บทที่ 2 เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

1. บทที่ 2 เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ (Introduction to Computer) 2.1 ความหมายของคอมพิวเตอร์ 2.2 ลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์ 2.3 วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ 2.4 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ 2.4.1 ฮาร์ดแวร์ 2.4.2 ซอฟต์แวร์ 2.4.3 บุคลากรทางคอมพิวเตอร์

2. 2.1 ความหมายของคอมพิวเตอร์ หมายถึง เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่มีการทำงานแบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล สามารถแก้ปัญหาต่าง ๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อนตามคำสั่งของโปรแกรม ขั้นตอนการทำงานจะประกอบด้วย การรับโปรแกรมและข้อมูลในรูปแบบที่เครื่องสามารถรับได้ แล้วทำการคำนวณ เคลื่อนย้ายข้อมูล เปรียบเทียบ จนกระทั่งได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ

3. 2.2 ลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์ - ประมวลผลด้วยความเร็วสูง - ทำงานด้วยความถูกต้องแม่นยำและเชื่อถือได้ - เก็บข้อมูลได้จำนวนมาก - ย้ายข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว - ติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องได้

4. 2.3 วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ • - ลูกคิด (Abacus) เป็นเครื่องคำนวณเครื่องแรก ที่มนุษย์ได้ประดิษฐ์ • คิดค้นขึ้นมา โดยชาวจีน และยังมีใช้งานอยู่ในปัจจุบัน -ปี ค.ศ. 1617John Napier นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตแลนด์ ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ช่วยคำนวณ เช่น การคูณ หาร ตลอดจนการถอด Square Root ได้ง่ายขึ้น เรียกว่า “Nepier’s Bones”ซึ่งมีลักษณะคล้ายตารางสูตรคูณ

5. 2.3 วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (ต่อ) - ปี ค.ศ. 1642 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ “Blaise Pascal” ได้พัฒนาเครื่องบวกเลข ด้วยการทำงานของ “เฟือง” ที่เมื่อเฟืองของหลักสิบหมุนครบ 1 รอบแล้ว จะทำให้เฟืองของหลักร้อยเพิ่มขึ้น 1 ค่า แต่อุปกรณ์ดังกล่าว ทำได้เพียงการบวกและลบ

6. 2.3 วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (ต่อ) - เครื่องคำนวณของไลปนิซ กอดฟรีดไลปนิซ (Gottfried Wilhelm Leibniz:1646-1716)นักคณิตศาสตร์ นักปรัชญา นักการฑูต ชาวเยอรมัน ทำการปรับปรุงเครื่องคำนวณของปาสกาลให้สามารถคูณ และหารได้

7. - ปี ค.ศ. 1833 Charles Babbage ได้สร้างเครื่องคำนวณผลต่างที่ใช้แรงดันไอน้ำเป็นครั้งแรก เรียกว่า “Different Engine” ที่สามารถคำนวณหาค่า Logarithms ได้ ต่อมา ได้มีแนวคิดที่จะพัฒนาเครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) โดยการแบ่งการทำงานออกเป็น 3 ส่วน

8. ได้แก่ ส่วนเก็บข้อมูล (ด้วยบัตรเจาะรู) ส่วนควบคุม และส่วนคำนวณ (ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์) แสดงผลลัพธ์ทางกระดาษ ก็จัดว่าเป็นแนวคิดที่นำไปสู่คอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน จึงถูกยกย่องให้เป็น “บิดาแห่งเครื่องคอมพิวเตอร์”

9. - ปี ค.ศ. 1942 John Atanasoffแห่ง Iowa State University ได้สร้างอิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ ซึ่งทำงานโดยใช้หลอดสุญญากาศในการปฏิบัติการคำนวณ และตั้งชื่อว่า “ABC (Atanasoff - Berry Computer)”

10. - ปี 1943 บริษัทไอบีเอ็ม โดย โธมัสเจ. วัตสัน (Thomas J. Watson) ได้พัฒนาเครื่องคำนวณที่มีความสามารถเทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์ ซึ่งก็คือ เครื่องคิดเลขที่ใช้เครื่องกลไฟฟ้าเป็นตัวทำงาน ประกอบด้วยฟันเฟืองในการทำงาน อันเป็นการนำเอาเทคโนโลยีเครื่องวิเคราะห์แบบ “แบบเบจ” มาปรับปรุง และตั้งชื่อว่า เครื่อง Mark I

11. - ปี ค.ศ. 1946 John Mauchlyและ J.P. Eckert ได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถปฏิบัติการได้เป็นเครื่องแรก ชื่อว่า “ (Electronic Numerical Integrator and Calculator )” ทำงานด้วยหลอดสุญญากาศมากกว่า 18,000 หลอด ENIAC ถูกใช้ในกองทัพอเมริกา เพื่อคำนวณวิถีกระสุนปืนใหญ่

12. - ปี ค.ศ. 1952 John Mauchlyและ J.P. Eckert ได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์อีกครั้ง ชื่อว่า “UNIVAC” (Universal Automatic Computer)”เป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่สามารถบันทึกข้อมูลลงบนเทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) ได้

13. ยุคของคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 1 (First Generation : ค.ศ. 1937 - 1953 )

14. ยุคของคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 1 (First Generation : ค.ศ. 1937 - 1953 )

15. ยุคที่ 2 (Second Generation : ค.ศ. 1954 - 1962 )

16. ยุคที่ 2 (Second Generation : ค.ศ. 1954 - 1962 )

17. ยุคที่ 3 (Third Generation : ค.ศ. 1963 - 1672 )

18. ยุคที่ 3 (Third Generation : ค.ศ. 1963 - 1672 )

19. ยุคที่ 4 (Fourth Generation : ค.ศ. 1972- 1984)

20. ยุคที่ 4 (Fourth Generation : ค.ศ. 1972- 1984)

21. ยุคที่ 5 (Fifth Generation : ค.ศ. 1984 - 1990) ไมโครคอมพิวเตอร์มีขีดความสามารถสูงขึ้น ทำงานได้เร็ว การแสดงผล การจัดการข้อมูล สามารถประมวลได้ครั้งละมาก ๆ จึงทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานหลายงานพร้อมกัน (multitasking) ขณะเดียวกันก็มีการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในองค์การโดยใช้เครือข่ายท้องถิ่นที่เรียกว่า Local Area Network : LAN

22. ยุคที่ 5 (Fifth Generation : ค.ศ. 1984 - 1990) เมื่อเชื่อมหลายๆ กลุ่มขององค์การเข้าด้วยกันเกิดเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การ เรียกว่า อินทราเน็ต และหากนำเครือข่ายขององค์การเชื่อมต่อเข้าสู่เครือข่ายสากลที่ต่อเชื่อมกันทั่วโลก เรียกว่า อินเทอร์เน็ต (internet)

23. ยุคที่ 6 ค.ศ. 1990- ปัจจุบัน ปัจจุบัน ความต้องการทางด้านการป้อนข้อมูลอย่างอิสระ โดยใช้เสียงและภาพ ซึ่งถือเป็นการป้อนข้อมูลโดยธรรมชาตินั้นสูงขึ้นเรื่อยๆ ความต้องการคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ที่ไม่เป็นเพียงแต่เครื่องคำนวณ จึงสูงขึ้นเรื่อย ๆ

24. ยุคที่ 6 ค.ศ. 1990- ปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้องการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาสังคม เศรษฐกิจ อุตสาหกรรม เทคโนโลยี การติดต่อระหว่างประเทศและ อื่น ๆ ในช่วงทศวรรษปี 1990 เป็นต้นมา

25. วิวัฒนาการ ของระบบคอมพิวเตอร์ แบ่งได้ 3 ประเภท 1.แบ่งตามขนาดของหน่วยความจำ 2.แบ่งตามลักษณะการใช้งาน 3.แบ่งตามลักษณะสัญญาณการประมวลผล

26. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (แบ่งตามขนาดของหน่วยความจำ) • ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) • เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) • มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer)

27. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (แบ่งตามขนาดของหน่วยความจำ) 4. เวิร์คเตชัน(Workstation) 5. คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล(Personal Computer)

28. ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์(Super Computer) คุณสมบัติ • จัดเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ บางครั้งเรียกว่าคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง • ความเร็วเป็นนาโนวินาทีหรือหนึ่งพันล้านครั้งใน 1 วินาที

29. ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์(Super Computer) คุณสมบัติ • เหมาะกับงานที่ต้องมีการคำนวณตัวเลขจำนวนหลายล้านตัวภายในเวลาอันรวดเร็ว สามารถทำงานได้หลายอย่างพร้อมกัน เหมาะสำหรับการรับและแสดงผลจำนวนมาก ใช้ในงานวิเคราะห์และคำนวณด้านวิทยาศาสตร์ • มีสมรรถนะสูงกว่าคอมพิวเตอร์แบบอื่น • ราคาแพงมาก

30. เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) คุณสมบัติ • เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ มีสมรรถนะสูงมากแต่ยังต่ำกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ • ใช้หน่วยวัดความเร็วเป็นเมกะฟลอป หรือ 1 ล้านครั้งต่อวินาที • ใช้กับงานที่ต้องมีการประมวลผลสูง ประมวลผลแบบศูนย์กลาง และกระจายการใช้งานออกไป เช่น ATM

31. มินิคอมพิวเตอร์(Mini Computer) คุณสมบัติ • ระบบคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กกว่าเมนเฟรม • จัดเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดกลาง • ความเร็วในการประมวลผล ความจุ สมรรถนะ ต่ำกว่าเครื่องเมนเฟรม แต่สูงกว่าสูงกว่าเวิร์คเตชัน • นิยมใช้กับธุรกิจขนาดใหญ่ เช่น ระบบจองห้องพักโรงแรม มหาวิทยาลัยขนาดกลาง โรงพยาบาลขนาดกลาง

32. คุณสมบัติ รูปร่างหน้าตาคล้ายเครื่อง PC(Personal Computer) แต่สมรรถนะของการทำงานสูงกว่าเครื่อง PC มาก เรียกอีกอย่างว่าซุปเปอร์ไมโครคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่เป็นแม่ข่าย(Server) เก็บข้อมูลในระบบเครือข่าย การใช้งานส่วนใหญ่จะใช้ในการวิเคราะห์ตัวเลขทางสถิติระดับสูง งานด้านกราฟิก เวิร์คเตชัน(Workstation)

33. ไมโครคอมพิวเตอร์(Microcomputer)ไมโครคอมพิวเตอร์(Microcomputer) เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) ปัจจุบันมีการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์กันอย่างกว้างขวาง ทั้งในหน่วยงานหรือองค์กรธุรกิจ รวมไปถึงการใช้ในครอบครัวเพื่อค้นคว้าข้อมูลต่าง ๆ บนระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

34. ไมโครคอมพิวเตอร์(Microcomputer)ไมโครคอมพิวเตอร์(Microcomputer) แบ่งได้ 4 ประเภทคือ • คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Desktop PC หรือ Personal Computer) • คอมพิวเตอร์แบบกระเป๋าหิ้ว (Notebook Computer) • คอมพิวเตอร์แบบมือถือ (Palmtop Computer) * เพนเบสคอมพิวเตอร์ (Pen-Based Computer) * พีดีเอ (Personal Digital Assistant) 4. แท็บเล็ต คอมพิวเตอร์ (Tablet Computer)

35. ไมโครคอมพิวเตอร์แบบต่างๆไมโครคอมพิวเตอร์แบบต่างๆ Desktop Computer / PC Notebook Computer Palm Computer Tablet PC

36. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (แบ่งตามลักษณะการใช้งาน ได้ 2 ประเภท) 1. เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่องานเฉพาะกิจ (Special Purpose Computer) หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลที่ถูกออกแบบตัวเครื่องและโปรแกรมควบคุม ให้ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งเป็นการเฉพาะ

37. 2.เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่องานอเนกประสงค์ (General Purpose Computer) หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลที่มีความยืดหยุ่นในการทำงาน (Flexible) โดยได้รับการออกแบบให้สามารถประยุกต์ใช้ในงานประเภทต่างๆ ได้โดยสะดวก โดยระบบจะทำงานตามคำสั่งในโปรแกรมที่เขียนขึ้นมา และเมื่อผู้ใช้ต้องการให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรตามต้องการ

38. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์ (แบ่งตามลักษณะสัญญาณการประมวลผล 3 ประเภท) 1. analog computer คือ คอมพิวเตอร์ที่รับรู้ข้อมูลที่เป็นสมบัติทางฟิสิกส์ หรือทางกายภาพ เช่น กระแสไฟฟ้า ที่กระทำติดต่อกัน และแสดงผลในรูปของกราฟ หรือสัญลักษณ์ใดๆ ผ่านทางหน้าปัด

39. 2.ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ (digital computer) ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อาศัยการนับทำงานกับสัญญาณข้อมูลที่มีลักษณะการเปลี่ยนแปลงแบบไม่ต่อเนื่อง(discrete data) หรือ digital signal ซึ่งก็คือสัญญาณไฟฟ้านั่นเอง โดยการนับของคอมพิวเตอร์ระบบนี้ จะอาศัยตัวนับ (Counter) ภายในระบบฐานเวลา (clock time) มาตรฐาน ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้ มีความน่าเชื่อถือ และสามารถนับข้อมูลที่มีค่าละเอียดได้ จึงสามารถแสดงค่าตัวเลขได้ตำแหน่งทศนิยมหลายตำแหน่ง

40. 3.คอมพิวเตอร์แบบลูกผสม (hybrid computer) เครื่องประมวลผลข้อมูลที่อาศัยเทคนิคการทำงานแบบผสมผสาน ระหว่าง analog computer และ digital computer โดยทั่วไปมักใช้ในงานเฉพาะกิจ โดยเฉพาะงานด้านวิทยาศาสตร์ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ในยานอวกาศ ที่ใช้ analog computer ควบคุมการหมุนของตัวยาน และใช้ digital computer ในการคำนวณระยะทาง เป็นต้น

41. 2.4 องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ แบ่งได้ 3 ส่วน 1. อุปกรณ์ (hardware) 2. ชุดคำสั่งหรือโปรแกรม (software) 3. บุคลากร(people ware)

42. 2.4.1 ฮาร์ดแวร์ (Hardware) ประกอบด้วย 4 ส่วนหลัก ได้แก่ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยประมวลผลกลาง (CPU: Central Processing Unit) หน่วยแสดงผลข้อมูล (output Unit) และหน่วยความจำ(memory Unit) คอมพิวเตอร์จะเริ่มทำงานเมื่อได้รับข้อมูลผ่านอุปกรณ์ input unit แล้วจัดเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลักก่อนเพื่อแบ่งงานประมวลผล จากนั้นจึงแสดงผลลัพธ์ออกทางจอภาพ

43. 2.4.1.1 หน่วยนำเข้าข้อมูล (Input Unit) อุปกรณ์นำเข้าข้อมูลที่ใช้กันเป็นส่วนใหญ่สามารถแบ่งตามลักษณะการใช้งานดังนี้ • ประเภทพิมพ์ หรือคีย์ เช่น คีย์บอร์ด • ประเภทชี้หรือวาด เช่น ปากกาไฟฟ้า เมาส์ จอยสติก แทรกบอล • ประเภทการนำข้อมูลเข้าโดยตรง เพื่อให้การส่งข้อมูลเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ทำได้รวดเร็วขึ้น เช่น สแกนเนอร์ เครื่องอ่านแถบแม่เหล็ก กล้องดิจิตอล เป็นต้น

44. ตัวอย่าง รูปอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล (input device) ปากกาไฟฟ้า (light pen) จอยสติ๊ก (joystick) เมาส์ (mouse) แป้นพิมพ์ (keyboard) สแกนเนอร์ (scanner) เครื่องอ่านแถบแม่เหล็ก (magnetic strip) กล้องถ่ายรูป และวีดีโอดิจิตอล (digital camera)

45. 2.4.1.2 หน่วยประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit: CPU) CPU จะมีลักษณะเป็น Chip หรือแผงวงจรที่ประกอบด้วย Transistor และอุปกรณ์อื่นๆรวมอยู่จำนวนมาก CPU ประกอบด้วยหน่วยย่อย 2 หน่วย ได้แก่ หน่วยควบคุม (Control Unit) และหน่วยคำนวณ / ตรรกะ (Arithmetic / logical Unit : ALU) - หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของหน่วยอื่นๆทั้งหมด คอยจัดการเวลาการประมวลผลตามคำสั่งที่รับเข้ามาเป็นจังหวะตามสัญญาณนาฬิกา

46. 2.4.1.2 หน่วยประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit: CPU) -หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic / logical Unit : ALU) ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่งด้วยวิธีทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก (+) ลบ (-) คูณ (x) หาร (/) เป็นต้น และเปรียบเทียบค่าของข้อมูลเช่น มากกว่า (>) น้อยกว่า (<) มากกว่าหรือเท่ากับ (≥) เป็นต้น

47. 2.4.1.3 หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่รับสารสนเทศที่ได้จากการประมวลผลและแปลงสัญญาณดิจิตอลให้อยู่ในรูปของตัวเลข ตัวอักษรเสียงหรือรูปภาพที่ผู้ใช้เข้าใจได้ โดยมีอุปกรณ์สำหรับแสดงผลข้อมูลเพื่อเป็นสื่อหรือนำเสนอสารสนเทศที่มีลักษณะต่างกัน เช่นจอภาพ (Monitor), เครื่องพิมพ์ (Printer), ลำโพง (Speaker) เป็นต้น Monitor Inkjet Printer Dot Matrix Printer

48. 2.4.1.3 หน่วยแสดงผล (Output Unit) Headphone Speaker Plotter Printer Laser Printer

49. 2.4.1.4 หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่จัดเก็บข้อมูลที่รับเข้ามา เพื่อส่งต่อไปยัง CPU และเมื่อ CPU ประมวลผลเรียบร้อยแล้ว จะส่งผลลัพธ์มาเก็บไว้ในหน่วยความจำ เพื่อนำไปแสดงผลออกทางหน่วยแสดงผล หรือจัดเก็บลงในหน่วยความจำสำรองต่อไป หน่วยความจำ ถูกแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่

50. 2.4.1.4 หน่วยความจำ (Memory Unit) 1) หน่วยความจำหลัก (Primary storage / Primary Memory) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งเข้ามาทาง Input Unit เพื่อรอให้ CPU เข้าถึงข้อมูลคำสั่งนั้น (ข้อมูลหรือคำสั่งอยู่ในรูปแบบของเลขฐานสอง) แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ ROM และ RAM