หน่วยเรียนรู้ที่ 7

คอมพิวเตอร์

                คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้เป็นผลมาจากการประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือในการคำนวณซึ่งมีวิวัฒนาการนานมาแล้ว เริ่มจากเครื่องมือในการคำนวณเครื่องแรกคือ "ลูกคิด" (Abacus) ที่สร้างขึ้นในประเทศจีน เมื่อประมาณ 2,000-3,000 ปีมาแล้ว

               

หลังจากนั้นเป็นต้นมา ได้มีผู้ประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมามากมายหลายขนาด ทำให้เป็นการเริ่มยุคของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริง   โดยสามารถจัดแบ่งคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ยุค

ยุคที่หนึ่ง (First Generation Computer) พ.ศ. 2489-2501

ยุคที่สอง (Second Generation Computer) พ.ศ. 2502-2506

ยุคที่สาม (Third Generation Computer) พ.ศ. 2507-2512

ยุคที่สี่ (Fourth Generation Computer) พ.ศ. 2513-2532

ยุคที่ห้า (Fifth Generation Computer) พ.ศ. 2533 จนถึงปัจจุบัน

                เป็นการประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มิใช่เครื่องคำนวณ โดยเมาช์ลีและเอ็กเคอร์ต (Mauchly and Eckert) ได้นำแนวความคิดนั้นมาประดิษฐ์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากเครื่องหนึ่งเรียกว่า ENIAC (Electronic Numericial Integrator and Calculator) ซึ่งต่อมาได้ทำการปรับปรุงการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น   และได้ประดิษฐ์เครื่อง UNIVAC (Universal Automatic Computer) ขึ้นเพื่อใช้ในการสำรวจสำมะโนประชากรประจำปี        

 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

 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

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) ขึ้นใช้งานในยุคนี้

                โครงการพัฒนาอุปกรณ์ VLSI ให้ใช้งานง่าย และมีความสามารถสูงขึ้น รวมทั้งโครงการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับ ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) เป็นหัวใจของการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ โดยหวังให้ระบบคอมพิวเตอร์มีความรู้ สามารถวิเคราะห์ปัญหาด้วยเหตุผล

ประวัติคอมพิวเตอร์ประเทศไทย และผู้บุกเบิก

คอมพิวเตอร์ในประเทศไทย เริ่มใช้ในปี พ.ศ. 2506 โดย  ผู้ที่ริเริ่มนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้ในประเทศไทยคนแรก คือ ศาสตราจารย์บัณฑิต กันตะบุตร หัวหน้าภาควิชาสถิติและเลขาธิการสถิติแห่งชาติ เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 2506 เครื่องที่ใช้ ครั้งแรกคือ เครื่อง IBM 1620 ( ในขณะนั้นประมาณสองล้านบาทเศษ) ซึ่งติดตั้งที่คณะพาณิชยศาสตร์และการบัญชี จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

                และติดตั้งระบบคอมพิวเตอร์สองระบบแรกของประเทศไทย คือ เครื่อง IBM 1620 ที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และเครือ่ง IBM 1401 ที่สำนักงานสถิติแห่งชาติ ในเวลาไล่เลี่ยกัน ในปี พ.ศ.2506

        

ความหมายของคอมพิวเตอร์

                 คอมพิวเตอร์มาจากภาษาละตินว่า Computare ซึ่งหมายถึง การนับ หรือ การคำนวณ  พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ให้ความหมายของคอมพิวเตอร์ไว้ว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์"

               

ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

                คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์  หมายถึง  ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถเห็นและสัมผัสได้  เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาท์ เป็นต้น

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์มีประโยชน์กับเรามากมาย เช่น

1.            การใช้งานภาครัฐ งานทะเบียนราษฎร์ของรัฐบาล เช่น การแจ้งเกิด ตาย ย้ายที่อยู่ การทำบัตรประจำตัวประชาชน งานภาษี เช่น ยื่นแบบประเมินภาษีภาษีผ่านอินเทอร์เน็ต เก็บทะเบียนประวัติผู้เสียภาษี ตรวจสอบการเสียภาษี

2.            งานสายการบิน การสำรองที่นั่งผู้โดยสาร การลดงานเอกสาร

3.            ทางด้านการศึกษา สื่อคอมพิวเตอร์ช่วยสอน การเรียนออนไลน์ให้กับผู้เรียนที่อยู่ห่างไกล

4.            ธุรกิจการนำเข้าสินค้าและส่งออก การทำธุรกิจแบบพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์

5.            ธุรกิจธนาคาร ช่วยด้านงานข้อมูลธนาคาร รับ-จ่ายเงิน เก็บประวัติลูกค้า ธนาคารอิเล็กทรอนิกส์ การทำธุรกรรมผ่านโทรศัพท์มือถือ

6.            วิทยาศาสตร์และการแพทย์ การเก็บข้อมูลเกี่ยวกับประวัติการรักษาของคนไข้ วิจัย คำนวณ และ การจำลองแบบ

7.            งานสถาปนิก ช่วยออกแบบ เขียนแบบ หรือทำแบบจำลองสามมิติ

8.            งานภาพยนตร์ การ์ตูน แอนิเมชัน ช่วยสร้างตัวการ์ตูนเคลื่อนไหว ออกแบบตัวการ์ตูน จำลองตัวการ์ตูนสามมิติ การตัดต่อภาพยนตร์

9.            งานด้านสถิติ ช่วยเก็บบันทึกข้อมูล วิเคราะห์ จำลองแบบข้อมูล และการเผยแพร่ข้อมูล

10.          ด้านนันทนาการ ช่วยให้ความบันเทิง ดูหนัง ฟังเพลง ร้องคาราโอเกะ เล่นเกม

 ระบบคอมพิวเตอร์

                ระบบคอมพิวเตอร์  หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใด ๆ  กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด 

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

                ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วน  ดังนี้

1.            ฮาร์ดแวร์  (Hardware)  หรือส่วนเครื่อง

2.            ซอฟต์แวร์  (Software)  หรือส่วนชุดคำสั่ง

3.            ข้อมูล  (Data)

4.            บุคลากร  (People)

ฮาร์ดแวร์  (Hardware)

อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์  (hardware)  หมายถึง  ตัวเครื่องและอุปกรณ์ส่วนต่าง ๆ  ที่เราสามารถสัมผัสและจับต้องได้

ฮาร์ดแวร์จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 4 ส่วน  ดังนี้คือ

1.            ส่วนประมวลผล  (Processor)

2.            ส่วนความจำ  (Memory)

3.            อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก  (Input-Output Devices)

4.            อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล  (Storage Device)

หน่วยความจำ

เราสามารถแยกประเทของหน่วยความจำ  (Memory)  ได้ดังนี้

1.            หน่วยความจำหลัก

2.            หน่วยความจำสำรอง

3.            หน่วยเก็บข้อมูล

1.            หน่วยความจำหลัก  (Main Memory)  คือ หน่วยเก็บข้อมูลและคำสั่งต่าง ๆ  ของเครื่องคอมพิวเตอร์

ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูลที่สามารถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่ง 

                หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)  หรือเรียกคำย่อว่า  ซีพียู (CPU)  คำว่า ซีพียู  มีความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์ 2 อย่างด้วยกันคือ

1.            ตัวชิป (Chip)  ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

2.            ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่

                หน่วยความจำหลักแบ่งได้ 2 ประเภทคือ

1.1          หน่วยความจำแบบ  “แรม”  (RAM = Random Access Memory)  หน่วยความจำแรมเป็น

หน่วยความจำที่ต้องอาศัยกระแสไฟฟ้าเพื่อรักษาข้อมูล  ข้อมูลหรือแฟ้มข้อมูลจะถูกเก็บไว้ชั่วคราวขณะทำงาน  เมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับข้อมูลที่ถูกเก็บไว้จะถูกลบหายไป  เราเรียกว่าหน่วยความจำประเภทนี้ว่า  หน่วยความจำแบบลบเลือนได้  (Volatile Memory)

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

โปรแกรมหรือข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่องคอมพิวเตอร์  ข้อมูลที่ถาวรไม่ขึ้นกับไฟฟ้าที่ป้อนให้กับวงจร  ยอมให้ซีพียูอ่านข้อมูลหรือโปรแกรมไปใช้งานอย่างเดียว  ไม่สามารถเขียนข้อมูลไปเก็บไว้ได้โดยง่าย  ต้องใช้เทคนิคพิเศษช่วย  ส่วนใหญ่ใช้ในการเก็บโปรแกรมควบคุม  เราเรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า  หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน  (Nonvolatile Memory)

2.            หน่วยความจำสำรอง (Secondary Storage)  หน่วยความจำชนิดนี้มีไว้สำหรับสำรองหรือทำงานกับข้อมูลและ

โปรแกรมขนาดใหญ่ เช่น  แผ่นบันทึก (Floppy Disk)  จานบันทึกแบบแข็ง (Hard Disk)  แผ่นซีดีรอม (CD-ROM)  และจานแสงแม่เหล็ก เป็นต้น

               

บุคลากร

บุคลากรคอมพิวเตอร์ (Peopleware)  หมายถึงบุคคลที่ทำงานเกี่ยวข้องกับระบบงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ในทุก ๆ ด้าน

1. ผู้จัดการระบบ (System Manager)

2. นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst)

3. โปรแกรมเมอร์ (Programmer)

4. วิศวกรระบบ (System Engineer)

                5.วิศวกรเครือข่าย (Network Engineer)

                6.ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง (Super User)

                7.ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป (User)

 ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือ คอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ก (อังกฤษ: computer network; ศัพท์บัญญัติว่า ข่ายงานคอมพิวเตอร์) คือระบบการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์จำนวนตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป

โดยกำหนดกฎเกณฑ์ที่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถทำงานภายใต้พื้นฐานเดียวกันได้  เช่น

1.            ข้อมูลที่ส่งและรับภายในเครือข่ายจะต้องถูกต้องและไม่สูญหาย

2.            ข้อมูลที่ถูกส่งจากเครื่องคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายใด ๆ  เครือข่ายนั้นจะต้องรู้ว่าข้อมูลนั้น ๆ

จะถูกส่งไปที่เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องไหน

3.            เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดในระบบเครือข่ายจะต้องสามารถแยกแยะได้

4.            จะต้องมีมาตรฐานในการตั้งชื่อและบ่งชี้ส่วนของเครือข่ายชัดเจน

                องค์ประกอบของการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง  จะต้องมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน  คือ  ผู้ส่ง (Sender) , ผู้รับ (Receiver)  และตัวกลางในการส่งสัญญาณ ซึ่งทำหน้าที่ในการนำข้อมูลจากผู่ส่งไปให้ถึงผู้รับ

ประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน (Sharing of peripheral devices)

2.การใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกัน  (Sharing of program and data)

3.สามารถติดต่อสื่อสารระยะไกลได้ (Telecommunication)

4.สามารถประยุกต์ใช้ในงานด้านธุรกิจได้ (Business Applicability)

ประเภทของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network หรือ LAN)

2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network หรือ MAN)

3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network หรือ WAN)

หมายเหตุ

                ปัจจุบันเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้มีรูปแบบเครือข่ายใหม่เพิ่มขึ้น  เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคมากขึ้น

4. เครือข่ายของการติดต่อระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือ แคน (Controller area network) : CAN)

5. เครือข่ายส่วนบุคคล หรือ แพน (Personal area network) : PAN)

รูปแบบการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์

                การเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานร่วมกัน  จะมีองค์ประกอบหลัก 2 ส่วน  ด้วยกัน คือ ส่วนของฮาร์ดแวร์หรือส่วนเครือข่ายเชิงกายภาพ  และส่วนของซอฟต์แวร์หรือส่วนการจัดการ