่าเขาเป็นบิดาแห่งคอมพวิเตอร์ เนื่องจากเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เขาสร้างขึ้น เป็นต้นแบบหรือแนวทาง ที่นำไปสู่การพัฒนา ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ใช้กันในปัจจุบัน

           ปี พ.ศ. 2489 คณะนักวิจัยของประเทศสหรัฐอเมริกาทีมงานหนึ่งได้มีการพัฒนาและสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ ระบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกมีชื่อเรียกว่า อินิเอ็ก (ENIAC)  เพื่อใช้ในวิถีกระสุนปืนใหญ่ในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2  โดยมีความสามารถคำนวณสมการที่สลับซับซ้อนได้ รวดเร็วและถูกต้องใช้งานทดแทนกำลังคนได้หลายร้อยเท่า จากนั้นมีการ พัฒนาและปรับปรุงเป็นระบบเล็ก หรือที่เราเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer หรือ PC) มีความสามารถในการทำงานไม่ด่อยไปกว่าเครื่องขนาดใหญ่ และสามารถนำเครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทนี้มาใช้ในระบบงานทั่วไปได้ 

เครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดตั้งโต๊ะในยุคแรก

   2.ความหมายของคอมพิวเตอร์

        คอมพิวเตอร์  คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิคส์ ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่างๆ  สามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือ มีศักยภาพสูงในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ ตัวอักษร และเสียง ทำให้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือ ที่สามารถนำมาประยุกต์ ใช้กับงานได้อย่างกว้างขวาง

   3.ส่วนประกอบคอมพิวเตอร์

    คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้อย่างครบถ้วนอย่างมีประสิทธิภาพต้องมีองค์ประกอบสำคัญ ดังนี้
      คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาส์  เป็นต้น

ฮาร์ดแวร์ แบ่งออกเป็นหน้าที่สำคัญ 5 ส่วน คือ

1.หน่วยรับข้อมูล(Input Unit) ทำหน้าที่ป้อนสัญญาณ เข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง เช่น แป้นอักขระ (Keyboard)  เมาส์(Mouse)  ซีดีรอม(CD-Rom) ฯลฯ
2.หน่วยประมวลผลกลาง(Central Processing Unit : CPU)ทำหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณทั้งทางตรรกะและคณิตศษสตร์ รวมทั้งประมวลผลข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ
3.หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูล
4.หน่วยแสดงผล(Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูล ที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผลหรือผ่านการคำนวณแล้ว
5. อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆเป็นอุปกรณ์ที่นำมาต่อพ่วงเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน ให้มากยิ่งขึ้น

4 .ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

ประโยชน์ที่เราได้รับจากการนำคอมพิวเตอร์ มาใช้งานสามารถแบ่งได้ดังนี้

1.  มีความเร็วในการทำงานสูง เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งาน ในปัจจุบันสามารถประมวลผลคำสั่ง ช่วงเวลา 1 วินาที ได้มากกว่า 1 ร้อยล้านคำสั่งจึงใช้ในการคำนวณต่างๆได้อย่างรวดเร็ว

2. มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงสามารถทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง 

3.มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้ 

4.เก็บข้อมูลได้มาก ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ

5.สามารถโอนย้ายข้อมูล จากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่องหนึงโดยผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้งาน

5.ระบบคอมพิวเตอร์

            ระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำงานใดๆกับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด  เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชากรจากระบบทะเบียนราษฎร์ ถ้าต้องการทราบข้อมูลต่างๆเหล่านี้ สามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้

6.องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วนดังนี้

1.ฮาร์ดแวร์ (Hardware)หรือส่วนเครื่อง

2.ชอฟต์แวร์(Software)หรือส่วนชุดสั่ง

3.ข้อมูล(Data)

4.บุคลากร(People)

ภาพ แสดง องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

1.ฮาร์ดแวร์ (Hardware)

     ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึง ตัวเครื่องและอุปกรณ์ต่างๆ ที่เราสามารถสัมผัสและจับต้องได้ ฮาร์ดแวร์จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน ดังนี้ 

     1.ส่วนประมวลผล (processor)
     2. ส่วนความจำ (memory )
     3. อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก (input -output device)
     4. อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล (storage device)

ภาพแสดง องค์ประกอบของฮาร์ดแวร์

2. หน่วยประมวลผลกลาง   (Central  Processing  Unit )

         หน่วยประมวลผลกลาง หรือเรียกคำย่อว่า ซีพียู มีความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์ 2 อย่างด้วยกันคือ
    1.ตัวชิป (Chip) ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์
    2.ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่

       ความหมายส่วนที่ 2 ถ้ามองทางด้านเทคนิคแล้วจะเป็นความหมายที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากตัวชีพียูเป็นชิป คอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เหมือนส่วนสมองของระบบคอมพิวเตอร์

ภาพแสดง ลักษณะของซีพียูที่ใช้กับเครื่องไมโครคอมพิเตอร์

3. หน่วยความจำ
สามารถแยก ประเภทของหน่วยความจำ (memory ) ได้ดังนี้

 3.1.หน่วยความจำหลัก คือ หน่วยเก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆของเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูล  ที่สามารถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งข้อมูลจะถูกนำไปเก็บไว้และสามารถถูกนำออกมาใช้ในการประมวลผลในภายหลัง การทำงานของคอมพิวเตอร์นั้น ต้องใช้พื้นที่ของหน่วยความจำในการทำงานประมวลผลและเก็บข้อมูล ขนาดความจุของหน่วยความจำสามารถคำนวณได้จากค่าจำนวณพื้นที่ที่สามารถใช้ในการเก็บข้อมูล และจำนวนพื้นที่คือ จำนวนข้อมูลและขนาดของโปรแกรม ที่สามารถเก็บได้สูงสุดในขณะทำงานถ้าพื้นที่ของหน่วยความจำมีมากจะช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วมากยิ่งขึ้น

หน่วยความจำหลักแบ่งได้ 2 ประเภทคือ

1.1 หน่วยความจำแบบ “แรม”(RAM=Random access memory) หน่วยความจำแรมเป็นหน่วยความจำที่ต้องอาศัยกระแสไฟฟ้าเพื่อรักษาข้อมูล หรือแฟ้มข้อมูลจะถูกเก็บไว้ชั่วคราว ขณะทำงาน ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำ จะอยู่ได้นานกว่าจะปิดเครื่องคอมพิวเตอร์หรือไม่มีกระแสไฟฟ้าป้อนส่งให้กับเครื่อง เมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับข้อมูลที่เก็บไว้จะถูกลบหายไป เรียกหน่วยความจำนี้ว่าหน่วย ความจำแบบลบเลือนได้ (volatile memory)

รูปลักษณะของหน่วยความจำ "แรม"

1.2 หน่วยความจำแบบ “รอม” (ROM = Read Only Memory)   เป็นหน่วยความจำที่ใช้ในการเก็บโปรแกรมหรือข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่ิองคอมพิวเตอร์ ข้อมูลที่ถาวร ไม่ขึ้นกับไฟฟ้าที่ป้อนให้กับวงจร ยอมให้ ซีพียู อ่านข้อมูลหรือโปรแกรมใช้งานอย่งเดียว ไม่สามารถเขียนข้อมูลลงไปเก็บไว้โดยง่าย ต้องใช้เทคนิคพิเศษช่วย ส่วนใหญ่ใช้ในการเก็บโปรแกรม ควบคุมเรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน(Nonvolatile memory)

รูปลักษณะของหน่วยความจำ "รอม"

3. 2. หน่วยความจำสำรอง (secondary storage)  หน่วยความจำชนิดนี้มีไว้สำหรับสำรองหรือทำงานกับข้อมูลและโปรแกรมขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของหน่วยความจำหลักมีจำกัด หน่วยความจำสำรองสามารถเก็บไว้ได้หลายแบบ เช่น แผ่นบันทึก (floppy disk) จานบันทึกแบบแข็ง (hard disk)  แผ่นซีดีรอม (CDROM) และ จานแสงแม่เหล็ก เป็นต้น

จานบันทึกข้อมูล

       ตัวจานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk) ประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กตั้งแต่หนึ่งแผ่นจนถึงหลายแผ่น และเครื่องขับจาน (Hard Disk Disk)เป็นส่วนประกอบของฮาร์ดแวร์ มีมอเตอร์ทำหน้าที่หมุนแผ่นจานแม่เหล็กด้วยความเร็วสูง มีหัวแม่เหล็กทำหน้าที่อ่านและเขียนข้อมูลต่างๆ ลงบนผิวของแผ่นดังกล่าว ตามคำสั่งของโปรแกรม หรือผู้ปฏิบัติงานต้องการโดยหัวอ่านและเขียนไม่ได้สัมพัสแผ่นโดยตรง แต่เคลื่อนที่ผ่านแผ่นไปเท่านั้นส่วนการบันทึกข้อมูลได้จำนวนมากเพียงใดนั้น อยู่กับเครื่องและรุ่นที่ใช้ปัจจุบันสามารถเก็บข้อมูลที่ตั้งขนาด 500 เมกะไบต์ถึง 80 กิกะไบต์หรือมากกว่า

รูป จานข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk)

     แผ่นบันทึกหรือฟลอปปี้ดิสก์ 

แผ่นบันทึกข้อมูล (Floppy disk) เป็นหน่วยความจำสำรอง ตัวแผ่นทำด้วยพลาสติกชนิดอ่อน มาตรฐานนิยมใช้ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 3.5 นิ้ว ความจุ 1.44 เมกะไบต์  แผ่นบันทึกชนิดพิเศษสามารถเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมากถึง 200 เมกะไบต์

รูป แผ่นบันทึกข้อมูลชนิดพิเศษ 

ซีดีรอม

      ซีดี ย่อมาจากคอมแพกดิสก์ และรอมเป็นคำเดียวกันกับหน่วยความจำแบบรอมคือคำว่า Read Only Memory แผ่นซีดีรอม (CD-ROM) หรือ แผ่นซีดี เป็นแผ่นบันทึกข้อมูลที่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์อ่านข้อมูลที่บันทึกไว้ออกมาใช้ ไม่สามารถบันทึกข้อมูลลงไปได้ ใช้อ่านอย่างเดียว และลักษณะคล้ายแผ่นซีดี เพลงใช้ระบบเสียงเลเซอร์ ในการอ่านข้อมูลที่เก็บเป็นได้ทั้งตัวอักษร ตัวเลข เสียง และภาพก้อได้ มีความจุประมาณ 650 เมกะไบต์ หรือสามารถเก็บข้อมูลจากหนังสือประมาณ 500 เล่ม 

รูป แผ่นซีดีรอม (สามารถเก็บข้อมูลเท่ากับหนังสือ 500 เล่ม)

ดีวีดี
     ดีวีดี ( DVD หรือ Digitle Versatile Disk ) เป็นแผ่นที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด โดยแผ่นดีวีดีสามารถเก็บข้อมูลได้ไม่ต่ำกว่า 4.7 จิกะไบต์ คาดหมายว่าแผ่นดีวีดีจะถูกนำมาใช้แทนซีดี-รอม เลเชอร์ดิสก์หรือแม้แต่วิดีโอเทป

รูป อุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิด DVD -ROM

จอภาพ
     จอภาพ (monitor) เป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลผลลัพธ์ที่เกิดจากเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแสดงได้ทั้งตัวหนังสือ ภาพนิ่ง และภาพเครื่องไหว โดยทั่วไปนิยมใช้จอภาพแบบสี สามารถแสดงระดับความแตกต่างของสีตั้งแต่ 16,256,65,536 สีความละเอียดของจุดภาพที่เรียกว่า พิกเซล (Pixel)

รูป จอภาพแบบต่างๆ

แผงแป้นอักษร

    แผนแป้นอักขระหรือแป้นพิมพ์ เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถรับเข้าข้อมูลจากการกดแป้นพิมพ์เพื่อส่งต่อไปให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ แป้นพิมพ์ที่นิยมใช้จะมี 101 แป้นและแยกแป้นอักขระและตัวเลขออกจากกัน ส่วนบนจะเป็นแป้นคำสั่งพิเศษเพื่อให้ใช้งานได้สะดวกขึ้น

รูป แผงแ้ปนอักขระ

         เมาส์    (mouse)เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายตัวหนู เราใช้เมาส์ในการควบคุมตัวชี้ ที่ปรากฏบนจอภาพให้สามารถเลื่อนไปสู่ตำแหน่งต่างๆที่ต้องการได้โดยใช้ง่ายสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในการควบคุมคำสั่งก็ได้ จะมีปุ่มควบคุม 2 ปุ่ม ด้วยกัน

1.ปุ่มซ้ายมือถ้ากดหนึ่งครั้งหมายถึงการเลือกและถ้ากดสองครั้งติดต่อกันหมายถึงสั่งให้โปรแกรมหรือคำสั่งรูปที่เลือกทำงาน
 2.ปุ่มขวามือถ้ากดให้แสดงฟังก์ชันพิเศษโดยใช้ตัวชี้เป็นตัวเลือกฟังก์ชันที่ต้องการได้

รูป เมาส์

   7.บุคลากร (People)
        บุคลากรคอมพิวเตอร์ (People ware)   หมายถึง  กลุ่มคนที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และโปรแกรมเช่น นักเขียนโปรแกรม เป็นผู้นำทำหน้าที่ออกแบบและพัฒนาโปรแกรม นักวิเคราะห์ระบบ เป็นผู้วิเคราะห์ปัญหาและระบบงานที่มีอยู่แล้วเพื่อแก้ปัญหาและออกแบบระบบใหม่ให้ดีกว่าเดิม ผู้บริหารระบบ เป็นผู้ควบคุมจัดการ ระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมดให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ 

บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่สำคัญได้แก่

-ผู้ดูแลระบบ(System Administrator)

-นักวิเคราะห์ระบบ(System Analyst)

-นักเขียนโปรแกรม(Programmer)

-วิศวกรระบบ(System Engineer)

-วิศวกรเครือข่าย(Network Engineer)

-ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง(Super User)

-ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป(User)