Issuu on Google+

บทนาและความรู ้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์


ในปัจจุบนั จะเห็นได้วา่ คอมพิวเตอร์น้ นั ได้มีบทบาทกับ ชีวิตประจาวันของมนุษย์เราอย่างมาก โดยเฉพาะในการนาเอาระบบ คอมพิวเตอร์มาประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ เช่น การประมวลผลระบบ คะแนนสอบเข้ามหาวิทยาลัย การใช้ควบคุมระบบการเงิน เป็ นต้น ลักษณะเด่ นของคอมพิวเตอร์ 1. ความเป็ นอัติโนมัติ 2. ความเร็ ว 3. ความถูกต้องแม่นยา 4. ความน่าเชื่อถือ 5. การจัดเก็บข้อมูล 6. การทางานซ้ าๆได้


1.3 แท่งคานวณของเนเปี ยร์ พ.ศ. 2158 นักคณิ ตศาสตร์ชาวสก็อต แลนด์ชื่อ John Napier ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่ใช้ช่วยในการคานวณขึ้นมา เรี ยกว่า Napier's Bones ซึ่งเป็ นอุปกรณ์ที่มีลกั ษณะคล้ายกับตารางสู ตร คูณในปัจจุบนั แท่งเนเปี ยร์มีลกั ษณะเป็ นแท่งไม้ที่ตีเป็ นตาราง และช่อง สามเหลี่ยม มีเลขเขียนอยูบ่ นตารางเหล่านี้ เมื่อต้องการคูณเลขจานวนใด ก็หยิบแท่งที่ใช้ระบุเลขแต่ละหลักมาเรี ยงกัน แล้วจึงอ่านตัวเลขบนแท่ง นั้น ตรงแถวที่ตรงกับเลขตัวคูณ ก็จะได้คาตอบที่ตอ้ งการ


2. ยุคเครื่องจักรกล

2.1 นาฬิ กาคานวณ (Calculating Clock)นาฬิ กาคานวณ เป็ น เครื่ องคานวณที่ รับอิ ทธิ พลจากแท่งเนเปี ยร์ โดยใช้ตวั เลขของแท่งเน เปี ยร์ บรรจุบนทรงกระบอกหกชุด แล้วใช้ฟันเฟื องเป็ นตัวหมุนทดเวลา คูณเลข ประดิษฐ์โดย วิลเฮล์ม ชิคการ์ด (พ.ศ.2135 - พ.ศ. 2178) ซึ่งถือ ได้วา่ เป็ นผูท้ ี่ประดิษฐ์เครื่ องกลไกสาหรับคานวณได้เป็ นคนแรก


2.2เครื่องคานวณของปาสกาล (Pascal's Pascaline Calculator)

เครื่ องคานวณของปาสกาล ประดิษฐ์ในปี 2185 โดย เบลส ปาสกาล (Blaise Pascal) นักคณิ ตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส โดยเครื่ องคานวณนี้มีลกั ษณะ เป็ นกล่องสี่ เหลี่ยม มีฟันเฟื องสาหรับตั้งและหมุนตัวเลขอยูด่ า้ นบน ถือได้ ว่าเป็ น "เครื่ องคานวณใช้เฟื องเครื่ องแรก"


2.3 เครื่องคานวณของไลปนิซ (The Leibniz Wheel)

กอดฟรี ด ไลปนิซ (Gottfried Wilhelm Leibnizนักคณิ ตศาสตร์ นัก ปรัชญา นักการทูต ชาวเยอรมัน ทาการปรับปรุ งเครื่ องคานวณของปาส กาลให้สามารถคูณ และหารได้ ในปี พ.ศ.2189 โดยการปรับฟันเฟื องให้ ดีข้ ึนกว่าของปาสกาล ใช้การบวกซ้ า ๆ กันแทนการคูณเลข จึงทาให้ สามารถทาการคูณและหารได้โดยตรง


2.4 Difference Engineชาร์ ล แบบเบจ (Charles Babbage) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ประดิษฐ์เครื่ องผลต่าง (Difference Engine) ขึ้นมาในปี พ.ศ.2375 เพื่อใช้คานวณและพิมพ์ ค่าทางตรี โกณมิติและฟังก์ชนั ทางคณิ ตศาสตร์ แบบเบจได้พยายามสร้าง เครื่ องคานวณอีกชนิดหนึ่งเรี ยกว่า Analytical Engine โดยมีแนวคิดให้แบ่งการทางานของเครื่ องออกเป็ น 3 ส่ วน คือ ส่ วนเก็บข้อมูล (Store unit) ส่ วนควบคุม (Control unit) และส่ วนคานวณ (Arithmetic unit) ซึ่งแนวคิดนี้ได้รับการนามาใช้เป็ นต้นแบบของเครื่ อง คอมพิวเตอร์ในปัจจุบนั จึงยกย่องแบบเบจ ว่าเป็ นบิดาแห่งเครื่ องคอมพิวเตอร์


3. ยุคเครื่องจักรระบบอิเล็กทรอนิกส์

3.1 เครื่ อง ABC (Atanasoft – Berry Computer) ดร. จอห์น วี. อทา นาซอฟฟ์ (John V Atanasoff) และ คลิฟฟอร์ด เบอรรี่ (Clifford Berry) ได้อ อกแบบและสร้ า งเครื่ อ งคอมพิ ว เตอร์ อิ เ ล็ก ทรอนิ ก ส์ เ ครื่ อ งแรก เครื่ องนี้ มีชื่อว่า คอมพิวเตอร์ อทานาซอฟฟ์ -เบอร์ รี่ (Atanasoff-BerryComputer) หรื อเครื่ อง ABC นัน่ เอง ซึ่งเครื่ อง ABC นี้ได้เตรี ยมพื้นฐาน สาหรับคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นหลัง ๆ


3.2เครื่ อง Mark Iศาสตราจารย์โอเวิร์ด ไอด์เคน (Howard Aiken) แห่ งมหาวิทยาลัย ฮาวาร์ ด ร่ วมกับวิศวกรของบริ ษ ทั ไอบี เอ็มได้สร้ าง เครื่ อง MARK I เป็ นผลสาเร็ จ แ ต่อย่างไรก็ตามเครื่ อง MARK I นี้ยงั ไม่ใช่คอมพิวเตอร์ที่แท้จริ งแต่เป็ นเครื่ องคิดเลขไฟฟ้ าขนาดใหญ่เท่านั้น


4. ยุคอิเล็กทรอนิกส์

4.1 เครื่ อง ENIAC เจ เพรสเปอร์ เอ็คเคิร์ท (J. Presper Eckert) นัก วิศวกรและ จอห์ น มอชลี (John Mauchly) ศาสตราจารย์แห่ ง มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนี ย ได้ช่วยกันสร้างเครื่ องคานวณอิเล็กทรอนิ กส์ โดยใช้หลอดสุ ญญากาศ (Vacuum Tube) สร้างสาเร็ จในปี ค.ศ. 1946 นับเป็ น เครื่ องคานวณอิเล็กทรอนิกส์เครื่ องแรกของโลก เรี ยกว่า ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)


4.2 เครื่ อง EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) เป็ นเครื่ อง คอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนาต่อเนื่อง จนสามารถที่จะเก็บชุดคาสัง่ ไว้ภายใน เครื่ องและเป็ นคอมพิวเตอร์ตามแนวสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ของ วอน นอย แมน อย่างแท้จริ ง


ยุคทรานซิสเตอร์ นักวิทยาศาสตร์ สามท่านจากห้องปฏิบตั ิการเบลล์ (Bell Laboratory) แห่ งสหรัฐอเมริ กา คือ เจ. บาร์ ดีน (J. Bardeen), เอช. ดับบลิว แบรทเทน (H. W. Brattain) และ ดับบลิว ชอคเลย์ (W. Shockley) ได้คิดค้นประดิษฐ์ ทรานซิ ส เตอร์ ข้ ึ นมาเป็ นผลส าเร็ จ ซึ่ งทรานซิ ส เตอร์ น้ ี เป็ นอุ ป กรณ์ อิเล็ ก ทรอนิ กส์ที่ ส ามารถใช้ แ ทนหลอดสุ ญญากาศ ดั ง นั้ นการน า ทรานซิ สเตอร์ มาใช้ในการผลิตคอมพิวเตอร์ ทาให้คอมพิวเตอร์ มีขนาดเล็กลง กว่าเดิมมาก ซึ่ งทรานซิ สเตอร์ ที่พฒั นาขึ้นเป็ นครั้งแรกมีขนาด 1 ใน 100 ของ หลอดสุ ญญากาศเท่ านั้น นอกจากมี ขนาดเล็กแล้วยัง มี คุณสมบัติอีก หลาย ประการคือ ไม่เปลืองกระแสไฟฟ้ า ไม่ตอ้ งใช้เวลาในการอุ่นเครื่ องเมื่อเปิ ด เครื่ อง ทาให้เ ครื่ องคอมพิวเตอร์ มีประสิ ทธิ ภาพและความเร็ ว เพิ่ มมากขึ้ น จนกระทัง่ สามารถบวกจานวน 2 จานวนได้ในเวลาประมาณ หนึ่ งในล้าน วินาที (Microsecond) หรื อมีความเร็ วระดับ MHz


ยุควงจรรวม เริ่ มต้นเมื่อมีการพัฒนาวงจรไอซี (IC - Integrated Circuit - แผนวงวงจร รวม) ซึ่งเป็ นการบรรจุวงจรอิเล็กทรอนิกส์จานวนมากลงบนแผ่นซิลิกอน เล็กๆ ไอซีจึงเข้ามาทาหน้าที่แทนทรานซิสเตอร์ เนื่องจากมีคุณสมบัติเด่น 4 ประการคือ 1. มีความเชื่อถือได้ (Reliability) หมายความว่า ไม่วา่ จะใช้งานกี่ครั้ง ผล ที่ได้ออกมาเหมือนเดิม คอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุ ญญากาศจะเกิดการขัดข้อง โดยเฉลี่ยทุก ๆ 15 วินาที ส่ วนไอซีมีปัญหาเช่นนี้นอ้ ยมากคือ 1 ครั้ง ใน 23 ล้านชัว่ โมง 2. มีความกระชับ เนื่องจากวงจรได้ถูกย่อส่ วนให้เล็กทาให้อุปกรณ์มี ขนาดเล็กกะทัดรัด มีความเร็ วในการประมวลผลเพิ่มมากขึ้น เพราะวงจรอยู่ ใกล้กนั มาก ระยะเวลาในการส่ งผ่านข้อมูลลดลง 3. ราคาถูกเนื่องจากผลิตเป็ นปริ มาณมาก ทาให้ตน้ ทุนในการผลิตถูกลง 4. ใช้พลังงานไฟฟ้ าน้อย


ยุควีแอลเอสไอ (Very Large Scale Integrated circuit : VLSI) เป็ นวงจรรวมที่รวมเอาทรานซิ สเตอร์ จานวนล้านตัวมารวมอยู่ใน แผ่นซิลิกอนขนาดเล็ก และผลิตเป็ นหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์ ที่ ซับซ้อน เรี ยกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์ (microprocessor) การใช้ VLSI เป็ นวงจรภายในเครื่ อ งคอมพิ ว เตอร์ ท าให้ ป ระสิ ท ธิ ภ าพของเครื่ อ ง คอมพิวเตอร์ สูงขึ้น เรี ยกว่าไมโครคอมพิวเตอร์ ซึ่ งเป็ นเครื่ องที่แพร่ หลาย และมีผใู ้ ช้งานกันทัว่ โลก การที่คอมพิวเตอร์ มีขีดความสามารถสู ง เพราะ VLSI เพียงชิ พเดียวสามารถสร้างเป็ นหน่ วยประมวลผลของเครื่ องทั้ง ระบบหรื อเป็ นหน่ วยความจาที่มีความจุสูงหรื อเป็ นอุปกรณ์ควบคุมการ ทางานต่าง ๆ ขณะเดียวกันพัฒนาของฮาร์ ดดิสก์ก็มีขนาดเล็กลงแต่ราคา ถูกลง เครื่ องไมโครคอมพิวเตอร์จึงมีขนาดเล็กลงจนถึงในปัจจุบนั


ประโยชน์ ของคอมพิวเตอร์ 1. งานธุรกิจ เช่น บริ ษทั ร้านค้า ห้างสรรพสิ นค้า ตลอดจนโรงงาน ต่ า งๆ ใช้ค อมพิ ว เตอร์ ใ นการท าบัญชี งานประมวลค า และติ ด ต่ อ กับ หน่วยงานภายนอกผ่านระบบโทรคมนาคม 2. งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุ ข สามารถนา คอมพิวเตอร์มา ใช้ในนามาใช้ในส่ วน ของการ คานวณที่ค่อนข้าง ซับซ้อน เช่น งานศึกษาโมเลกุลสารเคมี วิถีการโคจรของการส่ งจรวด ไปสู่อวกาศ หรื องานทะเบียน การเงิน สถิติ และเป็ นอุปกรณ์สาหรับการ ตรวจรักษาโรคได้ ซึ่งจะให้ผลที่แม่นยากว่าการตรวจด้วยวิธีเคมีแบบเดิม และให้การรักษาได้รวดเร็ วขึ้น


3. งานคมนาคมและสื่ อสาร ในส่ วนที่เกี่ ยวกับการเดิ นทาง จะใช้ คอมพิวเตอร์ ในการจองวันเวลา ที่นงั่ ซึ่ งมีการเชื่อมโยงไปยังทุกสถานี หรื อทุกสายการบินได้ ทาให้สะดวกต่อผูเ้ ดินทางที่ไม่ตอ้ งเสี ยเวลารอ อีก ทั้งยังใช้ในการควบคุ มระบบการจราจร เช่ น ไฟสัญญาณจราจร และ การจราจรทางอากาศ หรื อ ในการสื่ อ สาร ก็ ใ ช้ค วบคุ ม วงโคจรของ ดาวเที ยมเพื่อให้อยู่ในวงโคจร ซึ่ งจะช่ วยส่ งผลต่อการส่ งสัญญาณให้ ระบบการสื่ อสารมีความชัดเจน 4. งานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรม สถาปนิ กและวิศวกรสามารถ ใช้คอมพิวเตอร์ในการออกแบบ หรื อ จาลองสภาวการณ์ ต่างๆ เช่น การ รับแรง สั่นสะเทือนของอาคารเมื่อเกิดแผ่นดินไหว โดยคอมพิวเตอร์ จะ คานวณ และแสดงภาพสถาน การณ์ใกล้เคียงความจริ ง รวมทั้งการใช้ ควบคุ ม และติ ด ตามความก้า วหน้า ของโครงการ ต่ า งๆ เช่ น คนงาน เครื่ องมือ ผลการทางาน


5. งานราชการ เป็ นหน่วยงานที่มีการใช้คอมพิวเตอร์มากที่สุด โดย มีการใช้หลายรู ปแบบ ทั้งนี้ ข้ ึนอยู่กบั บทบาท และหน้าที่ของหน่ วยงาน นั้น ๆ เช่ น กระทรวงศึ ก ษาธิ ก าร มี ก ารใช้ร ะบบประชุ ม ทางไกลผ่า น คอมพิ ว เตอร์ , กระทรวง วิ ท ยาศาสตร์ แ ละเทคโนโลยี ได้จัด ระบบ เครื อข่ายอินเทอร์ เน็ตเพื่อเชื่ อมโยงไปยังสถาบันต่างๆ , กรมสรรพากร ใช้จดั ในการจัดเก็บภาษี บันทึกการเสี ยภาษี เป็ นต้น 6. การศึกษา ได้แก่ การใช้คอมพิวเตอร์ ทางด้านการเรี ยนการสอน ซึ่งมีการนาคอมพิวเตอร์มา ช่วยการสอนในลักษณะ บทเรี ยน CAI หรื อ งานด้านทะเบียน ซึ่ งทาให้สะดวกต่อการค้นหาข้อมูลนักเรี ยน การเก็บ ข้อมูลยืมและการส่ งคืนหนังสื อห้องสมุด


ประเภทของคอมพิวเตอร์ แบ่งตามวัตถุประสงค์ของการใช้งานจาแนกได้เป็ น 2 ประเภท คือ 1. เครื่องคอมพิวเตอร์ เพือ่ งานเฉพาะกิจ (Special Purpose Computer) หมายถึ ง เครื่ อ งประมวลผลข้อ มู ล ที่ ถู ก ออกแบบตัว เครื่ อ งและ โปรแกรมควบคุม ให้ทางานอย่างใดอย่างหนึ่งเป็ นการเฉพาะ (Inflexible) โดยทั่ว ไปมัก ใช้ ใ นงานควบคุ ม หรื องานอุ ต สาหกรรมที่ เ น้ น การ ประมวลผลแบบรวดเร็ ว เช่ น เครื่ อ งคอมพิ ว เตอร์ ค วบคุ ม สัญ ญาณไฟ จราจร คอมพิ ว เตอร์ ค วบคุ ม ลิ ฟ ท์ หรื อคอมพิ ว เตอร์ ค วบคุ ม ระบบ อัตโนมัติในรถยนต์ เป็ นต้น


2. เครื่องคอมพิวเตอร์ เพือ่ งานอเนกประสงค์ (General Purpose Computer) หมายถึ ง เครื่ องประมวลผลข้อมูลที่ มีความยืด หยุ่น ในการทางาน (Flexible) โดยได้รับการออกแบบให้สามารถประยุกต์ใช้ในงานประเภท ต่างๆ ได้โดยสะดวก โดยระบบจะทางานตามคาสั่งในโปรแกรมที่เขียน ขึ้นมา และเมื่อผูใ้ ช้ตอ้ งการให้เครื่ องคอมพิวเตอร์ ทางานอะไร ก็เพียงแต่ ออกคาสั่งเรี ยกโปรแกรมที่ เหมาะสมเข้ามาใช้งาน โดยเราสามารถเก็บ โปรแกรมไว้หลายโปรแกรมในเครื่ องเดียวกันได้ เช่น ในขณะหนึ่งเราอาจ ใช้เ ครื่ อ งนี้ ในงานประมวลผลเกี่ ย วกับ ระบบบัญ ชี และในขณะหนึ่ ง ก็ สามารถใช้ในการออกเช็คเงินเดือนได้ เป็ นต้น


จาแนกตามความสามารถ ซุปเปอร์ คอมพิวเตอร์ (Super Computer) หมายถึ ง เครื่ องประมวลผลข้อ มู ล ที่ มี ค วามสามารถในการ ประมวลผลสู ง ที่ สุ ด โดยทั่ว ไปสร้ า งขึ้ น เป็ นการเฉพาะเพื่ อ งานด้า น วิทยาศาสตร์ ที่ตอ้ งการการประมวลผลซับซ้อน และต้องการความเร็ วสู ง เช่น งานวิจยั ขีปนาวุธ งานโครงการอวกาศสหรัฐ (NASA) งานสื่ อสาร ดาวเทียม หรื องานพยากรณ์อากาศ เป็ นต้น


เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) หมายถึง เครื่ องประมวลผลข้อมูลที่มีส่วนความจาและความเร็ ว น้อยลง สามารถใช้ขอ้ มูลและคาสัง่ ของเครื่ องรุ่ นอื่นในตระกูล (Family) เดียวกันได้ โดยไม่ตอ้ งดัดแปลงแก้ไขใดๆ นอกจากนั้นยังสามารถทางาน ในระบบเครื อข่าย (Network) ได้เป็ นอย่างดี โดยสามารถเชื่อมต่อไปยัง อุปกรณ์ที่เรี ยกว่า เครื่ องปลายทาง (Terminal) จานวนมากได้ สามารถ ทางานได้พร้อมกันหลายงาน (Multi Tasking) และใช้งานได้พร้อมกัน หลายคน (Multi User) ปกติเครื่ องชนิดนี้นิยมใช้ในธุรกิจขนาดใหญ่ มี ราคาตั้งแต่สิบล้านบาทไปจนถึงหลายร้อยล้านบาท ตัวอย่างของเครื่ อง เมนเฟรมที่ใช้กนั แพร่ หลายก็คือ คอมพิวเตอร์ของธนาคารที่เชื่อมต่อไป ยังตู ้ ATM และสาขาของธนาคารทัว่ ประเทศนัน่ เอง


มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) ธุรกิจและหน่วยงานที่มีขนาดเล็กไม่จาเป็ นต้องใช้คอมพิวเตอร์ขนาด เมนเฟรมซึ่ งมี ราคาแพง ผูผ้ ลิ ตคอมพิวเตอร์ จึงพัฒนาคอมพิวเตอร์ ให้มี ขนาดเล็กและมีราคาถูกลง เรี ยกว่า เครื่ องมินิคอมพิวเตอร์ โดยมีลกั ษณะ พิเศษในการทางานร่ วมกับอุปกรณ์ประกอบรอบข้างที่มีความเร็ วสู งได้ มี การใช้แผ่นจานแม่เหล็กความจุสูงชนิ ดแข็ง (Harddisk) ในการเก็บรักษา ข้อมูล สามารถอ่านเขียนข้อมูลได้อย่างรวดเร็ ว หน่วยงานและบริ ษทั ที่ใช้ คอมพิ ว เตอร์ ข นาดนี้ ได้แ ก่ กรม กอง มหาวิ ท ยาลัย ห้า งสรรพสิ น ค้า โรงแรม โรงพยาบาล และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ


• ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer) หมายถึง เครื่ องประมวลผลข้อมูลขนาดเล็ก มีส่วนของหน่วยความจา และความเร็ วในการประมวลผลน้อยที่สุด สามารถใช้งานได้ดว้ ยคนเดียว จึงมักถูกเรี ยกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer : PC) ปั จจุบนั ไมโครคอมพิวเตอร์ มีประสิ ทธิ ภาพสู งกว่าในสมัยก่อนมาก อาจ เท่ากับหรื อมากกว่าเครื่ องเมนเฟรมในยุคก่อน นอกจากนั้นยังราคาถูกลง มาก ดังนั้น จึ ง เป็ นที่ นิ ย มใช้ม าก ทั้ง ตามหน่ ว ยงานและบริ ษ ัทห้า งร้ า น ตลอดจนตามโรงเรี ยน สถานศึ ก ษา และบ้า นเรื อน บริ ษั ท ที่ ผ ลิ ต ไมโครคอมพิวเตอร์ออกจาหน่ายจนประสบความสาเร็ จเป็ นบริ ษทั แรก คือ บริ ษทั แอปเปิ ลคอมพิวเตอร์


เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ จาแนกออกได้ เป็ น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ 1. แบบติดตั้งใช้งานอยูก่ บั ที่บนโต๊ะทางาน (Desktop Computer) 2. แบบเคลื่อนย้ายได้ (Portable Computer) สามารถพกพาติดตัว อาศัย พลัง งานไฟฟ้ าจากแบตเตอรี่ จ ากภายนอก ส่ ว นใหญ่ ม ัก เรี ย กตาม ลักษณะของการใช้งานว่า Laptop Computer หรื อ Notebook Computer


course description and introduction