หน่วยที่ 3

หน่วยการเรียนรู้ที่ 3   คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

1.ประวัติของคอมพิวเตอร์

            เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบัน เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพสูงที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวันในขณะนี้

            ต่อมาในปี พ.ศ. 2185 แบลส์ พาสคัล (Blaise Pascal) นักวิทยาศาสตร์และปรัชญาชาวฝรั่งเศส ได้ประดิษฐ์ เครื่องคิดเลขขึ้นมา ใช้ในการคำนวณ สามารถ  ใช้บวกและลบเลขได้อย่างถูกต้อง

ภาพที่ 3.1 แบลส์ พาสคัล  

ปี พ.ศ.2376 ชาร์ล แบบเบจ ได้สร้างเครื่องคำนวณที่ทำงานโดยอาศัยโปรแกรมเป็นเครื่องแรกของโลก เราให้เกียรติยกย่องว่าเขาเป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์เนื่องจากเครื่องที่เขาสร้างขึ้นเป็นต้นแบบหรือแนวทางที่นำไปสู่การพัฒนาของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันในปัจจุบัน 

ภาพที่ 3.2 ชาร์ล แบบเบจ

ปี พ.ศ. 2489 คณะนักวิจัยของประเทศสหรัฐอเมริกาทีมงานหนึ่งได้พัฒนาและสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกมีชื่อเรียกว่า อินิแอ็ก (ENIAC) 

ภาพที่ 3.3 เครื่องคอมพิวเตอร์  ENIAC

เพื่อใช้ในในการคำนวณวิถีกระสุนปืนใหญ่ที่ใช้ในระหว่างสงครามครั้งที่ 2 ต่อจากนั้นก็ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงเป็นระบบเล็ก หรือที่เราเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer หรือ PC)

ภาพที่ 3.4 เครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดแรกที่ตั้งโต๊ะ

2.  ความหมายของคอมพิวเตอร์

            คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิคส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่างๆสามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือมีศักยภาพสูงในการคำนวณประมวลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ ตัวอักษร และเสียง

3.ระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำงานใดๆกับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชากรจากระบบทะเบียนราษฎร์ ถ้าต้องการทราบข้อมูลต่างๆเหล่านี้ สามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้ 

4.องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

            ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วนดังนี้

   1.ฮาร์ดแวร์ (Hardware)หรือส่วนเครื่อง

   2. ซอฟต์แวร์(Software)หรือส่วนชุดสั่ง

   3.ข้อมูล(Data)

   4.บุคลากร(People)

5.ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์มีส่วนประกอบสำคัญ ดังนี้
             คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ (Hardware)หมายถึง ตัวเครื่องและส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และ เมาส์ เป็นต้น 

ภาพที่ 3.5 แสดงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

หน้าที่ของฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 5 ส่วน
1.หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)
2.หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)
3.หน่วยความจำ (Memory Unit)

4.หน่วยแสดงผล (Output Unit)
5. อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ

                                   

1.หน่วยรับข้อมูล(Input Unit)  เป็นอุปกรณ์ต่างๆที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์เกี่ยวข้อง เช่น แผนแป้นอักษร(Keyboard) เมาส์(Mouse)  จอภาพ (monitor) เป็นต้น

แผงแป้นอักขระ
             แผนแป้นอักขระหรือแป้นพิมพ์ เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ สามารถรับเข้าข้อมูลจากการกดแป้นพิมพ์เพื่อส่งต่อไปให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ แป้นพิมพ์ที่นิยมใช้จะมี 101 แป้นและแยกแป้นอักขระและตัวเลขออกจากกัน ส่วนบนจะเป็นแป้นคำสั่งพิเศษเพื่อให้ใช้งานได้สะดวกขึ้น 

ภาพที่ 3.6 แผงแป้นอักขระ

เมาส์
       เมาส์ (mouse)เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายตัวหนู เราใช้เมาส์ในการควบคุมตัวชี้ ที่ปรากฏบนจอภาพให้สามารถเลื่อนไปสู่ตำแหน่งต่างๆที่ต้องการได้โดยใช้ง่ายสามารถใช้ร่วมกับโปรแกรมในการควบคุมคำสั่งก็ได้ จะมีปุ่มควบคุม 2 ปุ่ม ด้วยกัน 

ภาพที่ 3.7 เม้าส์ชนิดต่างๆ

จอภาพ
     จอภาพ (monitor) เป็นอุปกรณ์แสดงข้อมูลผลลัพธ์ที่เกิดจากเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแสดงได้ทั้งตัวหนังสือ ภาพนิ่ง และภาพเครื่องไหว โดยทั่งไปนิยมใช้จอภาพแบบสี 

 ภาพที่ 3.8 จอภาพแบบต่างๆ

2.หน่วยประมวลผลกลาง

            หน่วยประมวลผลกลาง(Central Processing Unit : CPU) หน่วยประมวลผลกลาง หรือเรียกคำย่อว่า ซีพียู มีความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์ 2 อย่างด้วยกันคือ
    1.ตัวซิป (Chip) ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์
    2. ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่ความหมายส่วนที่2ถ้ามองทางด้านเทคนิคแล้วจะเป็นความหมายที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากตัวซีพียูเป็นซิปคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เหมือนส่วนสมองของคอมพิวเตอร์

            ซีพียูมีหน้าที่หลักในการควบคุมทำงานของคอมพิวเตอร์ประมวลผลและเปรียบเทียบข้อมูล โดยทำการเปลี่ยนแปลงข้อมูลดิบให้เป็นสารสนเทศที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ 

ภาพที่ 3.9 แสดงลักษณะของซีพียูที่ใช้กับไมโครคอมพิวเตอร์

3.หน่วยความจำ (Memory Unit)

ประเภทของหน่วยความจำ (memory ) มีดังนี้
3.1.หน่วยความจำหลัก
3.2.หน่วยความจำสำรอง
3.3หน่วยเก็บข้อมูล

          3.1.หน่วยความจำหลัก  คือ หน่วยเก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆของเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูลที่สามารถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่ง ข้อมูลจะถูกนำไปเก็บไว้และสามารถถูกนำออกมาใช้ในการประมวลผลในภายหลัง

หน่วยความจำหลักแบ่งได้ 2 ประเภท คือ
                1.1 หน่วยความจำแบบ “แรม”  (RAM=Random access memory)

                1.2 หน่วยความจำแบบ “รอม”  (ROM = Read Only Memory)

 1.1 หน่วยความจำแบบ “แรม”

            หน่วยความจำแรมเป็นหน่วยความจำที่ต้องอาศัยกระแสไฟฟ้าเพื่อรักษาข้อมูล ข้อมูลหรือแฟ้มข้อมูลจะถูกเก็บไว้ชั่วคราวขณะทำงาน ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำจะอยู่ได้นานจนกว่าปิดเครื่องคอมพิวเตอร์หรือไม่มีกระแสไฟฟ้าป้อนส่งให้กับเครื่อง เมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับข้อมูลที่เก็บไว้จะถูกลบหายไป เราเรียกว่าหน่วยความจำ ประเภทนี้ว่า “หน่วยความจำแบบลบเลือนได้”

1.2 หน่วยความจำแบบ “รอม”

              เป็นหน่วยความจำที่ใช้ในการเก็บ โปรแกรมหรือข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อมูลที่ถาวรไม่ขึ้นกับไฟฟ้าที่ป้อนให้วงจร ยอมให้ซีพียูอ่านข้อมูลหรือโปรแกรมไปใช้งานอย่างเดียว  ไม่สามารถเขียนข้อมูลลงไปเก็บไว้ได้โดยง่าย ต้องใช้เทคนิคพิเศษช่วย ส่วนใหญ่ใช้การเก็บโปรแกรมควบคุม เราเรียกว่าหน่ายความจำประเภทนี้ว่า “หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน”

3.2. หน่วยความจำรอง (secondary storage)    หน่วยความจำชนิดนี้มีไว้สำหรับสำรองหรือทำงานกับข้อมูลและโปรแกรมขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของหน่วยความจำหลักมีจำกัด หน่วยความจำสำรองสามารถเก็บไว้ได้หลายแบบ เช่น แผ่นบันทึก (floppy disk) จานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (hard disk)  แผ่นซีดีรอม (CDROM) แผ่นดีวีดี (DVD)  และจานแสงแม่เหล็ก    เป็นต้น

แผ่นบันทึกหรือฟลอปปี้ดิสก์

    แผ่นบันทึกข้อมูล(floppy disk) เป็นหน่วยความจำสำรอง ตัวแผ่นทำด้วยพลาสติกชนิดอ่อน บรรจุในซองพลาสติกแข็งเพื่อป้องกันกับแผ่นบันทึกไม่ให้เสียหายง่าย ใช้เป็นสื่อในการโอนหรือสำเนาแฟ้มข้อมูล

ภาพที่ 3.10 แผ่นบันทึกข้อมูล

จานบันทึกข้อมูล
            ตัวจานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk) ประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กตั้งแต่หนึ่งแผ่นจนถึงหลายแผ่น และเครื่องขับจาน (Hard Disk Disk)เป็นส่วนประกอบของฮาร์ดแวร์ การบันทึกข้อมูลได้จำนวนมากเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับเครื่องและรุ่นที่ใช้ปัจจุบันสามารถเก็บข้อมูลได้ตั้งแต่ขนาน  500 เมกะไบต์ จนถึง 80 กิกะไบต์ หรือมากกว่านี้ 

ภาพที่ 3.11 จานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk)

แผ่นซีดีรอม (CDROM) หรือ แผ่นซีดี
      ซีดี ย่อมาจากคอมแพคดิสก์ มีลักษณะคล้ายแผ่นซีดีเพลงใช้ระบบเสียงเลเซอร์ในการอ่านข้อมูลที่เก็บเป็นได้ทั้งตัวอักษร ตัวเลข เสียง และภาพได้ มีความจุประมาณ 650 เมกะไบต์ 

ภาพที่ 3.11 แผ่นซีดีรอม 1 แผ่น สามารถเก็บข้อมูลเท่ากับหนังสือ 500 เล่มหรือมีความจุแผ่นบันทึก 450 แผ่น

ดีวีดี
             ดีวีดี ( DVD หรือ Digitle Versatile Disk ) เป็นแผ่นที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด โดยแผ่นดีวีดีสามารถเก็บข้อมูลได้ไม่ต่ำกว่า 4.7 จิกะไบต์ คาดหมายว่าแผ่นดีวีดีจะถูกนำมาใช้แทนซีดีรอม เลเซอร์ดิสก์หรือแม้แต่วิดีโอเทป

ภาพที่ 3.12 อุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิด DVD-ROM

4 . หน่วยแสดงผล (Output Unit)
        เป็นอุปกรณ์ส่งออก ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์เมื่อซีพียูทำการประมวลผล
        1. จอภาพ เป็นอุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ที่เป็นภาพ
        2. เครื่องพิมพ์  เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์ในรูปของอักขระหรือรูปภาพที่จะไปปรากฏอยู่บนกระดาษ
        3. ลำโพง  เป็นอุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ที่อยู่ในรูปของเสียง สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านแผงวงจรเกี่ยวกับเสียง  ซึ่งมีหน้าที่แปลงข้อมูลดิจิตอลไปเป็นเสียง

6.ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ 

1. มีความเร็วในการทำงานสูง เช่น การฝากถอนเงินจากตู้เอทีเอ็ม
2. มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง
3. มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้
4. เก็บข้อมูลได้มาก ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ
5. สามารถโอนย้ายข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่องหนึ่งโดยผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว 

7.บุคลากร  (Peopleware)

บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่

1.ผู้ดูแลระบบ  คือ บุคคลที่ถูกจ้างเพื่อจะดูแลและจัดการระบบ

2.นักวิเคราะห์ระบบ คือ วิเคราะห์และออกแบบระบบงาน

3.นักเขียนโปรแกรม คือ นักวิเคราะห์ระบบทำการวิเคราะห์ระบบงานเสร็จสิ้น เพื่อสร้างระบบงานให้ออกมาใช้งานได้จริงๆ

4.วิศวกรระบบ คือ ทำหน้าที่ออกแบบ สร้าง ซ่อมบำรุงและดูแลรักษาฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ให้สามารถทำงานได้ตามที่ต้องการ

5.วิศวกรเครือข่าย คือ ผู้ดูแลออกแบบและดูแลระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

6.ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง คือ ผู้ใช้สามารถประยุกต์โปรแกรมเพื่อสร้างผลงานต่างๆตามต้องการ

7.ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป คือ สามารถทำงานตามหน้าที่ในหน่วยงานนั้นๆ เช่น การพิมพ์งาน