คอมพิวเตอร์เบื้องต้น

• ความหมายของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือประมวลผลที่สามารถปฏิบัติได้อย่างรวดเร็ว ตามคำสั่งที่ป้อนให้เครื่องไว้ตั้งแต่เริ่มทำงาน เครื่องจะทำงานอย่างอัตโนมัติ จนสำเร็จลุล่วงไปตามต้องการ เครื่องสามารถคำนวณได้ทั้งบวก ลบ คูณ หารไปจนถึงการคำนวณที่ยุ่งยาก นอกจากนี้ เครื่องสามารถเก็บข้อมูล คำสั่ง และผลลัพธ์ไว้ได้ สามารถเปรียบเทียบตัวเลขว่าเท่ากันหรือไม่ ตรวจสอบเครื่องหมายว่าเป็นบวกหรือลบ สามารถย้ายข้อมูลไปได้ทั่วส่วนความจำ สามารถป้อนข้อมูลใหม่ ชุดคำสั่งใหม่ สามารถนำเอาข้อมูลออกมาจากส่วนความจำเพื่อทำการคำนวณตามขั้นตอนต่างๆ แล้วนำผลลัพธ์เข้าเก็บในส่วนความจำ และสามารถนำเอาผลลัพธ์ออกจากส่วนความจำไปแสดงที่ส่วนแสดงผล ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ หมายถึงวัตถุสิ่งของต่างๆ ที่ประกอบกันขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ทรานซิสเตอร์ วงจรเบ็ดเสร็จหรือไอซี สายไฟฟ้า ตัวเก็บประจุตัวความต้านทาน ฯลฯ

 เครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ยุคแรกๆ ใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีหลอดสุญญากาศจำนวนหมื่นๆ หลอดเป็นส่วนสำคัญ มีขนาดใหญ่โต ใช้กำลังไฟฟ้าจำนวนมากความร้อนที่เกิดจากการเผาไส้หลอดก็มีจำนวนมาก อายุการใช้งานของหลอดไม่ยืนยาว ต้องระมัดระวังรักษาและซ่อมบำรุงเป็นอย่างดี ในสมัยต่อมา ได้มีการนำเอาทรานซิสเตอร์เข้ามาใช้แทนหลอดสุญญากาศ ทำให้สามารถสร้างเครื่องที่มีขนาดเล็กลงกว่าเดิม ใช้กำลังไฟฟ้าน้อยมากและทำงานได้ดี ต่อมาได้นำเอาผลิตภัณฑ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่รวมวงจรทรานซิสเตอร์หลายๆ ตัวลงบนแผ่นเดียวกันเรียกว่าวงจรเบ็ดเสร็จ เข้ามาใช้เป็นส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงไปอีกและทำงานได้เร็วขึ้นการสร้างคอมพิวเตอร์มีแนวโน้มที่จะสร้างเป็น ๒ แนวทางแนวทางแรกจะหนักไปในการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดยักษ์ ชนิดที่ทำงานได้รวดเร็วมาก มีอัตราปริมาณ ๑,๐๐๐ล้านคำสั่งต่อวินาที อีกแนวทางหนึ่งจะหนักไปในทางสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เล็กลง ประหยัดและทำงานได้รวดเร็วพอสมควร เรียกว่า คอมพิวเตอร์

ส่วนประกอบคอมพิวเตอร์

เครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 5 ส่วน คือ

1. ส่วนรับข้อมูล (input) คือเครื่องมือที่ใช้เปลี่ยนข้อมูล และหรือคำสั่งที่เป็นรหัส ซึ่งมนุษย์เข้าใจได้ให้เป็นรหัสที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจได้ แล้วส่งเข้าส่วนความจำในรูปของสัญญาณไฟฟ้า
2. ส่วนความจำ (storage หรือ memory) เป็นที่เก็บคำสั่งและข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล
3. ส่วนคำนวณ (arithmetic) จะทำการคำนวณข้อมูลจากส่วนความจำ และตัดสินใจตามสัญญาณที่ส่วนควบคุมส่งมาบังคับ แล้วส่งผลลัพธ์กลับไปเก็บไว้ที่ส่วนความจำ
4. ส่วนควบคุม (control) จะทำหน้าที่สร้างสัญญาณเข้าควบคุม และตรวจสอบการทำงานตามส่วนต่างๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ตามคำสั่งที่เก็บไว้ในส่วนความจำ
5. ส่วนแสดงผล (output) คือ เครื่องมือที่ใช้เปลี่ยนผลลัพธ์ที่ได้มาจากส่วนความจำ จากรหัสเครื่องมาเป็นรหัสที่มนุษย์เข้าใจได้

ระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ ( Computer System)

ในการใช้คอมพิวเตอร์ทำงานแล้วให้ได้ผลลัพธ์ออกมาตามความต้องการของผู้ใช้งานนั้น ย่อมต้องมีองค์ประกอบที่เรียกว่า ระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาเกี่ยวข้องเสมอ ระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายประเภททำงานร่วมกัน โดยมีคำสั่งหรือที่เรียกว่าโปรแกรมเป็นตัวสั่งการให้อุปกรณ์เหล่านั้นทำงานได้ตามที่มนุษย์ต้องการ ดังนั้นเมื่อกล่าวถึงระบบคอมพิวเตอร์สิ่งสำคัญของระบบจึงได้แก่ ฮาร์ดแวร์(hardware) ซอฟต์แวร์(software) และบุคลากร(Peopleware) นั่นคือ เครื่องคอมพิวเตอร์จะทำงานได้ต้องประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 ประการ คือฮาร์ดแวร์(hardware),ซอฟต์แวร์(software)และบุคลากร(Peopleware)

Hardware

ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึง ส่วนประกอบ โครงสร้าง รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงที่สนับสนุนการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ต่าง ๆ เหล่านี้มนุษย์สามารถมองเห็นและสัมผัสได้ หน้าที่ของฮาร์ดแวร์ก็คือ ทำงานตามคำสั่งควบคุมการทำงานต่างๆ ที่มนุษย์เป็นผู้สร้างขึ้นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ แบ่งออกเป็นส่วนประกอบดังนี้

1. หน่วยรับข้อมูล (Input unit) เป็นอุปกรณ์รับเข้า ทำหน้าที่รับโปรแกรมและข้อมูลเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์รับเข้าที่ใช้กันเป็นส่วนใหญ่ คือ แป้นพิมพ์ ( Keyboard ) และเมาส์ ( Mouse) นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์รับเข้าอื่น ๆ อีก ได้แก่ สแกนเนอร์ ( Scanner), วีดีโอคาเมรา (Video Camera), ไมโครโฟน (Microphone), ทัชสกรีน (Touch screen), แทร็คบอล (Trackball), ดิจิตเซอร์ เทเบิ้ล แอนด์ ครอสแชร์ (Digiter tablet and crosshair)

2.หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) หรือเรียกโดยทั่ว ๆ ไปว่า CPU ซึ่งถือว่าเป็นสมองของระบบคอมพิวเตอร์ มีส่วนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ หน่วยควบคุม หน่วยคำนวณ

- หน่วยควบคุม (Control Unit หรือ CU) ทำหน้าที่ควบคุมลำดับขั้นตอนการทำงานของหน่วยรับข้อมูล หน่วยแสดงผล หน่วยคำนวณและหน่วยตรรก หน่วยความจำและแปลคำสั่ง
- หน่วยคำนวณและตรรก (Arithmetic and Logic Unit หรือ ALU) ทำหน้าที่ในการคำนวณหาตัวเลข เช่น การบวก ลบ การเปรียบเทียบ
- หน่วยความจำ เป็นอุปกรณ์ใช้เก็บโปรแกรมและข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล

3. หน่วยความจำภายใน (Primary Storage Section หรือ Memory) เป็นหน่วยความจำที่อยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถติดต่อกับหน่วยงานอื่น ๆ ได้โดยตรง มี 2 ประเภท
3.1 หน่วยความจำภายใน
- หน่วยความจำแบบแรม (Random Access Memory หรือ Ram) เป็นหน่วยความจำชั่วคราว ที่ใช้สำหรับเก็บโปรแกรมที่กำลังใช้งานอยู่ขณะนั้น มีความจุของหน่วยเก็บข้อมูลไม่เกิน 640 KB คือผู้ใช้สามารถเขียนหรือลบไปได้ตลอดเวลา ถ้าหากปิดเครื่องคอมพิวเตอร์หรือไฟฟ้าดับ จะมีผลทำให้ข้อมูลต่าง ๆ ที่เก็บไว้สูญหายไปหมด และไม่สามารถเรียกกลับคืนมาได้
- หน่วยความจำแบบรอม (Read Only Memory หรือ Rom) เป็นหน่วยความจำถาวร ที่สามารถอ่านได้อย่างเดียว ไม่สามารถบันทึกข้อมูลได้ ถึงแม้ว่าจะปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับ ข้อมูลที่เก็บไว้จะยังคงอยู่

3.2 หน่วยความจำสำรอง ได้แก่ เทปแม่เหล็ก จานแม่เหล็ก แผ่นดิสก์ (Diskett) CD-ROM
แผ่นดิสก์หรือสเกต เป็นจานแม่เหล็กขนาดเล็ก ชนิดอ่อน จัดเก็บข้อมูลโดยใช้อำนาจแม่เหล็ก การใช้งานจะต้องมี Disk Drive เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ในการขับเคลื่อนแผ่นดิสก์ โดยแบ่งตำแหน่งพื้นผิวออกเป็น แทร็คและเซ็คเตอร์ แบ่งออกเป็น 3 ขนาด คือ
- แผ่นดิสก์ขนาด 8 นิ้ว ปัจจุบันไม่นิยมใช้
- แผ่นดิสก์ขนาด 5.25 นิ้ว แบ่งออกเป็น DD สามรถบันทึกข้อมูลได้ประมาณ 360 KB และ HD สามารถบันทึกข้อมูลได้ 1.2 MB
- แผ่นดิสก์ขนาด 3.5 นิ้ว แบ่งออกเป็น DD สามารถบันทึกข้อมูลได้ประมาณ 720 KB และ HD สามารถบันทึกข้อมูลได้ 1.44 MB นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน

4. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือใช้เก็บผลลัพธ์เพื่อนำไปใช้ภายหลัง ได้แก่ จอภาพ (Monitor) เป็นอุปกรณ์ส่งออกมากที่สุด เครื่องพิมพ์ (Printer)