หน่วยที่ 3
คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์
1.ประวัติคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้เป็นผลมาจากการประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือในการคำนวณซึ่งมีวิวัฒนาการนานมาแล้ว เริ่มจากเครื่องมือในการคำนวณเครื่องแรกคือ “ลูกคิด” (Abacus) ที่สร้างขึ้นในประเทศจีน เมื่อประมาณ 2,000-3,000 ปีมาแล้ว
พ.ศ.2185 แบลส์ พาสคัล ประดิษฐ์เครื่องคิดเลข
พ.ศ. 2376 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ ชาร์ล แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ประดิษฐ์เครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) สามารถคำนวณค่าของตรีโกณมิติ ฟังก์ชั่นต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ การทำงานของเครื่องนี้แบ่งเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนเก็บข้อมูล ส่วนคำนวณ และส่วนควบคุม ใช้ระบบพลังเครื่องยนต์ไอน้ำหมุนฟันเฟือง มีข้อมูลอยู่ในบัตรเจาะรู คำนวณได้โดยอัตโนมัติ และเก็บข้อมูลในหน่วยความจำ ก่อนจะพิมพ์ออกมาทางกระดาษ
หลักการของแบบเบจนี้เองที่ได้นำมาพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เราจึงยกย่องให้แบบเบจเป็น บิดาแห่งเครื่องคอมพิวเตอร์
พ.ศ.2489 ประเทศสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาและ สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบอิเล็กทรอนิกส์เรียกว่า
อินิแอ็ก(ENIAC)
หลังจากนั้นเป็นต้นมา ได้มีผู้ประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมามากมายหลายขนาด ทำให้เป็นการเริ่มยุคของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริง โดยสามารถจัดแบ่งคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ยุค
- ยุคที่หนึ่ง (First Generation Computer) พ.ศ. 2489-2501
เป็นการประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มิใช่เครื่องคำนวณ โดยเมาช์ลีและเอ็กเคอร์ต (Mauchly and Eckert) ได้นำแนวความคิดนั้นมาประดิษฐ์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากเครื่องหนึ่งเรียกว่า ENIAC (Electronic Numericial Integrator and Calculator) ซึ่งต่อมาได้ทำการปรับปรุงการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น และได้ประดิษฐ์เครื่อง UNIVAC (Universal Automatic Computer) ขึ้นเพื่อใช้ในการสำรวจสำมะโนประชากรประจำปี จึงนับได้ว่า UNIVAC เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกที่ถูกใช้งานในเชิงธุรกิจ ซึ่งนับเป็นการเริ่มของเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคแรกอย่างแท้จริง เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้หลอดสุญญากาศในการควบคุมการทำงานของเครื่อง ซึ่งทำงานได้อย่างรวดเร็ว แต่มีขนาดใหญ่มากและราคาแพง ยุคแรกของคอมพิวเตอร์สิ้นสุดเมื่อมีผู้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์มาใช้แทนหลอดสูญญากาศ
ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 1
ใช้อุปกรณ์ หลอดสุญญากาศ (Vacuum Tube) เป็นส่วนประกอบหลัก ทำให้ตัวเครื่องมีขนาดใหญ่ ใช้พลังงานไฟฟ้ามาก และเกิดความร้อนสูง
ทำงานด้วยภาษาเครื่อง (Machine Language) เท่านั้น
เริ่มมีการพัฒนาภาษาสัญลักษณ์ (Assembly / Symbolic Language) ขึ้นใช้งาน
ยุคที่สอง (Second Generation Computer) พ.ศ. 2502-2506
มีการนำทรานซิสเตอร์ มาใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์จึงทำให้เครื่องมีขนาดเล็กลง และสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มีความรวดเร็วและแม่นยำมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ในยุคนี้ยังได้มีการคิดภาษาเพื่อใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์เช่น ภาษาฟอร์แทน (FORTRAN) จึงทำให้ง่ายต่อการเขียนโปรแกรมสำหรับใช้กับเครื่อง
ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 2
ใช้อุปกรณ์ ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ซึ่งสร้างจากสารกึ่งตัวนำ (Semi-Conductor) เป็นอุปกรณ์หลัก แทนหลอดสุญญากาศ เนื่องจากทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียว มีประสิทธิภาพในการทำงานเทียบเท่าหลอดสุญญากาศได้นับร้อยหลอด ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้มีขนาดเล็ก ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อย ความร้อนต่ำ ทำงานเร็ว และได้รับความน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น
เก็บข้อมูลได้ โดยใช้ส่วนความจำวงแหวนแม่เหล็ก (Magnetic Core)
มีความเร็วในการประมวลผลในหนึ่งคำสั่ง ประมาณหนึ่งในพันของวินาที (Millisecond : mS)
สั่งงานได้สะดวกมากขึ้น เนื่องจากทำงานด้วยภาษาสัญลักษณ์ (Assembly Language)
เริ่มพัฒนาภาษาระดับสูง (High Level Language) ขึ้นใช้งานในยุคนี้
ยุคที่สาม (Third Generation Computer) พ.ศ. 2507-2512
คอมพิวเตอร์ในยุคนี้เริ่มต้นภายหลังจากการใช้ทรานซิสเตอร์ได้เพียง 5 ปี เนื่องจากได้มีการประดิษฐ์คิดค้นเกี่ยวกับวงจรรวม (Integrated-Circuit) หรือเรียกกันย่อๆ ว่า “ไอซี” (IC) ซึ่งไอซีนี้ทำให้ส่วนประกอบและวงจรต่างๆ สามารถวางลงได้บนแผ่นชิป (chip) เล็กๆ เพียงแผ่นเดียว จึงมีการนำเอาแผ่นชิปมาใช้แทนทรานซิสเตอร์ทำให้ประหยัดเนื้อที่ได้มาก นอกจากนี้ยังเริ่มมีการใช้งานระบบจัดการฐานข้อมูล (Data Base Management Systems : DBMS) และมีการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ให้สามารถทำงานร่วมกันได้หลายๆ งานในเวลาเดียวกัน และมีระบบที่ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับเครื่องได้หลายๆ คน พร้อมๆ กัน (Time Sharing)
ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 3
ใช้อุปกรณ์ วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) หรือ ไอซี และวงจรรวมสเกลขนาดใหญ่ (Large Scale Integration : LSI) เป็นอุปกรณ์หลัก
ความเร็วในการประมวลผลในหนึ่งคำสั่ง ประมาณหนึ่งในล้านของวินาที (Microsecond : mS) (สูงกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคที่ 1 ประมาณ 1,000 เท่า)
ทำงานได้ด้วยภาษาระดับสูงทั่วไป
ยุคที่สี่ (Fourth Generation Computer) พ.ศ. 2513-2532
เป็นยุคที่นำสารกึ่งตัวนำมาสร้างเป็นวงจรรวมความจุสูงมาก (Very Large Scale Integrated : VLSI) ซึ่งสามารถย่อส่วนไอซีธรรมดาหลายๆ วงจรเข้ามาในวงจรเดียวกัน และมีการประดิษฐ์ ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor) ขึ้น ทำให้เครื่องมีขนาดเล็ก ราคาถูกลง และมีความสามารถในการทำงานสูงและรวดเร็วมาก จึงทำให้มีคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) ถือกำเนิดขึ้นมาในยุคนี้
ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 4
ใช้อุปกรณ์ วงจรรวมสเกลขนาดใหญ่ (Large Scale Integration : LSI) และ วงจรรวมสเกลขนาดใหญ่มาก (Very Large Scale Integration : VLSI) เป็นอุปกรณ์หลัก
มีความเร็วในการประมวลผลแต่ละคำสั่ง ประมาณหนึ่งในพันล้านวินาที (Nanosecond : nS) และพัฒนาต่อมาจนมีความเร็วในการประมวลผลแต่ละคำสั่ง ประมาณหนึ่งในล้านล้านของวินาที (Picosecond : pS)
ยุคที่ห้า (Fifth Generation Computer) พ.ศ. 2533 จนถึงปัจจุบัน
ในยุคนี้ ได้มุ่งเน้นการพัฒนา ความสามารถในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ และ ความสะดวกสบายในการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ อย่างชัดเจน มีการพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาขนาดเล็กขนาดเล็ก (Portable Computer) ขึ้นใช้งานในยุคนี้โครงการพัฒนาอุปกรณ์ VLSI ให้ใช้งานง่าย และมีความสามารถสูงขึ้น รวมทั้งโครงการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับ ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) เป็นหัวใจของการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ โดยหวังให้ระบบคอมพิวเตอร์มีความรู้ สามารถวิเคราะห์ปัญหาด้วยเหตุผล
องค์ประกอบของระบบปัญญาประดิษฐ์ ประกอบด้วย 4 หัวข้อ ได้แก่
1. ระบบหุ่นยนต์ หรือแขนกล (Robotics or Robotarm System)
คือหุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ที่ควบคุมการทำงานด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ มีจุดประสงค์เพื่อให้ทำงานแทนมนุษย์ในงานที่ต้องการความเร็ว หรือเสี่ยงอันตราย เช่น แขนกลในโรงงานอุตสาหกรรม หรือหุ่นยนต์กู้ระเบิด เป็นต้น
2. ระบบประมวลภาษาพูด (Natural Language Processing System)คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถสังเคราะห์เสียงที่มีอยู่ในธรรมชาติ (Synthesize) เพื่อสื่อความหมายกับมนุษย์ เช่น เครื่องคิดเลขพูดได้ (Talking Calculator) หรือนาฬิกาปลุกพูดได้ (Talking Clock) เป็นต้น
3. การรู้จำเสียงพูด (Speech Recognition System) คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์เข้าใจภาษามนุษย์ และสามารถจดจำคำพูดของมนุษย์ได้อย่างต่อเนื่อง กล่าวคือเป็นการพัฒนาให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้ด้วยภาษาพูด เช่น งานระบบรักษาความปลอดภัย งานพิมพ์เอกสารสำหรับผู้พิการ เป็นต้น
4. ระบบผู้เชี่ยวชาญ (Expert System) คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์มีความรู้ รู้จักใช้เหตุผลในการวิเคราะห์ปัญหา โดยใช้ความรู้ที่มี หรือจากประสบการณ์ในการแก้ปัญหาหนึ่ง ไปแก้ไขปัญหาอื่นอย่างมีเหตุผล ระบบนี้จำเป็นต้องอาศัยฐานข้อมูล (Database) ซึ่งมนุษย์ผู้มีความรู้ความสามารถเป็นผู้กำหนดองค์ความรู้ไว้ในฐานข้อมูลดังกล่าว เพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถวิเคราะห์ปัญหาต่างๆ ได้จากฐานความรู้นั้น เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์วิเคราะห์โรค หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ทำนายโชคชะตา เป็นต้น
2.ความหมายของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือมีศักยภาพสูงในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ ตัวอักษรและเสียง ทำให้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานได้อย่างกว้างขวาง
3.ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์
1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยรับข้อมูล คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลรับข้อมูลหรือคำสั่ง จากผู้ใช้เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ตัวอักษร ตัวเลข สัญลักษณ์ เป็นต้น โดยจะแปลงข้อมูลหรือคำสั่งนั้นให้อยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้าที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ นำมาจัดเก็บที่หน่วยความจำหลัก และใช้ประมวลผลได้ อุปกรณ์หน่วยรับข้อมูลที่นิยมใช้ในปัจจุบัน
2.หน่วยประมวลผลกลาง คือสมองของระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งทำหน้าที่ในการควบคุมการปฏิบัติงานหลักของเครื่อง กล่าวคือ ทำหน้าที่ด้านการคำนวณ ประมวลผลและการเปรียบเทียบตามคำสั่งหรือโปรแกรม โดยทั่วไปในเครื่อง ไมโครคอมพิวเตอร์จะติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของหน่วยประมวลผลกลาง ซึ่งจะประกอบด้วย Microprocessor Chip, แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (Card) และ Chip ประกอบอื่น ๆ ไว้บนแผงวงจรหลักที่เรียกว่า Mainboard หรือ Motherboard
รวมเรียกทั้งหมดนี้ว่า System Unit หรือ System Cabinet นำไปติดตั้งไว้ในตัวถัง หรือ Case
3.หน่วยความจำ ป็นที่เก็บโปรแกรมข้อมูลและผลลัพธ์ไว้ในคอมพิวเตอร์ รวมถึงสื่อข้อมูลที่ช่วยใน การจดจำ เช่น แผ่นบันทึกข้อมูล
4.หน่วยแสดงผล คือ การแสดงผลออกมาให้ผู้ใช้ได้รับทราบในขณะนั้น แต่เมื่อเลิกการทำงานหรือเลิกใช้แล้วผลนั้นก็จะหายไป ไม่เหลือเป็นวัตถุให้เก็บได้ แต่ถ้าต้องการเก็บผลลัพธ์นั้นก็สามารถส่งถ่ายไปเก็บในรูปของข้อมูลในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง เพื่อให้สามารถใช้งานในภายหลัง
5.อุปกรณ์ต่อพ่วง คืออุปกรณ์ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์
4.ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์
1. มีความเร็ว
2. มีประสิทธิภาพ
3. มีความถูกต้อง
4. เก็บข้อมูลได้มาก
5. สามารถโอนย้ายข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว
5.ระบบคอมพิวเตอร์
ระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำงานใดๆกับข้อมูลให้อยู่ให้อยู่ในรูปแบบที่
เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้ให้มากที่สุด และหากต้องการทราบข้อมูลต่างๆเหล่านี้ สามารถ
ตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิว เตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้
6.องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ตัวเครื่องและอุปกรณ์ส่วนต่างๆ ที่เราสามารถสัมผัสและจับต้องได้ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน ดังนี้คือ
1.ส่วนประมวลผล
หน่วยประมวลผลกลาง (Centarl Processing Unit) หรือ ซีพียู (CPU) เป็นชิปคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน ของคอมพิวเตอร์ประมวลผล และเปรียบเทียบข้อมูล โดยการ ทำการเปลี่ยนแปลงข้อมูลดิบให้ เป็นสารสนเทศที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้
2.1หน่วยความจำหลัก ประกอบด้วย
1. หน่วยความจำรอม เป็นหน่วยความจำที่ใช้ใน การเก็บข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์จะไม่มี วันลบหายไปแม้ไฟฟ้าจะดับ
2. หน่วยความจำแรม ไม่อาจบันทึกคำสั่งและ ข้อมูลได้อย่างถาวร หากปิดสวิตซ์เครื่องหรือไฟฟ้า ดับสิ่งที่บันทึกไว้จะถูกลบหายไปหมด
2.2 หน่วยความจำรอง มีไว้เพื่อสำรองข้อมูลจาก หน่วยความจำหลักเพราะความจำหลักมีจำกัด
จานบันทึกข้อมูลแบบแข็ง (Hard Disk) เก็บข้อมูลได้ 500 เมกกะไบต์ ถึง 80 กิกะไบต์
ซีดีรอม (CD-ROM) มีความจุ 500 เมกกะไบต์
3.อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก
อุปกรณ์รับเข้า ทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้า สู่ระบบเพื่อกำหนดการทำงาน ตามความต้องการขออุปกรณ์
อุปกรณ์ส่งออก ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่ คอมพิวเตอร์ทำการประมวล หรือคำนวณมาแล้ว
4.อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล
USB จะเก็บข้อมูลได้น้อยกว่าฮาร์ดดิสก์มาก เหมาะสำหรับถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง
DVD คือแผ่นซีดีที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ล่า สุดสามารถเก็บข้อมูลได้ไม่ต่ำกว่า 4.7 จิกะไบต์
บุคคลากรคอมพิวเตอร์
บุคลากรคอมพิวเตอร์ หมายถึง กลุ่มบุคคลที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และเชี่ยวชาญด้านระบบงานคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะจึงจำเป็น ต้องมีไว้เพื่อให้บริการแก่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป ที่อาจไม่มีความรู้ทางด้านคอมพิวเตอร์เลยให้พวกเขาสามารถใช้บริการระบบสารสนเทศได้อย่างสะดวก
บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่
- ผู้ดูแลระบบ(System Administrator)
- ผู้วิเคราะห์ระบบ (System Anlyst)
- นักเขียนโปรแกรม(Programmer)
- วิศวกรระบบ (System Engineer)
- วิศวกรเครือข่าย (Network Engineer)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง (Super User)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป (User)
เนื้อหาดีครับ
ตอบลบ