บทที่ 3
คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์
จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2185 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Blaise Pascal ได้สร้างเครื่องกลสำหรับการคำนวณชื่อ pascaline ในปี พ.ศ. 2215 Gottfried Von Leibniz นักคณิตศาสตร์ชาวเยอร์มันได้พัฒนา pascaline โดยสร้างเครื่องที่สามารถ บวก ลบ คูณ หาร และถอดรากได้ แต่ก็ไม่มีผู้ใดทราบว่ามีความแม่นยำขนาดไหน ต่อมาในปี พ.ศ. 2336 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ Chales Babbage ได้สร้างดิฟเฟอเรนซ์แอนจิน difference engine ที่มีฟังก์ชันทางตรีโกณมิติต่างๆ โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร์ และคิดว่าจะสร้างแอนะลีติคอลเอนจิน (analytical engine ) ที่มีหลักคล้ายเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไปในปัจจุบัน จึงมีผู้ยกย่องว่าเป็นบิดาของคอมพิวเตอร์และเป็นผู้ริเริ่มวางรากฐานคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
ปี พ.ศ. 2439 Herman Hollerith ได้คิดบัตรเจาะรูและเครื่องอ่านบัตร จนกระทั่วในปี พ.ศ. 2480 Howard Aiken สร้าง automatic calculating machine เพื่อเชื่อมโยงเทคโนโลยีทั้งทาง electrical และ mechanical เข้ากับบัตรเจาะรูของ Hollerith ด้วยความช่วยเหลือของนักศึกษาปริญญาและวิศวกรรมของ IBM สำเร็จในปี พ.ศ. 2487 โดยใช้ชื่อว่า MARK I การทำงานภายในตัวเครื่องถูกควบคุมอย่างอัตโนมัติด้วย electromagnetic relays และ arthmetic counters ซึ่งเป็น mechanical ดังนั้น MARK I จึงนับเป็น electromechanical computers และต่อมา Dr. John Vincent Atanasoff และ Clifford Berry ได้สร้างเครื่อง ABC ( Atanasoft-Berry Computer ) โดยใช้หลอดสูญญากาศ ( vacuum tubes) และในปี พ.ศ. 2483 Dr.John W. Mauchy และ J. Presper Eckert Jr. พัฒนาเพิ่มเติมบนหลักการออกแบบพื้นฐานของ Dr. Atanasoff เพื่อสร้าง electronic computer เครื่องแรกชื่อ ENIAC แต่ยังไม่เป็นคอมพิวเตอร์ชนิดเก็บโปรแกรมได้ ( stored program ) จึงได้รับการพัฒนาเป็นเครื่อง EDVAC ซึ่งอาศัยหลักการ stored program สมบูรณ์และได้มีการพัฒนาเป็นเครื่อง EDSAC และพัฒนาเป็นเครื่อง UNIVAC ( Universal Automatic Computer ) ในที่สุดถ้าจะจำแนกยุคของคอมพิวเตอร์ ( Computer generations ) โดยแบ่งตามเทคโนโลยีของตัวเครื่องกับเทคโนโลยีการเก็บข้อมูลแล้วก็จะพอจะพิจารณาได้คือ
ยุคแรก ใช้เทคโนโลยีของหลอดสูญญากาศ เป็นแบบบัตรเจาะรู
ยุคที่สอง ใช้เทคโนโลยีของทรานซิสเตอร์เป็นแบบเทป ลักษณะเป็นกรรมวิธีตามลำดับ ( Sequential Processing )
ยุคที่สาม ใช้เทคโนโลยีของไอซี (integrated circuit, IC) เป็นแบบจานแม่เหล็กลักษณะเป็นการทำงานหลายโปรแกรมพร้อมกัน ( Multiprogramming ) และออนไลน์ ( on-line)
ยุคที่สี่ ใช้เทคโนโลยีของวงจรรวมขนาดใหญ่ ( Large-scale integration,LSI ) ของวรจรไฟฟ้า ผลงานจากเทคโนโลยีนี้คือ ไมโครโปรเซสเซอร์ ( microprocessor ) กล่าวได้ว่า "Computer on a chip" ในยุคนี้จากอดีตถึงปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ได้พัฒนามาอย่างรวดเร็วทำให้วิทยาการด้านคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา กล่าวได้ว่าโลกของวิทยาการคอมพิวเตอร์นั้นมีการเคลื่อนไหวเสมอ ( dynamics) และไม่ค่อยยืดหยุ่น ( rigid ) มากนัก เช่น ถ้ามีความผิดพลาดเพียงเล็กน้อย บางครั้งอาจเป็นบ่อเกิดปัญหาที่ใหญ่โตมหาศาลได้ นอกจากนี้ยังนับได้ว่าเป็นโลกที่ควบคุมไม่ได้ หรือสามารถจัดการได้น้อย กล่าวคือ ทันทีที่ทำงานด้วยโปรแกรม เครื่องก็ปฏิบัติงานไปตามโปรแกรมด้วยตนเอง ขณะนั้นมนุษย์ไม่สามารถควบคุมได้
ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer System)
ระบบ (System) คือกลุ่มขององค์ประกอบที่มีความสัมพันธ์กันและทำงานร่วมกัน ซึ่งระบบคอมพิวเตอร์จะมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน คือ
ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
ซอฟต์แวร์ (Software)
บุคลากร (Peopleware)
ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึง อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เป็นตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็นส่วนประกอบดังนี้
หน่วยรับข้อมูล หน่วยประมวลผล หน่วยแสดงผล
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 แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
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
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
ขนาด 5.25 นิ้ว ขนาด 1.44 MB
หน่วยวัดความจุของข้อมูลในคอมพิวเตอร์
8 Bit
| 1 Byte |
| 1 Byte | 1 ตัวอักษร |
| 1 KB | 1,024 Byte |
| 1 MB | 1,024 KB |
| 1 GB | 1,024 MB |
| 1 TB | 1,024 GB |
หน่วยความจำต่ำสุด คือ บิต (BIT [Binary Digit]) โดยใช้บิตแทน 1 ตัวอักขระ หรือ 1 ไบต์ (Bite) หน่วยที่ใหญ่ขึ้นมาอีกหน่วย คือ กิโลไบต์ (Kilobyte) โดยที่ 1 กิโลไบต์ มีค่าเท่ากับ 2 10ไบต์ หรือ 1,024 ไบต์ หน่วยความจำที่ใหญ่ขึ้นไปอีก เรียกว่า เมกะไบต์ กิกะไบต์ และเทระไบต์
ฮาร์ดดิสก์ ( Hard Disk ) เป็นจานแม่เหล็กชนิดแข็ง ชนิดติดแน่นไม่มีการเคลื่อนที่ สามารถบรรจุข้อมูลได้จำนวนมาก เป็น 2 ขนาด คือ
1. ขนาด 5.25 นิ้ว (ปัจจุบันเลิกใช้แล้ว)
2. ขนาด 3.5 นิ้ว
ทั้ง 2 ขนาดจะมีความจุ ตั้งแต่ 10,20,40,80,120,300,400 MB1 GB,2 GB ฯลฯ ปัจจุบันนิยมใช้ตั้งแต่ 10 GB ขึ้นไป
Hard disk
Data Rate หมายถึง ความเร็วในการอ่านข้อมูลจากดิสก์ไปสู่สมองของเครื่องคอมพิวเตอร์ (หรือมีความเร็วในการนำข้อมูลมาจากสมองเครื่องไปบันทึกลงบนดิสก์) มีหน่วยวัดเป็น จำนวนไบต์ต่อวินาที ( Bytes Per Second หรือ bps )
ซีดีรอม (CD-Rom ) เป็นจานแสงชนิดหนึ่ง ใช้เก็บข้อมูลที่มีความเร็วในการใช้งานสูง มี
คุณสมบัติดังนี้
เป็นสื่อที่สามารถเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมาก โดยจะมีความจุสูงถึง 2 GB (2 พันล้านไบต์)
มีขนาดเล็ก สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก
ใช้เทคโนโลยีของแสงเลเซอร์ในการอ่านเขียนข้อมูล
เป็นจานแสงชนิดอ่านได้อย่างเดียว ( Read Only Memory ) ไม่สามารถเขียนหรือลบข้อมูลได้
CD - ROM
3. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือใช้เก็บผลลัพธ์เพื่อนำไปใช้ภายหลัง ได้แก่ จอภาพ (Monitor) เป็นอุปกรณ์ส่งออกมากที่สุด เครื่องพิมพ์ (Printer)
ซอฟแวร์ (Software) หมายถึง โปรแกรมชุดคำสั่งที่เขียนให้เครื่องคอมพิวเตอร์ปฏิบัติตาม ซึ่งมี 2ประเภท คือ
ซอฟแวร์ควบคุมระบบ (System Software) คือ ชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ เป็นสื่อกลางระหว่างโปรแกรมประยุกต์กับเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อช่วยในการจัดการทรัพยากรของคอมพิวเตอร์ ได้แก่ โปรแกรมควบคุมเครื่อง ระบบปฏิบัติการ เช่น DOS, Windows, Os/2, Unix
ซอฟแวร์ประยุกต์ (Application Software) คือ ชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่เขียนขึ้นมาเพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานตามที่ผู้ใช้ต้องการ ได้แก่ โปรแกรมสำเร็จรูปต่าง ๆ
บุคลากร (Peopleware) หมายถึง บุคลากรทางคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ในการใช้และดูแลเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น นักเขียนโปรแกรม (Programmer) นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) เป็นต้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น