หน่วยที่ 3

คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์
ประวัติของคอมพิวเตอร์
เครื่อง คอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบัน เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์มีศักยภาพสูงที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวันใน ขณะนี้ เพื่อนำมาช่วยทำงานด้านการคำนวณประมวลผล และสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการผลิตงานทางด้านอุตสาหกรรมในโรงงานต่าง ๆ อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนใน ช่วงปี พ.ศ. 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด (Abacus) ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา
ความหมายของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่าง ๆ สามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือมีศักยภาพสูง ในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ ตัวอักษร และเสียง ทำให้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานได้ อย่างกว้างขวาง
ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้ครบถ้วนอย่างมีประสิทธิภาพต้องมีองค์ประกอบสำคัญ ดังนี้
คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาส์ เป็นต้น
จำแนกหน้าที่ของฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ สามารถแบ่งออกเป็นส่วนสำคัญ 5 ส่วน คือ
1. หน่วยรับข้อมูลเข้า(Input Unit) เป็น วัสดุอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำ งานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์เกี่ยวข้อง เช่น แป้นอักขระ (keyboard) เมาส์(mouse) ซีดีรอม(CD-Rom) ไมโครโฟน(Microphone) ฯลฯ
2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณทั้งทางตรรกะและคณิตศาสตร์ รวมทั้งการประมวลข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ
3. หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำ หน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่ส่งมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งไปประมวลผลยังหน่วยประมวลผลกลาง และเก็บผลลัพธ์ที่ได้มาจากการประมวลผลแล้ว เพื่อเตรียมส่งไปยังหน่วยแสดงผล
4. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลหรือผ่านการคำนวณแล้ว
5. อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ (Peripheral Equipment) เป็น อุปกรณ์ที่นำมาต่อพ่วงเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ 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
ระบบคอมพิวเตอร์
ระบบ คอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใด ๆ กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์ ของสำนักทะเบียนราษฎร์ กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย ระบบเวชระเบียนของโรงพยาบาล ระบบเสียภาษี ระบบทะเบียนการค้า ระบบทะเบียนประวัติอาชญากรรมของสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ฯลฯ ถ้าต้องการทราบข้อมูลต่าง ๆ เหล่านี้ สามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ได้
องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ4 ส่วน ดังนี้

ความหมายของคอมพิวเตอร์ 
      หมายถึงเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผลและเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูง อย่างต่อเนื่อง และอัตโนมัติ

การจำแนกคอมพิวเตอร์ตามลักษณะวิธีการทำงานภายในเครื่องคอมพิวเตอร์อาจแบ่งได้เป็นสองประเภทใหญ่ ๆ คือ

1.              แอนะล็อกคอมพิวเตอร์ (analog computer)เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ

2.              2. ดิจิทัลคอมพิวเตอร์ (digital computer) คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปในปัจจุบัน จัดเป็นดิจิทัลคอมพิวเตอร์แทบทั้งหมด

3.               เครื่องคำนวณในยุคประวัติศาสตร์

     เครื่องคำนวณเครื่องแรกของโลก ได้แก่ ลูกคิด มีการใช้ลูกคิดในหมู่ชาวจีนมากกว่า 7000 ปี และใช้ในอียิปต์โบราณมากกว่า 2500 ปี ลูกคิดของชาวจีนประกอบด้วยลูกปัดร้อยอยู่ในราวเป็นแถวตามแนวตั้ง โดยแต่ละแถวแบ่งเป็นครึ่งบนและล่าง ครึ่งบนมีลูกปัด 2 ลูก ครึ่งล่างมีลูกปัด 5 ลูก แต่ละแถวแทนหลักของตัวเลข

     คอมพิวเตอร์ในยุคเริ่มแรก ได้แก่ เครื่องจักรกลหรือสิ่งประดิษฐ์ขึ้นเพื่อช่วยในการ คำนวณ โดยที่ยังไม่มีการ นำวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เข้ามาใช้ประโยชน์ร่วมด้วย ลำดับเครื่องมือขึ้นมามีดังนี้

     ในระยะ 5,000 ปีที่ผ่านมา มนุษย์เริ่มรู้จักการใช้นิ้วมือและนิ้วเท้าของตนเพื่อช่วยในการคำนวณ และพัฒนา มาใช้อุปกรณ์อื่น ๆ เช่น ลูกหิน ใช้เชือกร้อยลูกหินคล้ายลูกคิด

     ต่อมาประมาณ 2,600 ปีก่อนคริสตกาล ชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่องมือเพื่อใช้ในการ คำนวณขึ้นมาชนิดหนึ่ง เรียกว่า ลูกคิด ซึ่งถือได้ว่า เป็นอุปกรณ์ใช้ช่วยการคำนวณที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและคงยังใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน

ความคิดของเขา โดยที่เครื่องดังกล่าวประกอบไปด้วยชิ้นส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน คือ

1.             ส่วนเก็บข้อมูล เป็นส่วนที่ใช้ในการเก็บข้อมูลนำเข้าและผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณ

2.             ส่วนประมวลผล เป็นส่วนที่ใช้ในการประมวลผลทางคณิตศาสตร์

3.             ส่วนควบคุม เป็นส่วนที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างส่วนเก็บข้อมูล และส่วนประมวลผล

4.             ส่วนรับข้อมูลเข้าและแสดงผลลัพธ์ เป็นส่วนที่ใช้รับทราบข้อมูลจากภายนอกเครื่องเข้าสู่ส่วนเก็บ และแสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณให้ผู้ใช้ได้รับทราบ

ส่วนประกอบและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

 จอภาพแบบ CRT (Cathode Ray Tube)
เป็นจอภาพที่ใช้กับคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ มีหลักการทำงานแบบเดียวกับจอโทรทัศน์ ทำงานโดยใช้กระแสไฟฟ้า
จอภาพแบบแบน LCD (Liquid Crystal Display) 
 จอภาพผลึกเหลวใช้งานกับคอมพิวเตอร์ประเภทพกพาเป็นส่วนใหญ่ มีสองประเภท ได้แก่

- Active matrix
   จอภาพสีสดใสมองเห็นจากหลายมุม เนื่องจากให้ความสว่าง และสีสันในอัตราที่สูง มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า   TFT – Thin Film Transistor และเนื่องจากคุณสมบัติดังกล่าว ทำให้ราคาของจอประเภทนี้สูงด้วย

- Passive matrix
     จอภาพสีค่อนข้างแห้ง เนื่องจากมีความสว่างน้อย และสีสันไม่มากนักทำให้ไม่สามารถมองจาก
     มุมมอง อื่น ได้ นอกจากมองจากมุมตรง เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า DSTN (Double Super Twisted  Nematic)                  

        จอภาพระบบสัมผัส (Touch-Screen)
   เป็นจอภาพที่มีประสาทสัมผัส เป็นอุปกรณ์ที่นำข้อมูลเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์โดยการสัมผัสเป็นจอภาพ แบบพิเศษสามารถรับรู้ทันทีเมื่อมีการสัมผัสกับจอภาพ ใช้งานได้ง่ายสำหรับผู้ที่ไม่เคยใช้คอมพิวเตอร์เลยผู้ใช้เพียงแตะปลายนิ้วลง

                 คีย์บอร์ด (Keyboard) ใช้ป้อนข้อมูลหรือคือสั่งเข้าสู่พีซี
    คียบอร์ด หรือ แป้นพิมพ์ (ศัพท์บัญญัติ ใช้ว่า แผงแป้นอักขระ เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์  ที่ทุกเครื่องจำเป็นต้องมี โดยปกติมักจะมีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือใกล้เคียง มีแป้นต่างๆ   ประมาณร้อยแป้นอยู่บนคีย์บอร์ด (ขึ้นอยู่กับผังแป้นพิมพ์) ซึ่งถอดแบบมาจากเครื่องพิมพ์ดีด ออกแบบมาเพื่อใช้สำหรับรับข้อมูลที่เป็นตัวอักขระ แล้วทำการเปลี่ยนเป็นรหัส 7 หรือ 8 บิต จากนั้นจึงส่งให้คอมพิวเตอร์ประมวลผล หรือใช้ควบคุมฟังก์ชันการทำงานบางอย่างของคอมพิวเตอร์  และเพื่อให้การป้อนข้อมูลที่เป็นอักขระและตัวเลขทำได้ง่ายและสะดวกขึ้น คีย์บอร์ดจึงแยกแผงที่เป็น แป้นอักขระกับแป้นตัวเลขแยกไว้ต่างหาก

                                เมาส์ (Mouse) อุปกรณ์ช่วยอำนวยความสะดวกในการเลือกคำสั่ง                                                            อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับชี้พิกัดบนหน้าจอว่าผู้ใช้คอมพิวเตอร์ต้องการเลือกทำงานบนตำแหน่งใดๆ ที่ปรากฏบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ตัวนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้ คอมพิวเตอร์ได้อย่างสะดวกและ รวดเร็วยิ่งขึ้น