1/3 นางสาวอัจฉรา กุลคำ (ฟลุ๊ค) ชทค เลขที่ 1 

บทที่ 1 พื้นฐานระบบคอมพิวเตอร์

1.1 ความนำ
       คอมพิวเตอร์ เป็น อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรับข้อมูล และชุดคำ สั่ง (Program) ในรูปแบบที่เครื่องรับได้ แล้วน ามาประมวลผล (Process) ข้อมูลตาม ชุดคำ สั่งเพื่อแก้ปัญหาหรือคำนวณที่สลับซับซ้อนจนได้ผลลัพธ์ตามต้องการและยังสามารถบันทึก หรือแสดงผลลัพธ์เหล่านั้นได้

1.2 วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ 
        แม้จะมีเทคโนโลยีที่ช่วยเสริมประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์มากมายเพียงใดก็ตาม แต่ลักษณะโครงสร้างพื้นฐานของระบบคอมพิวเตอร์ยงัคงเหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น  4 ยุคดังนี้ 

ภาพที่ 1.1 แสดงรูปภาพ ชาล์ล แบบเบส (Charles Babbage) บิดาของวงการคอมพิวเตอร์ ที่มา (http://tunball41ut.blogspot.com, 2551) 

1.2.1 ยุคที่ 1 (ค.ศ.1945-1949) เป็นยุคของหลอดสุญญากาศและปลั๊กบอร์ด หลงัจากที่ชาล์ลแบบเบส 
ประสบผลสำเร็จใน การออกแบบเครื่องคำนวณ มีการพัฒนาการสร้างคอมพิวเตอร์ไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จนกระทั่งถึง ช่วงสงครามโลกคร้ังที่ 2 ประมาณกลางปี ค.ศ. 1940 โฮเวิร์ด ไอเคน (Howard Aiken) แห่ง มหาวิทยาลัยฮาวาร์ด และ จอห์น นิวแมน (John Newman) ได้สร้างเครื่องจักรในการคำนวณโดยใช้ หลอดสุญญากาศ (Vacuum Tube) ขึ้นมาได้เป็นผลสำเร็จ
ตัวอย่างของเครื่องในยุคที่ 1 ได้แก่เครื่อง ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)ของ เอกเคิร์ต (Eckert) และ จอห์น มอล์ชลี (John Mauchly)

1.2.2 ยุคที่ 2 (ค.ศ.1950-1965) ยุคของทรานซิสเตอร์และการประมวลผลแบบแบตซ์ ในกลางปี ค.ศ. 1950 ได้มีการคิดค้น และประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ขึ้นเป็นผลสำเร็จทำให้วงการคอมพิวเตอร์มีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากโดยได้มีการนำเอาทรานซิสเตอร์มาใช้เป็นองค์ประกอบหลักในการสร้างคอมพิวเตอร์แทนการ ใช้หลอดสุญญากาศแบบเดิม และเริ่มมีการนำคอมพิวเตอร์ไปใช้งานมากขี้น งานส่วนใหญ่ที่นำมาใช้งานกับคอมพิวเตอร์ในยุคที่  2 นี้จะเป็นงานที่เกี่ยวกับทางด้าน วิทยาศาสตร์ และการคำนวณทางวศิวกรรม    การแก้สมการทางคณิตศาสตร์ต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ ภาษาฟอร์แทรน และ แอสเซมบลีในการทำงาน ตัวอย่างของระบบปฏิบัติการที่มีใช้งานในยุคนี้ได้แก่ระบบปฏิบัติการเอฟเอ็มเอส (FMS : Fortran Monitor System) เป็นต้น

3. ยุคที่ 3 (ค.ศ.1965-1980) เป็นยุคของไอซีและระบบหลายโปรแกรมในช่วงต้น ปีค.ศ. 1960 การใช้งานคอมพิวเตอร์ได้มีการขยายขอบเขตการใช้งานไปสู่วงการต่างๆ เพิ่มมากข้ึน โดยสามารถแบ่งกลุ่มของงาน ออกเป็ น 2 กลุ่มใหญ่คืองานทางด้านธุรกิจและงานทางด้านวิทยาศาสตร์และเพื่อสนองความต้องการการใช้คอมพิวเตอร์ในวงการธุรกิจ

4. ยุคที่ 4 (ค.ศ.19801 - ปัจจุบัน) เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจากการที่ได้มีการคิดค้นและประดิษฐ์วีแอลเอสไอ (VLSI:Very Large Scale Integrate Circuit) ไดสำเร็จซึ่งต่อมาไดน้ำมาใชใ้นการผลิตคอมพิวเตอร์ ส่วนบุคคลขึ้นจึงทำ ให้ขนาดของคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงจากเดิมเป็นอันมากนอกจากนั้ราคาก็ต่ำลงทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่หน่วยงานต่างๆ สามารถมีไว้ใช้งานได้อย่างไม่ยากนัก

1.3 ประเภทของคอมพิวเตอร์ 
    ประเภทของคอมพิวเตอร์แบ่งเป็น 3 ประเภท ดังนี้
   1.คอมพิวเตอร์แบบอนาลอก (Analog Computer) 
        เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถรับข้อมูลเข้ามาเป็นแบบอนาลอก (Analog) มีลักษณะเป็นปริมาณหรือจำนวนซึ้งมีหน่วยวัดแบบต่อเนื่อง
    2.คอมพิวเตอร์แบบดิจิตอล(Digital Computer) 
        เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานโดยสามารถรับข้อมูลประเภทที่ไม่ต่อเนื่อง เป็นจำนวนนับที่วัดเป็นหน่วยได้โดยตรงขอ้มูลที่ใช้เก็บเป็นรหัสตัวเลขฐานสองคือ 0 และ 1 มีความแม่นยา ในการประมวลผลและการจัดเก็บขอ้มูลไม่จำกัดเวลา
    3. คอมพิวเตอร์แบบไฮบริด (Hybrid Computer) 
        เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่นำหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์แบบอนาลอกและแบบดิจิตอลมาทำงานร่วมกันลักษณะสำคัญคือสามารถรับข้อมูลประเภทที่มีหน่วยวัดต่อเนื่อง มาประมวลผลหรือแปลงเป็นข้อมูลแบบดิจิตอล (Digital) แลกเปลี่ยนกันได้โดยผ่านอุปกรณ์ในการแปลงสัญญาณ
1.4 ขนาดของคอมพิวเตอร์ 
    คอมพิวเตอร์ได้ถูกพัฒนาขึ้นมาตามวิวัฒนาการทั้งสี่ยุคขนาดของคอมพิวเตอร์ก็ขึ้นอยู่กับวิวัฒนาการทางด้านอุปกรณ์และเทคโนโลยีจึงทำให้คอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 4 ขนาด ดังนี้
  1. ไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer) 

เป็นคอมพิวเตอร์แบบที่นิยมใช้กันมากที่สุดมี 2 ชนิด คือแบบตั้งโต๊ะ

    2.มินิคอมพิวเตอร์ (Minicomputer) 
        เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลและประมวลผลด้วยความเร็วสูงกว่าเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์และมีราคาสูงกวา่ เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์สามารถใชง้านได้หลายๆ คนในเวลาเดียวกัน
    3.เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) 
        เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพการทำงานสูงกว่าไมโครคอมพิวเตอร์และมินิคอมพิวเตอร์ ภายในระบบงานของเครื่องเมนเฟรมควบคุมด้วยระบบอัตโนมัติเป็นส่วนใหญ่
    4.ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer) 
        ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีกำลังมากที่สุด ราคาแพงที่สุดสามารถประมวลผลคำสั่งได้นับพันล้านคำสั่งในหนึ่งวินาทีส่วนใหญ่ใชใ้นการเก็บขอ้มูลขนาดใหญ่และใช้ กับขอ้มูลที่ตอ้งการความเร็วสูง
1.5  องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ 
    เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์น้ันจะประกอบไปด้วยเทคโนโลยีหลัก 2 ด้านคือ ฮาร์ดแวร์ (Hardware) และซอฟต์แวร์ (Software) และ มีประสิทธิภาพแล้ว ระบบคอมพิวเตอร์จะประกอบไปด้วยองค์ประกอบ 5 ด้าน  ที่ต้องทำงานประสานกันคือ
                                    1. HARDWARE                 : อุปกรณ์ทางด้านคอมพิวเตอร์ 
                                    2. SOFTWARE                    : โปรแกรมหรือชุดคำสั่งคอมพิวเตอร์ 
                                    3. DATAWARE                    : ข้อมูลที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ 
                                    4. PEOPLEWARE                : บุคลากรทางด้านคอมพิวเตอร์ 

                                    5. PROCEDUREWARE       : ลำดับขั้นตอนการทำงาน

1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware) 

        ฮาร์ดแวร์เป็นองค์ประกอบของตัวเครื่องที่สามารถจับต้องได้ซึ้งก็คืออุปกรณ์ทางด้าน คอมพิวเตอร์นั่นเองได้แก่วงจรไฟฟ้าตัวเครื่อง จอภาพเครื่องพิมพ์คียบ์อร์ด เป็นต้นซั้งสามารถแบ่งส่วนพื่นฐานของฮาร์ดแวร์เป็น 4 หน่วยสำคัญดังน้ี 

        1) หน่วยรับข้อมูลหรืออินพุต (Input Unit)

            เป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่รับข้อมูลและโปรแกรมสู่เครื่อง ได้แก่แป้นพิมพ์เมาส์เครื่องสแกนภาพ เครื่องรูดบัตร เครื่องอ่านรหัสแท่งเป็นต้น

        2) หน่วยประมวลผลกลำงหรือซีพยีู(CPU : Central Processing Unit)

            เป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่ในการทำงานตามคำสั่งที่ปรากฏอยู่ในโปรแกรมหน่วยนี้จะประกอบด้วยหน่วยย่อยหลัก 2 หน่วยคือ

            - หน่วยคำนวณเลขคณิตและตรรก (ALU : Arithmetic and Logical Unit) 

            - หน่วยควบคุม (Control Unit)และรีจิสเตอร์(Register) 

        3) หน่วยเก็บควำมจำ (Memory Unit) 

                เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการจดจำจัดเก็บข้อมูลที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ซึ้งหน่วยความจำ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนึ้

            - หน่วยความจำหลักหรือหน่วยความจำปฐมภูมิ(Main Memory หรือ Primary Storage)

            - หน่วยความจำรองหรือสื่อบันทึกข้อมูล (Secondary Memory หรือ Storage)

        4) หน่วยแสดงผล (Output Unit) 

                เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการแสดงผลลัพธ์ของระบบคอมพิวเตอร์เมื่อทำการนำข้อมูลเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์แล้วผ่านการประมวลผลดว้ยหน่วยประมวลผลกลางผลที่ได้สามารถนำเสนอออกมา ผ่านอุปกรณ์ในกลุ่มนี้ซึ่งได้แก่จอภาพ เครื่องพิมพ์เป็นต้น

2 ซอฟต์แวร์ (Software) 

    ซอฟต์แวร์ คือโปรแกรมหรือชุดของคำสั่งคอมพิวเตอร์ที่เขียนขึ้นมาเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน ซอฟต์แวร์น้ีจะเป็นเสมือนตัวเชื่อมระหว่างผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องคอมพิวเตอร์ถ้าไม่มีซอฟต์แวร์ในการควบคุมอุปกรณ์เครื่องคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทำงานได้เลยสำหรับประเภทของซอฟตแ์วร์สามารถแบ่งไดเ้ป็น 2กลุ่มใหญ่คือ 

        1) ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software)

        2) ซอฟต์แวร์ประยุกต์(Application Software)

3 ดาต้าแวร์ (Dataware) 

    ดาต้าแวร์ หรือข้อมูลเป็นองค์ประกอบสำคญัอยา่งหนึ้่งในระบบคอมพิวเตอร์เพราะเป็นสิ่ง ที่ต้องบันทึกลงไปในคอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมที่นักคอมพิวเตอร์ได้เขียนไว้เพื่อหาผลลัพธ์ที่ ต้องการออกมาข้อ มูลมีหลายรูปแบบทั้งข้อความ รูปภาพ เสียง ดังน้้นข้อมูลตอ้งมีความถูกต้องข้อมูลที่จะนำเข้ามาจะมีหน่วยเล็กที่สุด

4 พีเพิลแวร์ (Peopleware)

    พีเพิลแวร์ บุคลากรทางด้านคอมพิวเตอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญที่จะเป็นตัวกำหนดถึงประสิทธิภาพถึงความสำเร็จและความคุ้มค่าในการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ซึ้งสามารถแบ่งบุคลากร ตามหน้าที่ที่เกี่ยวขอ้งได้หลายหน้าที่ เช่น 

        1) ผู้วิเคราะห์และออกแบบระบบ (System Analysis and Design)

        2) โปรแกรมเมอร์ (Programmer)

        3) ผู้บริหารฐำนข้อมูล(DBA : Database Administrator)

        4) ผู้ปฏิบัติกำร (Operator)

        5) ผู้ใช้(User) 

5. โพรซีเยอร์แวร์ (Procedureware) 

    องค์ประกอบนี้หมายถึงกระบวนการทำงานเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามต้องการในการทำงานกับคอมพิวเตอร์ผู้ใชจำเป็นต้องทราบขั้นตอนการทำงานเพื่อให้ได้งานที่ถูกต้องและมีประสิทธิภาพ ซึ้งอาจจะมีขั้นตอนสลับซับซ้อนหลายขั้นตอน ดังน้้นจึงมีความจำเป็นต้องมีคู่มือปฏิบัติงาน เช่น คู่มือผู้ใช้  (User’s Manual) หรือคู่มือดูแลระบบ (Operation Manual) เพื่อช่วยในการทำงาน

ที่มา:

1.หนังสือระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ บทที่1 : พื่นฐานระบบคอมพิวเตอร์