หน่วยที่ 3

คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

ประวัติของคอมพิวเตอร์

            เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบัน  เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี  เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน  จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์มีศักยภาพสูงที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวันในขณะนี้  เพื่อนำมาช่วยทำงานด้านการคำนวณประมวลผล และสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการผลิตงานทางด้านอุตสาหกรรมในโรงงานต่าง ๆ อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนในช่วงปี  พ.ศ. 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด (Abacus) ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา

ความหมายของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่าง ๆ สามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือมีศักยภาพสูงในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ  ตัวอักษร และเสียง ทำให้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานได้อย่างกว้างขวาง

ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

            คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้ครบถ้วนอย่างมีประสิทธิภาพต้องมีองค์ประกอบสำคัญ ดังนี้

            คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาส์  เป็นต้น        

            จำแนกหน้าที่ของฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ สามารถแบ่งออกเป็นส่วนสำคัญ  5  ส่วน คือ

            1.  หน่วยรับข้อมูลเข้า(Input Unit) เป็นวัสดุอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์เกี่ยวข้อง เช่น แป้นอักขระ (keyboard) เมาส์(mouse) ซีดีรอม(CD-Rom)  ไมโครโฟน(Microphone) ฯลฯ

            2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณทั้งทางตรรกะและคณิตศาสตร์ รวมทั้งการประมวลข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ

            3. หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่ส่งมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งไปประมวลผลยังหน่วยประมวลผลกลาง และเก็บผลลัพธ์ที่ได้มาจากการประมวลผลแล้ว  เพื่อเตรียมส่งไปยังหน่วยแสดงผล

            4. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลหรือผ่านการคำนวณแล้ว

            5. อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ (Peripheral Equipment) เป็นอุปกรณ์ที่นำมาต่อพ่วงเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มากยิ่งขึ้น เช่น โมเด็ม แผงวงจรเชื่อมต่อ  เครือข่าย เป็นต้น

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

            ประโยชน์ที่เราได้รับจากการนำคอมพิวเตอร์มาใช้งาน  สามารถแบ่งได้ดังนี้

• 1. มีความเร็วในการทำงานสูง  เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถประมวลผลคำสั่งในช่วงเวลา 1 วินาทีได้มากกว่าหนึ่งร้อยล้านคำสั่งจึงใช้ในงานคำนวณต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็ว  เช่น  การฝากถอนเงินจากตู้เอทีเอ็ม  เป็นต้น

• 2.มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง  สามารถทำงานได้ตลอด  24  ชั่วโมง  เป็นสัปดาห์  หรือเป็นปีโอกาสเครื่องเสียน้อยมาก ใช้แทนกำลังคนได้มากมาย

• 3.มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้

• 4.เก็บข้อมูลได้มาก  ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ

• 5.สามารถโอนย้ายข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่องหนึ่งโดยผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว  ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้งาน

• ·       ฮาร์ดแวร์ (hardware) หรือส่วนเครื่อง

• ·       ซอฟต์แวร์ (software) หรือส่วนชุดคำสั่ง

• ·       ข้อมูล (data)

• ·       บุคลากร (people)

ตามลักษณะงานที่ใช้ หากงานประมวลผลนั้นไม่ได้ซับซ้อนหรือยุ่งยากมากนัก 
อีกทั้งการใช้งานอยู่ในวงแคบเช่น ที่บ้านหรือสำนักงานขนาดเล็ก คุณอาจจะซื้อ
เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาไม่แพงมากนักมาใช้งานได้ แต่บางหน่วยงาน 
เช่น องค์กรขนาดใหญ่ที่ต้องมีการประมวลผลใหญ่และซับซ้อนมาก 
และการใช้งานกระจายอยู่ในวงกว้าง

ระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์  หมายถึง  กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใด ๆ กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์ ของสำนักทะเบียนราษฎร์ กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย ระบบเวชระเบียนของโรงพยาบาล ระบบเสียภาษี ระบบทะเบียนการค้า ระบบทะเบียนประวัติอาชญากรรมของสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ฯลฯ ถ้าต้องการทราบข้อมูลต่าง ๆ เหล่านี้ สามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

            ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ4  ส่วน ดังนี้

• สรุป   ความหมายของคอมพิวเตอร์
  ความหมายของคอมพิวเตอร์จะหมายถึง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่งที่สามารถรับโปรแกรมและข้อมูล ประมวลผล สื่อสารเคลื่อนย้ายข้อมูลและแสดงผลลัพธ์ได้
                                 ประวัติคอมพิวเตอร์
  
  
  ในระยะ 5,000 ปีที่ผ่านมา มนุษย์เริ่มรู้จักการใช้นิ้วมือและนิ้วเท้าของตนเพื่อช่วยในการคำนวณ และพัฒนา มาใช้อุปกรณ์อื่น ๆ เช่น ลูกหิน ใช้เชือกร้อยลูกหินคล้ายลูกคิด
  
  
  ต่อมาประมาณ 2,600 ปีก่อนคริสตกาล ชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่องมือเพื่อใช้ในการ คำนวณขึ้นมาชนิดหนึ่ง เรียกว่า ลูกคิด ซึ่งถือได้ว่า เป็นอุปกรณ์ใช้ช่วยการคำนวณที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและคงยังใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน ลูกคิดของชาวจีนประกอบด้วยลูกปัดร้อยอยู่ในราวเป็นแถวตามแนวตั้ง โดยแต่ละแถวแบ่งเป็นครึ่งบนและล่าง ครึ่งบนมีลูกปัด 2 ลูก ครึ่งล่างมีลูกปัด 5 ลูก แต่ละแถวแทนหลักของตัวเลข
                               ยุคของคอมพิวเตอร์
  สำหรับความเป็นมาของคอมพิวเตอร์นั้นมีผู้แบ่งยุคของคอมพิวเตอร์ตามวิวัฒนาการทางคอมพิวเตอร์ออกเป็น 4 ยุคด้วยกัน ดังนี้1. ยุคที่หนึ่ง (First Generation)
              
    ยุคที่หนึ่ง
              ยุคนี้เริ่มตั้งแต่ ค.ศ. 1944 เป็นต้นมา หรือประมาณปี พ.ศ. 2494-2502 เทคโนโลยีที่ใช้สร้างคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จะใช้หลอดสุญญากาศ และวงจรไฟฟ้า ซึ่งต้องใช้พลังความร้อนในขณะทำงานสูง ดังนั้นเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จึงมีขนาดใหญ่และต้องใช้เครื่องปรับอากาศมาช่วยในการระบายความร้อน
  
  
    ยุคที่สอง (Second Generation)
                  ยุคนี้เริ่มในปี ค.ศ. 1957 หรือประมาณปี พ.ศ. 2502-2507 ในยุคนี้ได้มีการริเริ่มนำเอาทรานซิสเตอร์ (Transistor) และไดโอด (Diodes) มาใช้แทนหลอดสุญญากาศ ซึ่งมีขนาดเล็ก มีราคาถูกลงและทำงานได้เร็วขึ้น ขนาดของเครื่องคอมพิวเตอร์จึงเล็กตามลงไปด้วย ในการทำงานจะใช้วงแหวนแม่เหล็กสำหรับเก็บข้อมูล และใช้เทปแม่เหล็ก จานแม่เหล็กเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูล
  
  
  . ยุคที่สาม (Third Generation)
                  เริ่มในปี ค.ศ. 1965 ในยุคนี้มีการนำเอาวงจรรวม (Integrated Circuit : IC) มาใช้แทนทรานซิสเตอร์ ทำให้คอมพิวเตอร์ในยุคนี้มีขนาดเล็กลงไปอีก ความเร็วก็สูงขึ้นและราคาก็ลดลงไปอีก มีการพัฒนาโปรแกรมกว้างขวางขึ้น และมีการใช้ภาษาระดับสูงมาช่วยในการเขียนโปรแกรม จึงมีหลายบริษัทเริ่มผลิตโปรแกรมสำเร็จรูปมาใช้ในการทำงาน
  
  
      ยุคที่สี่ (Fourth Generation)
                  เริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 1976 มีการนำเอาแผงวงจรรวม (Very Large Scale Integration : VLSI) มาใช้ และมีการปรับปรุงอุปกรณ์อื่นๆ ให้มีความสามารถสูงขึ้น จึงทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้เร็วขึ้น นอกจากนั้นยังมีการเปลี่ยนหน่วยความจำจากวงแหวนแม่เหล็กมาเป็นหน่วยความจำสารกึ่งตัวนำ มีการผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ขึ้นทำให้มีการสร้างคอมพิวเตอร์ขนาดกลาง (Minicomputer) และขนาดเล็ก (Microcomputer) ขึ้นมาขายเพื่อความเหมาะสมในการใช้งานในแต่ละประเภท ในยุคนี้มีประชาชนสนใจคอมพิวเตอร์มากขึ้น ทำให้มีการใช้อย่างแพร่หลายในหมู่ประชาชนทั่วไป ไม่ว่าจะเป็นนักเรียน นักศึกษา ครูอาจารย์ นายแพทย์ นักธุรกิจ เป็นต้น
  
  
                       ประเภทของคอมพิวเตอร์ 
  
  
  คอมพิวเตอร์มีลักษณะ ขนาด และราคาที่แตกต่างกันไป
                       
                        ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์
  
  
  งานธุรกิจ เช่น บริษัท ร้านค้า ห้างสรรพสินค้า ตลอดจนโรงงานต่างๆ ใช้คอมพิวเตอร์ในการทำบัญชี งานประมวลคำ และติดต่อกับหน่วยงานภายนอกผ่านระบบโทรคมนาคม
  
  
  งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุข สามารถนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในนำมาใช้ในส่วนของการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อน เช่น งานศึกษาโมเลกุลสารเคมี วิถีการโคจรของการส่งจรวดไปสู่อวกาศ  หรืองานทะเบียน การเงิน สถิติ
  
  
                        องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
  1.2.1 ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
  องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ที่จับต้องได้ แบ่งเป็น 4 หน่วย คือ Input unit, CPU(Central Processing Unit), Storage และ Output unit 
  1.2.2 ซอฟต์แวร์ (Software)
  คือ โปรแกรม หรือชุดคำสั่งที่เขียนขึ้น เพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน เป็นตัวเชื่อมระหว่าง Hardware กับผู้ใช้ ให้สามารถสื่อสารกันได้
  1.2.3 บุคลากร (Peopleware)
  บุคคลผู้สั่งให้คอมพิวเตอร์ โดยใช้ซอฟต์แวร์ ซึ่งเป็นภาษาที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ ซึ่งบุคคลจะมีหลายบทบาทในการเข้าใช้คอมพิวเตอร์
  - นักวิเคราะห์ และออกแบบระบบ (System analyst and design)
  - โปรแกรมเมอร์ (Programmer)
  - ผู้บริหารฐานข้อมูล (Database administrator)
  - ผู้ปฏิบัติการ (Operator)
  - ผู้ใช้ (User)
  - ผู้บริหาร (Administrator)
  1.2.4 ข้อมูล (Data)
  องค์ประกอบสำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์มีค่า เพราะข้อมูลที่เก็บในคอมพิวเตอร์ จะนำไปใช้ในการประกอบการตัดสินใจ หรือช่วยการแสดงผล หรือนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ ข้อมูลบางอย่างอาจมีค่ามากกว่า hardware เสียอีก
  1.2.5 กระบวนการทำงาน (Procedure)
  การทำงานให้ได้ผลตามต้องการต้องมีลำดับการทำงาน หรือขั้นตอนที่เป็นไปได้ในทางปฏิบัติ จึงต้องมีคู่มือผู้ใช้ หรือคู่มือระบบ ให้ผู้ใช้จัดการกับคอมพิวเตอร์ และใช้งานคอมพิวเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด