หน่วยที่3

หน่วยที่3
หน่วยที่ 3. คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

1. ประวัติของคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์ เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนในช่วงปี พ.ศ. 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด (Abacus) ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา


ภาพแสดงลูกคิดของชาวจีน (Abacus)

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

ภาพแสดงเครื่องคำนวณของพาสคัล

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 )


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 คือส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ต่างๆที่เกี่ยวข้องสามารถมองเห็นสัมผัสได้เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาส์ เป็นต้น

หน้าที่ของฮาร์ดแวร์ สามารถแบ่งออกเป็นส่วนสำคัญ 5 ส่วน คือ

1.1หน่วยรับข้อมูลเข้า (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.ระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใดๆ กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์ ของสำนักทะเบียนราษฎร์ กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย เป็นต้น


5.องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
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 เช่น แผ่นบันทึก (floppy disk) จานบันทึกแบบแข็ง (hard disk) แผ่นซีดีรอม (CD-ROM) และจานแสงแม่เหล็ก เป็นต้น

3. อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก (input-output devices)

4. อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล (storage device)


ตัวจานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk)
ประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กตั้งแต่หนึ่งแผ่นจนถึงหลายแผ่น และเครื่องขับจาน (Hard Disk Drive) เป็นส่วนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ มีมอเตอร์ทำหน้าที่หมุนแผ่นจานแม่เหล็กด้วยความเร็วสูง มีหัวแม่เหล็กทำหน้าที่อ่านและเขียนข้อมูลต่างๆ

ภาพแสดงตัวอย่างของตัวจานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk)

ดีวีดี (DVD หรือ Digital Versatile Disk)
เป็นแผ่นซีดีที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด โดยแผ่นดีวีดีสามารถเก็บข้อมูลได้ไม่ต่ำกว่า 4.7 จิกะไบต์ คาดหมายว่าแผ่นดีวีดีจะถูกนำมาใช้แทนซีดี-รอม เลเชอร์ดิสก์ หรือแม้แต่วิดีโอเทป

ภาพแสดงตัวอย่างของดีวีดี (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

ภาพแสดงตัวอย่างของ ยูเอสบีแฟลชไดรฟ์ ( USB flash drive)


แผงแป้นอักขระหรือแป้นพิมพ์ (keyboard)
เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถรับเข้าข้อมูลจากการกดแป้นพิมพ์เพื่อส่งต่อไปให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ แป้นพิมพ์ที่นิยมใช้จะมี 101 แป้น

ภาพแสดงแผงแป้นอักขระหรือแป้นพิมพ์ (keyboard)

จอภาพ (monitor)
เป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลผลลัพธ์ที่เกิดจากการประมวลผลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถแสดงผลได้ทั้งตัวหนังสือ ภาพนิ่ง และภาพเคลื่อนไหว โดยทั่วไปนิยมใช้แบบจอภาพสี

ภาพแสดงตัวอย่างของจอภาพ

เมาส์ (mouse)
เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายตัวหนู ส่วนของสายสัญญาณจากตัวอุปกรณ์ที่ต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์มีลักษณะคล้ายส่วนหางหนู เราใช้เมาส์ในการควบคุมตัวชี้ (Pointer) ที่ปรากฏบนจอภาพให้สามารถเลื่อนไปสู่ตำแหน่งต่างๆ ที่ต้องการได้โดยง่ายสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในการควบคุมคำสั่งก็ได้ จะมีปุ่มควบคุม 2 ปุ่ม ด้วยกันโดยทำหน้าที่แตกต่างกันดังนี้
1. ปุ่มซ้ายมือถ้ากดหนึ่งครั้งหมายถึงการเลือกและถ้ากดสองครั้งติดต่อกันหมายถึงสั่งให้โปรแกรมหรือสั่งรูปที่เลือกทำงาน
2. ปุ่มขวามือถ้ากดให้แสดงฟังก์ชันพิเศษโดยใช้ตัวชี้เป็นตัวเลือกฟังก์ชันที่ต้องการได้

ภาพแสดงตัวอย่างของเมาส์6.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)