หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์
| ||||||||
| คอมพิวเตอร์ หมายถึง เครื่องคำนวณ อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผลและเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ.2525 ได้ให้คำจำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ค่อนข้างกะทัดรัดว่า เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อน โดยวิธีทางคณิตศาสตร์
หรืออาจกล่าวได้ว่า เครื่องคอมพิวเตอร์หมายถึง เครื่องมือที่ช่วยในการคำนวณและการประมวลผลข้อมูล จากคุณสมบัตินี้ของเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งไม่ใช่เครื่องคิดเลข เครื่องคอมพิวเตอร์จึงประกอบด้วยคุณสมบัติ 3 ประการคือ
1. ความเร็ว (Speed) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูงมาก ซึ่งหน่วยความเร็วของการทำงานของคอมพิวเตอร์วัดเป็น - มิลลิเซกัน (Millisecond) ซึ่งเปรียบเทียบความเร็วเท่ากับ 1/1000 วินาที หรือ  ของวินาที- ไมโครเซกัน (Microsecond) ซึ่งเทียบความเร็วเท่ากับ 1/1,000,000 วินาที หรือ  ของวินาที- นาโนเซกัน (Nanosecond) ซึ่งเปรียบเทียบความเร็วเท่ากับ 1/1,000,000,000 วินาที หรือ  ของวินาทีความเร็วที่ต่างกันนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แต่ละยุค ซึ่งได้มีการพัฒนาให้เครื่องคอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น การใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ประมวลข้อมูล ได้เร็วในเวลาไม่เกิน 1 วินาที จะทำให้คอมพิวเตอร์มีบทบาทในการนำมาเป็นเครื่องมือใช้งานอย่างดียิ่ง 2. หน่วยความจำ (Memory) เครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยความจำ ซึ่งสามารถใช้บันทึกและเก็บ ข้อมูลได้คราวละมากๆ และสามารถเก็บคำสั่ง (Instructions) ต่อๆกันได้ที่เราเรียกว่าโปรแกรม แลนำมาประมวลในคราวเดียวกัน ซึ่งเป็นปัจจัยทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานเก็บข้อมูลได้ครั้งละมากๆ เช่น การสำรวจสำมะโนประชากร หรือรายงานผลการเลือกตั้งซึ่งทำให้มีการประมวลได้รวดเร็วและถูกต้อง จากการที่หน่วยความจำสามารถบันทึกโปรแกรมและข้อมูลไว้ในเครื่องได้ ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์มีคุณสมบัติพิเศษ คือสามารถทำงานได้อย่างอัตโนมัติ ในกรณีที่มีงานที่ต้องทำซ้ำๆหรือบ่อยครั้งถ้าใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยในการทำงานเหล่านั้นก็จะทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงซึ่งจะได้ทั้งความรวดเร็ว ถูกต้องแม่นยำและประหยัดเนื่องจากการเขียนคำสั่งเพียงครั้งเดียวสามารถทำงานซ้ำๆได้คราวละจำนวนมากๆ 3. ความสามารถในการเปรียบเทียบ (Logical) ในเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยหน่วยคำนวณและตรรกะซึ่งนอกจากจะสามารถในการคำนวณแล้วยังสามารถใช้ในการเปรียบเทียบซึ่งความสามารถนี้เองที่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ต่างกับเครื่องคิดเลข และคุณสมบัตินี้ทีทำให้นักคอมพิวเตอร์สร้างโปรแกรมอัตโนมัติขึ้นใช้อย่างกว้างขวาง เช่นการจัดเรียงข้อมูลจำเป็นต้องใช้วิธีการเปรียบเทียบ การทำงานซ้ำๆตามเงื่อนไขที่กำหนด หรือการใช้คอมพิวเตอร์ในกิจการต่างๆซึ่งเกิดขึ้นมากมายในปัจจุบัน และการใช้แรงงานจากคอมพิวเตอร์แทนแรงงานจากมนุษย์ทำให้รวดเร็วถูกต้อง สะดวกและแม่นยำ เป็นการผ่อนแรงมนุษย์ได้เป็นอย่างมาก | ||||||||
ยุคของคอมพิวเตอร์
| ||||||||
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1 อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)
  
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2 คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2506 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ โดยมีแกนเฟอร์ไรท์เป็นหน่วยความจำ มีอุปกรณ์เก็บข้อมูลสำรองในรูปของสื่อบันทึกแม่เหล็ก เช่น จานแม่เหล็ก ส่วนทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีการพัฒนาดีขึ้น โดยสามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงซึ่งเป็นภาษาที่เขียนเป็นประโยคที่คนสามารถเข้าใจได้ เช่น ภาษาฟอร์แทน ภาษาโคบอล เป็นต้น ภาษาระดับสูงนี้ได้มีการพัฒนาและใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน
3. คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3 (พ.ศ. 2508 - 2513) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้วงจรไอซี ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำที่สามารถบรรจุวงจรกึ่งตัวนำเอาไว้มาก แล้วพิมพ์บนแผ่นซิลิคอน เรียกว่า "ชิป" (Chip) ซึ่งมีขนาดเล็กมาก จึงทำให้เครื่องในยุคนี้มีขนาดเล็กลง เขียนชุดคำสั่งด้วยภาษาระดับสูง และเริ่มมีโปรแกรมสำเร็จรูปใช้งาน ตัวอย่างเครื่องในยุคนี้ ได้แก่ IBM360
 
4. คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4 (พ.ศ. 2514 - 2523) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้จนถึงปัจจุบัน ใช้วงจร LSI (Large-Scale Integrated Circuit) คือ การใช้เทคโนโลยีใหม่ โดยรวมวงจรไอซีจำนวนมากลงในแผ่นซิลิคอนชิป 1 แผ่น ซึ่งทำให้เล็กลงไปอีกมาก และกลายเป็นวงจร VLSI (Very Large -Scale Integrated Circuit) ซึ่งสามารถบรรจุวงจรได้มากกว่า 1 ล้านวงจร และด้วยเทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้เกิดแนวคิดในการบรรจุวงจรที่สำคัญสำหรับการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ลงในชิปตัวเดียว นั่นคือส่วนของ CPU (Central Processing ๊๊Unit) อยู่บนชิปตัวเดียวเรียกว่า "ไมโครโปรเซสเซอร์" ตัวอย่างเครื่องในยุคนี้ ได้แก่ IBM 370 ซึ่งเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ และไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก คือ Altair 8800 , a\Apple II เป็นต้น
 
5. คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5 (พ.ศ. 2524 - ปัจจุบัน) ยุคของวงจร VLSI เป็นช่วงที่กำลังพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า "ไมโครโปรเซสเซอร์" ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ทั้งทางด้านเทคโนโลยี ทางสถาปัตยกรรมโครงสร้าง และการพัฒนาภาษาที่ใช้กับระบบซอท์ฟแวร์เพื่อให้รับรู้ภาษาพูดของมนุษย์โดยตรง มีหน่วยความจำขนาดมหึมาพอกับการจัดการระบบฐานข้อมูลขนาดใหญ่ได้อย่างเพียงพอ ซึ่งต่อไปเครื่องคอมพิวเตอร์จะไม่หยุดทำงานเพราะมีระบบแก้ไขข้อขัดข้องภายในตัวมันเอง และมีความสามารถสูงพอที่จะรับคำสั่งจากภาษาพูดของมนุษย์ได้ จนถือว่าเป็นเครื่องมือเครื่องใช้จำเป็นอย่างหนึ่งภายในบ้าน
 | ||||||||
ชนิดของคอมพิวเตอร์
| ||||||||
สามารถแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ที่มีในปัจจุบันได้ 3 จำพวกใหญ่ตามลักษณะข้อมูลที่ใช้ใน การประมวลผลตามลักษณะการใช้งาน และตามขนาดของคอมพิวเตอร์ ได้ดังนี้
1. แบ่งตามลักษณะข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล สามารถแบ่งได้ 3 ประเภท ดังนี้ 1.1 แอนะล็อกคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ แต่จะใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทนไม้บรรทัดคำนวณ อาจถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ค่าตัวเลขตามแนวความยาวไม้บรรทัดเป็นหลักของการคำนวณ โดยไม้บรรทัดคำนวณจะ มีขีดตัวเลขกำกับอยู่ เมื่อไม้บรรทัดหลายอันมาประกบรวมกัน การคำนวณผล เช่น การคูณ จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามตัวเลขของตัวตั้งและตัวคูณของขีดตัวเลขชุดหนึ่ง แล้วไปอ่านผลคูณของขีดตัวเลขอีกชุดหนึ่ง แอนะล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าจะแทนขีดตัวเลขตามแนวยาวของไม้บรรทัด แอนะล็อกคอมพิวเตอร์ จะมีลักษณะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำและเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ จึงเหมาะสำหรับงานคำนวณทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่อยู่ในรูปของสมการคณิตศาสตร์ เช่น การจำลองการบิน การศึกษาการสั่งสะเทือนของตึกเนื่องจากแผ่นดินไหว ข้อมูลตัวแปรนำเข้าอาจเป็นอุณหภูมิความเร็วหรือความดันอากาศ ซึ่งจะต้องแปลงให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้า เพื่อนำเข้าแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้าแปรกับเวลาซึ่งต้องแปลงกลับไปเป็นค่าของตัวแปรที่กำลังศึกษา ในปัจจุบันไม่ค่อยพบเห็นแอนะล็อกคอมพิวเตอร์เท่าไรนักเพราะผลการคำนวณมีความละเอียดน้อย ทำให้มีขีดจำกัดใช้ได้กับงานเฉพาะบางอย่างเท่านั้น สรุป คอมพิวเตอร์แบบแอนะลอก (Analog Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ในการวัดข้อมูลแบบต่อเนื่อง (Continuous Data) เช่น ข้อมูลอุณหภูมิ ความเร็ว หรือความดัน ซึ่งข้อมูลประเภทนี้จะ ไม่มีค่าที่สามารถนับได้ทีละ 1 ได้ แต่จะออกมาเป็นทศนิยม ซึ่งไม่สามารถวัดให้ถูกต้องตรงทีเดียวได้ คอมพิวเตอร์แบบนี้จะใช้กับงานเฉพาะด้าน เช่นคอมพิวเตอร์ตรวจคลื่นสมอง หรือหัวใจ เป็นต้น 1.2 ดิจิทัลคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปในปัจจุบัน จัดเป็นดิจิทัลคอมพิวเตอร์แทบทั้งหมด ดิจิทัลคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานเกี่ยวกับตัวเลข มีหลักการคำนวณที่ไม่ใช่แบบไม้บรรทัดคำนวณ แต่เป็นแบบลูกคิด โดยแต่และหลักของลูกคิดคือ หลักหน่วย หลักร้อย และสูงขึ้นไปเรื่อย ๆ เป็นระบบเลขฐานสินที่แทนตัวเลขจากศูนย์ถ้าเก้าไปสิบตัวตามระบบตัวเลขที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ค่าตัวเลขของการคำนวณในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นหลักเช่นเดียวกัน แต่จะเป็นระบบเลขฐานสองที่มีสัญลักษณ์ตัวเลขเพียงสองตัว คือเลขศูนย์กับเลขหนึ่งเท่านั้น โดยสัญลักษณ์ตัวเลขทั้งสองตัวนี้ จะแทนลักษณะการทำงานภายในซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน การคำนวณภายในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสองทั้งหมด ดังนั้นเลขฐานสิบที่เราใช้และคุ้นเคยจะถูกแปลงไปเป็นระบบเลขฐานสองเพื่อการคำนวณภายในคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ก็ยังเป็นเลขฐานสองอยู่ ซึ่งคอมพิวเตอร์จะแปลงเป็นเลขฐานสิบเพื่อแสดงผลให้ผู้ใช้เข้าใจได้ง่าย สรุป คอมพิวเตอร์แบบดิจิตัล (Digital Computer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการประมวลผลแบบ ไม่ต่อเนื่อง (Discret Data) หรือ เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการนับข้อมูลที่เป็นตัวเลข โดยจะนับทีละ 1 หน่วยได้ เช่น จำนวนนักศึกษาในมหาวิทยาลัยจำนวนประชากรในประเทศไทยหรือใช้คำนวณ ซึ่งจะได้รับความถูกต้องแม่นยำมากกว่าข้อมูลที่มาจากการวัด 1.3 ไฮบริกคอมพิวเตอร์ (Hybrid Computer) เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่รวมเอาความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 แบบแรกเข้าด้วยกัน ตัวอย่างของระบบประเภทนี้ ได้แก่ การใช้แอนะลอกในการวัดการทำงานของหัวใจ อุณหภูมิ และความดันต่างๆของคนไข้ ข้อมูลที่ได้รับก็จะถูกแปลงออกเป็นตัวเลข เพื่อส่ง ไปให้คอมพิวเตอร์แบบดิจิตัลทำการประมวลผลและให้ผลลัพธ์ตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ภายในคอมพิวเตอร์ เช่น ถ้าหัวใจเต้นเร็ว หรือช้ากว่าที่กำหนด ก็ให้ระบบทำการส่งสัญญาณเตือนให้ทราบ เป็นต้น 2. แบ่งตามลักษณะการใช้งานสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท ดังนี้ 2.1 คอมพิวเตอร์อเนกประสงค์ (General purpose Computer) เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการออกแบบ ให้ประยุกต์ใช้งานได้อย่างไม่ถ้วน นั่นคือ ระบบจะทำงานตามคำสั่งในโปรแกรมที่เขียนขึ้นมา และยังสามารถเก็บโปรแกรมทางด้านต่างๆไว้ในเครื่องเดียวกันได้ เช่น โปรแกรมทางด้านระบบเงินเดือน โปรแกรมทางด้านบัญชีลูกหนี้ ฯลฯ และเมื่อเราต้องการใช้เครื่องทำอะไร ก็เพียงแต่ทำการเรียกโปรแกรมทางด้านนั้นขึ้นมาทำงาน 2.2 คอมพิวเตอร์เฉพาะกิจ (Special Purpose Computer) จะถูกออกแบบมาให้ทำงานเฉพาะอย่างเท่านั้น โดยไม่สามารถนำไปใช้งานด้านอื่นได้ เช่น คอมพิวเตอร์ที่ใช้การควบคุมระบบการนำวิถีของจรวด เป็นต้น 3. แบ่งตามขนาดของเครื่องคอมพิวเตอร์ มักจะวัดกันตามขนาดความจุของหน่วยความจำหลักที่ใช้งาน (Main Memory) ซึ่งหน่วยวัดความจุอาจอยู่ในเทอมของกิโลไบต์ (Kilobyte หรือ KB) โดย 1 KB จะมีค่า =  ไบต์ หรือ 1024 ตัวอักขระ (1 ไบต์ มีค่าเท่ากับ 1 ตัวอักขระ) ดังนั้น ถ้าคอมพิวเตอร์มีความจุ 10 K จะมีความหมายว่าเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นจะสามารถเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำหลักได้  ไบต์ หรือเท่ากับ 10,240 ตัวอักขระนอกจากนี้ขนาดหน่วยความจำยังอาจมีหน่วยวัดอยู่ในเทอมของเมกะไบต์ (Megabyte หรือ MB หรือ M ) โดย 1 MB = 1024 KB = 1024 X 1024 =1,048,576 ไบต์ (ตัวอักขระ) หรืออาจอยู่ในเทอมของจิกะไบต์ (Gigabyte หรือ GB) โดย 1 = 1024 MB = 1024 X 1024 X 1024 = 1,073,741,824 ไบต์(ตัวอักขระ) เป็นต้น 3.1 ไมโครคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็ก บางคนเห็นว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานส่วนบุคคล หรือเรียกว่า พีซี (Personal Computer : PC) สามารถใช้เป็นเครื่องต่อเชื่อมในเครือข่าย หรือใช้เป็นเครื่องปลายทาง (terminal) ซึ่งอาจจะทำหน้าที่เป็นเพียงอุปกรณ์รับและแสดงผลสำหรับป้อนข้อมูลและดูผลลัพธ์ โดยดำเนินการการประมวลผลบนเครื่องอื่นในเครือข่ายอาจจะกล่าวได้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยประมวลผลกลางเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ใช้งานง่าย ทำงานในลักษณะส่วนบุคคลได้ สามารถแบ่งแยกไมโครคอมพิวเตอร์ตามขนาดของเครื่องได้ดังนี้
3.2 มินิคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องที่สามารถใช้งานพร้อม ๆ กันได้หลายคน จึงมีเครื่องปลายทางต่อได้ มินิคอมพิวเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงกว่าสถานีงานวิศวกรรม นำมาใช้สำหรับประมวลผลในงานสารสนเทศขององค์การขนาดกลาง จนถึงองค์การขนาดใหญ่ที่มีการวางระบบเป็นเครือข่ายเพื่อใช้งานร่วมกัน เช่น งานบัญชีและการเงิน งานออกแบบทางวิศวกรรม งานควบคุมการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม มินิคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การที่เรียกว่าเครื่องให้บริการ (server) มีหน้าที่ให้บริการกับผู้ใช้บริการ (client) เช่น ให้บริการแฟ้มข้อมูล ให้บริการข้อมูล ให้บริการช่วยในการคำนวณ และการสื่อสาร 
3.3 เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีการพัฒนามาตั้งแต่เริ่มแรก เหตุที่เรียกว่า เมนเฟรมคอมพิวเตอร์เพราะตัวเครื่องประกอบด้วยตู้ขนาดใหญ่ที่ภายในตู้มีชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ อยู่เป็นจำนวนมาก แต่อย่างไรก็ตามในปัจจุบันเมนเฟรมคอมพิวเตอร์มีขนาดลดลงมากเมนเฟรมเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงมาก มักอยู่ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์หลักขององค์การ และต้องอยู่ในห้องที่มีการควบคุมอุณหภูมิและมีการดูแลรักษาเป็นอย่างดี บริษัทผู้ผลิตเมนเฟรมได้พัฒนาขีดความสามารถของเครื่องให้สูงขึ้น ข้อเด่นของการใช้เมนเฟรมอยู่ที่งานที่ต้องการให้มีระบบศูนย์กลาง และกระจายการใช้งานไปเป็นจำนวนมาก เช่น ระบบเอทีเอ็มซึ่งเชื่อมต่อกับฐานข้อมูลที่จัดการโดยเครื่องเมนเฟรม อย่างไรก็ตามขนาดของเมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์ก็ยากที่จะจำแนกจากกันให้เห็นชัด ปัจจุบันเมนเฟรมได้รับความนิยมน้อยลงทั้งนี้เพราะคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กมีประสิทธิภาพและความสามารถดีขึ้นราคาถูกลงขณะเดียวกันระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ก็ดีขึ้นจนทำให้การใช้งานบนเครือข่ายกระทำได้เหมือนการใช้งานบนเมนเฟรม
  | ||||||||
องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
| ||||||||
เครื่องคอมพิวเตอร์โดยลำพังเองแล้วมันจะไม่สามารถทำงานได้ด้วยตนเอง จำเป็นต้องมีองค์ประกอบอยู่ด้วยกัน 4 อย่างที่มีความสำคัญเท่าเทียมกันและต้องทำงานประสานกัน จึงทำให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้จะกล่าวถึงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบใดบ้าง แต่ละองค์ประกอบมีความสำคัญอย่างไร ซึ่งจะเป็นพื้นฐานสำคัญที่จะทำให้เข้าใจเกี่ยวกับคุณลักษณะและหน้าที่ของอุปกรณ์ต่างๆภายในระบบคอมพิวเตอร์รวมไปถึงการทำงานของระบบ ซึ่งพอจะสรุปถึงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ที่สำคัญได้ดังนี้
2. องค์ประกอบทางด้านซอฟต์แวร์ (Software)1. องค์ประกอบทางด้านฮาร์ดแวร์ (Hardware) ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึงส่วนประกอบของตัวเครื่องที่เราสามารถจับต้องได้ จะสามารถแบ่งส่วน ประกอบของฮาร์ดแวร์ออกได้เป็น 5 หน่วยที่สำคัญ ดังนี้ 1.1 หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) ทำหน้าที่ในการรับโปรแกรม และข้อมูลเข้าสู่คอมพิวเตอร์ ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้ในการรับข้อมูลเข้า ได้แก่ แป้นพิมพ์หรือคีย์บอร์ด (Keyboard) เครื่องสแกนต่างๆ เช่น เครื่อง รูดบัตร สแกนเนอร์ ฯลฯ 1.2 หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมหรือข้อมูลที่รับมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งให้หน่วยประมวลผลกลางทำการประมวลผล และรับผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล เพื่อเตรียมส่งออกหน่วยแสดงข้อมูลต่อไป 1.3 หน่วยประมวลผลกลาง (CPU หรือ Central Processing Unit) ทำหน้าที่ปฏิบัติงานตามคำสั่งที่ปรากฏอยู่ในโปรแกรม หน่วยนี้จะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ อีก 2 หน่วย ได้แก่ หน่วยคำนวณเลขคณิตและตรรกวิทยา (ALU หรือArithmetic and Logical Unit) และ หน่วยควบคุม (CU หรือ Control Unit) 1.4 หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storge) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือโปรแกรมที่จะป้อนเข้าสู่หน่วยความจำหลักภายในเครื่องก่อนทำการประมวลผลโดย ซีพียู รวมทั้งเป็นแหล่งเก็บผลลัพท์จากการประมวลผลด้วย เพื่อการใช้งานในภายหลัง 1.5 หน่วยแสดงข้อมูล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลลัพท์จากการประมวลผล เช่น จอภาพ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น ซอฟต์แวร์ (Software) หมายถึง โปรแกรมหรือชุดของคำสั่งที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานซอฟต์แวร์นี้จึงเปรียบเสมือนตัวเชื่อมระหว่างผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์และเครื่องคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์ สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 1. ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) 2. ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software) 3. ซอฟต์แวร์สำเร็จรูป (Package) 2.1 ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) หมายถึงชุดของคำสั่งที่เขียนไว้เป็นคำสั่งสำเร็จรูป ซึ่งจะทำงานใกล้ชิดกับคอมพิวเตอร์มากที่สุด เพื่อ คอยควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ทุกอย่างและอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ในการงาน ซอฟต์แวร์ระบบนี้ยังสามารถแบ่งออกได้อีกดังนี้ 1. ซอฟต์แวร์ควบคุมระบบปฏิบัติการ (Operating System --OS) 2. ซอฟต์แวร์จัดการอุปกรณ์ต่อพ่วง (Device Driver Software) 3. ซอฟต์แวร์การสื่อสาร(Communications Software) 4. ซอฟต์แวร์ช่วยพัฒนาโปรแกรม (Program Development Software) 5.ซอฟต์แวร์อำนวยความสะดวก (Utility Software) 2.2 ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software) คือซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อการทำงานเฉพาะอย่างที่เราต้องการ เช่นงานส่วนตัว งานทางด้านธุรกิจ หรืองานทางด้านวิทยาศาสตร์ เราอาจเรียกโปรแกรมประเภทนี้ว่า User's Program ซอฟต์แวร์ประเภทนี้โดยส่วนใหญ่ มักใช้ภาษาระดับสูงในการพัฒนา เช่น ภาษาซี โคบอล ปาสคาล เบสิก ฯลฯ ตัวอย่าง ของโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นใช้ในทางธุรกิจ เช่น โปรแกรมการทำบัญชีจ่ายเงินเดือน (Payroll Program) โปรแกรมระบบเช่าซื้อ (Hire Purchase) โปรแกรมการทำสินค้าคงคลัง (Stock Program) ฯลฯ ซึ่งแต่ละโปรแกรมก็อาจมีเงื่อนไขหรือแบบฟอร์มที่แตกต่างกันไปตามความต้องการหรือกฏเกณฑ์ของแต่ละหน่วยงานที่ใช้ โปแกรมประเภทนี้จะสามารถดัดแปลงแก้ไขเพิ่มเติม (Modifications) ในบางส่วนของโปรแกรมเองได้ เพื่อให้ตรงกับความต้องการของผู้ใช้งานโปรแกรม 2.3 ซอฟต์แวร์สำเร็จรูป (Package) เป็นซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมประยุกต์ทีมีผู้จัดทำไว้เพื่อใช้ในการทำงานประเภทต่างๆโดยผู้ใช้คนอื่นๆสามารถนำซอฟต์แวร์ประเภทนี้ไปใช้กับข้อมูลของตนได้ แต่จะไม่สามารถทำการดัดแปลงหรือแก้ไขโปรแกรมได้ ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมขึ้นมาเอง จึงเป็นการประหยัด แรงงาน และค่าใช้จ่ายในการเขียนโปรแกรม นอกจากนี้ยังไม่ต้องใช้เวลามากในการเขียนโปรแกรม ดังนั้นการใช้ซอฟต์แวร์สำเร็จรูปจึงเป็นสิ่งที่อำนวยความสะดวกและเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง ตัวอย่างของซอฟต์แวร์สำเร็จรูป เช่น ซอฟต์แวร์ระบบจัดการฐานข้อมูล ซอฟต์แวร์จัดพิมพ์รายงาน หรือเวิร์ดโปรเซสเซอร์ (Word Processor) ซอฟต์แวร์กระดาษทดอิเล็กทรอนิกส์หรือสเปรดชีต (Spreadsheet) เป็นต้น 3. องค์ประกอบทางด้านบุคคลากร (Personnel)ถึงแม้ระบบคอมพิวเตอร์จะประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ แต่ระบบคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทำงานได้ถ้าขาดอีกองค์ประกอบหนึ่ง ซึ่งได้แก่ องค์ประกอบทางด้านบุคลากร ที่จะเป็นผู้จัดการและควบคุมระบบคอมพิวเตอร์ให้สามารถปฏิบัติงานได้อย่างราบรื่น คอยแก้ไขปัญญาหาต่างๆที่เกิดขึ้นกับระบบคอมพิวเตอร์ พัฒนาโปรแกรมประยุกต์ต่างๆ รวมไปถึงการใช้งานโปรแกรมประยุกต์ที่ถูกพัฒนาขึ้น เราสามารถแบ่งบุคลากรที่มีหน้าที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ประเภทตามลักษณะของงานดังนี้ 1. หัวหน้าหน่วยงานคอมพิวเตอร์ (EDP Manager หรือ Electronic Data Processing Manager) เป็นบุคคลที่อยู่ในตำแหน่งทางบริหาร ซึ่งจะเป็นหัวหน้าของบุคคลทางคอมพิวเตอร์ทั้งหมด จะมีหน้าที่วางแผนงาน กำหนดนโยบายของหน่วยงาน จัดทำโครงการและแผนงานการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ จัดหาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นจะต้องใช้ในองค์กร อำนวยการฝึกอบรมความรูให้กับบุคลากรทางคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและนอกจากนี้จะต้องเป็นผู้คอยตรวจสอบและติดตามผลงานของผู้ที่อยู่ใต้บังคับบัญชาว่ามีความก้าวหน้าในการทำงานเป็นอย่างไรด้วย ดังนั้นบุคลากรในตำแหน่งนี้จึงต้องเป็นผู้ที่มีความรับผิดชอบสูง มีความรู้ความสามารถ มองเห็นการณ์ไกล และต้องหมั่นติดตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอยู่เสมอ 2. บุคคลากรทางด้านระบบ (System) ประกอบด้วยบุคคลากรที่มีตำแหน่งดังต่อไปนี้ 2.1 นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst หรือ SA) เป็นผู้ที่มีหน้าที่ในการวิเคราะห์และออกแบบระบบ โดยจะรวบรวมข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวข้องกับระบบงานเดิมและความต้องการของผู้ใช้ เพื่อนำมาทำการวิเคราะห์และออกแบบระบบงานใหม่ หรือปรับปรุงระบบงานเดิม เพื่อให้การทำงานในระบบงานใหม่มีประสิทธิภาพดีขึ้นกว่าระบบงานเดิม โดยปกติ SA จะต้องเป็นผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์เป็นอย่างดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งจะต้องเป็นผู้ที่มีประสบการณ์ทำงานมาพอสมควร และควรมีพื้นฐานการเขียนโปรแกรมมาก่อน ถึงแม้ว่า SA จะไม่ได้เป็นผู้เขียนโปรแกรมเอง แต่ SA จะต้องเป็นผู้ค้นหาวิธีการและขั้นตอนต่างๆ ในการเขียนโปรแกรมส่งให้กับนักเขียนโปรแกรมทำการเขียนอีกทีหนึ่ง นอกจากนี้ SA ควรจะเป็นผู้ที่มีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ มีมนุษย์สัมพันธ์ดี เพราะจะต้องมีหน้าที่ติดต่อกับคนในหลายระดับ ซึ่งในบางองค์กรอาจมีพนักงานบางคนที่ไม่เข้าใจในระบบคอมพิวเตอร์ และต่อต้านการนำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้ ดังนั้น SA จะต้องเป็นผู้ที่มีความสามารถในการชี้นำให้เขาเห็นถึงประโยชน์ของการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการทำงานได้ 2.2 นักเขียนโปรแกรมระบบ (System Programmer หรือ SP) จะมีหน้าที่เขียนโปรแกรมระบบควบคุมเครื่อง จะคอยตรวจสอบและแก้ไขเมื่อระบบคอมพิวเตอร์มีปัญหา บุคลากรประเภทนี้จะต้องมีความรู้ทางด้านฮาร์ดแวร์เป็นอย่างดี เพราะต้องมีหน้าที่ในการให้คำปรึกษาต่างๆเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์เมื่อระบบคอมพิวเตอร์มีปัญหา และต้องคอยพัฒนาโปรแกรมอำนวยความสะดวกต่างๆขึ้นมา เช่น โปรแกรมที่ช่วยในการสำรองข้อมูลในแต่ละวันหรือแต่ละสัปดาห์ เพื่อช่วยให้การทำงานระบบคอมพิวเตอร์มีความสะดวกมากยิ่งขึ้น 2.3 บุคคลากรทางด้านการเขียนโปรแกรม นักเขียนโปรแกรมหรือโปรแกรมเมอร์ (Programmer) จะทำหน้าที่เขียนโปรแกรมประยุกต์ (Application Program) ทางคอมพิวเตอร์ ตามขั้นตอนวิธีที่นักวิเคราะห์ระบบได้ออกแบบไว้ เพื่อให้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถใช้งานโปรแกรมประยุกต์นั้นได้ นักเขียนโปรแกรมจึงควรเป็นผู้มีความรู้เกี่ยวกับซอฟต์แวร์เป็นอย่างดี แต่อาจไม่จำเป็นต้องมีความรู้ในรายละเอียดเกี่ยวกับฮาร์แวร์ก็ได้ ควรเป็นคนมีความอดทนในการทำงานสูง เนื่องจากการเขียนโปรแกรมจะต้องพบกับข้อผิดพลาด (errors) ของโปรแกรมที่อาจเกิดขึ้นมากมาย ซึ่งจะต้องใช้เวลาในการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นนั้นให้ได้นอกจากนี้ควรมีความรอบคอบและมีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ หมั่นติดตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยี หาความรู้ใหม่ๆ เพิ่มเติมอยู่ตลอดเวลา เพื่อพัฒนาเทคนิคที่เหมาะสมในการพัฒนาโปรแกรมให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น นักเขียนโปรแกรมยังสามารถแบ่งออกได้เป็นอีก 2 แบบ ตามลักษณะงานดังนี้ - งานการสร้างโปรแกรมประยุกต์ (Application Programming) เป็นผู้ที่มีหน้าที่ในการเขียนและพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ทั้งหมดของระบบตามที่นักวิเคราะห์ระบบเป็นผู้ออกแบบให้ ซึ่งมักจะเป็นระบบที่เริ่มมีการพัฒนาเป็นครั้งแรก - งานการบำรุงรักษาโปรแกรม (Maintenance Programming) ระบบอาจมีการพัฒนาเสร็จแล้ว แต่ต่อมาต้องการเปลี่ยนแปลงระบบในบางจุด เช่น อาจต้องมีการปรับปรุงให้มีความทันสมัย ดังนั้นนักเขียนโปรแกรมทางด้านนี้ต้องคอยตามแก้ไขโปรแกรมเก่าๆ ในระบบ ที่เขียนไว้แล้วเพื่อให้เป็นไปตามความต้องการใหม่ของระบบ 3. ดีบีเอ (DBA หรือ DataBase Administrator) เป็นบุคลากรที่จะพบในองค์กรที่มีการจัดการข้อมูล ซึ่ง DBA จะเป็นผู้มีหน้าที่ในการออกแบบและควบคุมกาใช้งานฐานข้อมูล จะสามารถสร้างและแก้ไขเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของฐานข้อมูลได้ ซึ่งโดยปกติผู้ใช้งานทั่วไปจะไม่สามารถเข้าไปยุ่งหรือจัดการกับฐานข้อมูล นอกจากนี้จะต้องควบคุมดูแลฐานข้อมูลมีการเก็บข้อมูลที่ถูกต้อง ทันสมัยอยู่เสมอ และยังคอยแก้ปัญหาเมื่อระบบฐานข้อมูลมีปัญหาเกิดขึ้นด้วย 4. ผู้ปฏิบัติการ (Operator) จะเป็นเจ้าหน้าที่คอมพิวเตอร์ ที่มีหน้าที่คอยปิดและเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ และคอยเฝ้าดูระบบ เมื่อมีปัญหาใดๆเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์ ก็จะเป็นผู้แจ้งให้กับนักเขียนโปรแกรมระบบทราบเพื่อทำการแก้ไขต่อไป และยังมีหน้าที่ส่งงานต่างๆเข้าไปประมวลผลในคอมพิวเตอร์ และคอยรับรายงานการประมวลผล เพื่อแจกจ่ายให้แก่ฝ่ายที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ยังต้องทำหน้าที่สำรอง (Backup) ข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นไปเก็บไว้ในสื่อบันทึกข้อมูล เช่น เทป ทุกสิ้นวันหรือสิ้นเดือน เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ได้ เช่น กรณีที่เครื่องคอมพิวเตอร์ขัดข้อง หรือดิสก์เกิดความเสียหาย เป็นต้น บุคลากรทางด้านนี้ไม่จำเป็นต้องมีความรู้สูงนัก เนื่องจากลักษณะงานเป็นสิ่งที่มีการกำหนดขั้นตอนไว้ตายตัวแล้ว แต่ต้องเป็นผู้ที่มีความรับผิดชอบ และใส่ใจในการทำงาน 5. ผู้ใช้ (User) เป็นผู้ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะมีความสำคัญต่อการออกแบบและพัฒนาระบบมาก เพราะผู้ใช้ระบบจะเป็นผู้ตัดสิน และระบุความต้องการลงไปว่าต้องการให้ระบบคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรบ้าง ซึ่งบรรดานักคอมพิวเตอร์ต่างๆก็จ้องพยายามตอบสนองความต้องการของผู้ใช้นั้น 4. องค์ประกอบทางด้านข้อมูล (Data) ข้อมูลเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งในระบบคอมพิวเตอร์ เป็นสิ่งที่ต้องป้อนเข้าไปในคอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมที่นักเขียนโปรแกรมเขียนขึ้น เพื่อนำไปใช้ในโปรแกรมและผลิตผลลัพธ์ที่ต้องการออกมา ดังนั้น ข้อมูลที่นำเข้าจะต้องมีความถูกต้องสมบูรณ์ จึงจะผลิตผลลัพธ์ที่ถูกต้องสมบูรณ์ออกมาได้ | ||||||||
ส่วนประกอบและหน้าที่ของคอมพิวเตอร์
| ||||||||
| ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน คือ 1. ส่วนนำเข้า (Input Unit) มีหน้าที่รับข้อมูลหรือค่าส่งจากสื่อนำเข้าไปไว้เก็บในหน่วยความจำ เช่น การบันทึกข้อมูลประวัตินักเรียนผ่านทางสื่อ หรือการอ่านคะแนนสอบจากบัตรคำตอบ เป็นต้น 2. ส่วนประมวลผลกลาง (Central Processong Unit) เป็นส่วนที่ทำการประมวลผลข้อมูลที่ได้นำเข้าจากส่วนนำข้อมูลเข้า ส่วนประมวลผลกลางจะประกอบไปด้วย 3 หน่วยหลักๆ คือ 2.1 หน่วยความจำ (Memory) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลจากการนำเข้าหรือจากการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
2.2 หน่วยคำนวณ (Arithmetic & Logic) หลักการคำนวณของคอมพิวเตอร์มี 2 หลักการ คือ
1. การคำนวณ (Arithmetic&Logic) คือ การบวก ลบ คูณ หาร 2. การเปรียบเทียบ (Logical) เช่น การคำนวณหาค่าผลรวมของยอดกำไรขาดทุน และ การเปรียบเทียบข้อมูลแต่ละกลุ่ม หรือแต่ละหมวดแต่ละหมู่ 2.3 หน่วยควบคุม(Control Unit) ทำหน้าที่ในการควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์และทำหน้าที่ประสานงานการทำงานภายในและงานภายนอกของคอมพิวเตอร์ 3. ส่วนแสดงผลข้อมูล (Output Unit) ทำหน้าที่ในการแสดงผลจากการประมวลผลแล้วไปยังสื่อที่แสดงผลลัพธ์ ได้แก่ จอภาพ เครื่องพิมพ์ หรือเก็บไว้ที่หน่วยความจำ ได้ทั้งความรวดเร็ว ถูกต้อง แม่นยำและประหยัด เนื่องจากการเขียนคำสั่งเพียงครั้งเดียวสามารถทำงานซ้ำๆได้คราวละจำนวนมากๆ |
วันอาทิตย์ที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556
หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์
สมัครสมาชิก:
ส่งความคิดเห็น (Atom)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น