หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

             หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

แบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน ดังนี้

1. รับข้อมูล คอมพิวเตอร์จะรับข้อมูลและคำสั่งผ่านอุปกรณ์นำเข้าข้อมูลและคำสั่ง คือ คีย์บอร์ด เมาส์ และสแกนเนอร์ เป็นต้น

2. ประมวลผลข้อมูล หรือ CPU (Central Processing Unit) ใช้คำนวณและประมวณผลคำสั่งต่างๆ ตามโปรแกรมที่กำหนด

3. จัดเก็บข้อมูล คอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมูลลงในอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูล เพื่อให้สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ในอนาคต เช่น ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผ่นซีดี และอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดพอร์ตยูเอสบีไดร์ ซึ่งหน่วยเก็บข้อมวลนี้สามารถ

แบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ

3.1 หน่วยควมจำหลัก สามารถแบ่งตามลักษณะการเก็บข้อมูลได้ดังนี้คือ

(3.1.1) หน่วยความจำแบบลบเลือนได้ คือ หากเกิดไฟดับระหว่างใช้งาน ข้อมูลจะหาย เรียกว่า แรม (RAM)

(3.1.2) หน่วยความจำแบบลบเลือนไม่ได้ คือ หน่วยความจำถาวร แม้ไฟจะดับข้อมูลก็จะยังอยู่เหมือนเดิม เรียกว่า รอม (ROM)

3.2 หน่วยความจำสำรอง คือ หน่วยความจำที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้น

ได้แก่ ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผ่นซีดี และอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดพอร์ต ยูเอสบี

4. แสดงผลข้อมูล เมื่อทำการประมวลผลแล้ว คอมพิวเตอร์จะแสดงผลลัพธ์ผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แสดงข้อมูล เช่น หากเป็นรูปภาพกราฟิกก็จะแสดงผลทางจอภาพ ถ้าเป็นงานเอกสารก็จะแสดงผลทางเครื่องพิมพ์ หรือหากเป็นในรูปแบบของเสียงก็จะแสดงผลออกทางลำโพง เป็นต้น

ชนิดของคอมพิวเตอร์

             ชนิดของคอมพิวเตอร์

มี 5 ชนิด ดังนี้

1.             ไมโครคอมพิวเตอร์ (micro computer)

ไมโครคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็ก บางคนเห็นว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานส่วนบุคคล หรือเรียกว่า พีซี (Personal Computer : PC) สามารถใช้เป็นเครื่องต่อเชื่อมในเครือข่าย หรือใช้เป็นเครื่องปลายทาง (terminal) ซึ่งอาจจะทำหน้าที่เป็นเพียงอุปกรณ์รับและแสดงผลสำหรับป้อนข้อมูลและดูผลลัพธ์ โดยดำเนินการการประมวลผลบนเครื่องอื่นในเครือข่าย

อาจจะกล่าวได้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยประมวลผลกลางเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ใช้งานง่าย ทำงานในลักษณะส่วนบุคคลได้ สามารถแบ่งแยกไมโครคอมพิวเตอร์ตามขนาดของเครื่องได้ดังนี้

1.                     คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (desktop computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กถูกออกแบบมาให้ตั้งบนโต๊ะ มีการแยกชิ้นส่วนประกอบเป็น ซีพียู จอภาพ และแผงแป้งอักขระ

2.                     แล็ปท็อปคอมพิวเตอร์ (laptop computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่วางใช้งานบนตักได้ จอภาพที่ใช้เป็นแบบแบนราบชนิดจอภาพผนึกเหลว (Liquid Crystal Display : LCD) น้ำหนักของเครื่องประมาณ 3-8 กิโลกรัม

3.                     โน้ตบุ๊คคอมพิวเตอร์ (notebook computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดและความหนามากกว่าแล็ปท็อป น้ำหนักประมาณ 1.5-3 กิโลกรัม จอภาพแสดงผลเป็นแบบราบชนิดมีทั้งแบบแสดงผลสีเดียว หรือแบบหลายสี โน้ตบุ๊คที่มีขายทั่วไปมีประสิทธิภาพและความสามารถเหมือนกับแล็ปท็อป

4.                     ปาล์มท็อปคอมพิวเตอร์ (palmtop computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์สำหรับทำงานเฉพาะอย่าง เช่นเป็นพจนานุกรม เป็นสมุดจนบันทึกประจำวัน บันทึกการนัดหมายและการเก็บข้อมูลเฉพาะบางอย่างที่สามารถพกพาติดตัวไปมาได้สะดวก

2.             สถานีงานวิศวกรรม (engineering workstation)

ผู้ใช้สถานีงานวิศวกรรมส่วนใหญ่เป็นวิศวกร นักวิทยาศาสตร์ สถาปนิก และนักออกแบบ สถานีงานวิศวกรรมมีจุดเด่นในเรื่องกราฟิก การสร้างรูปภาพและการทำภาพเคลื่อนไหว การเชื่อมโยงสถานีงานวิศวกรรมรวมกันเป็นเครือข่ายทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลและใช้งานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพ

บริษัทพัฒนาซอฟต์แวร์หลายบริษัทได้พัฒนาซอฟต์แวร์สำเร็จสำหรับใช้กับสถานีงานวิศวกรรมขึ้น เช่นโปรแกรมการจัดทำต้นฉบับหนังสือ การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์งานจำลองและคำนวณทางวิทยาศาสตร์ งานออกแบบทางด้านวิศวกรรมและการควบคุมเครื่องจักร

การซื้อสถานีงานวิศวกรรมต่างจากการซื้อเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ เพราะไมโครคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถใช้โปรแกรมสำเร็จสำหรับไมโครคอมพิวเตอร์ได้ และมีลักษณะการใช้งานเหมือนกัน ส่วนการซื้อสถานีงานวิศวกรรมนั้นยุ่งยากกว่า สถานีงานวิศวกรรมมีราคาแพงกว่าไมโครคอมพิวเตอร์มาก การใช้งานก็ต้องการบุคลากรที่มีการฝึกหัดมาอย่างดี หรือต้องใช้เวลาเรียนรู้

สถานีงานวิศวกรรมส่วนใหญ่ใช้ระบบปฎิบัติการยูนิกซ์ ประสิทธิภาพของซีพียูของระบบอยู่ในช่วง 50-100 ล้านคำสั่งต่อวินาที (Million Instruction Per Second : MIPS) อย่างไรก็ตามหลักจากที่ใช้ซีพียูแบบริสก์ (Reduced Instruction Set Computer :RISC) ก็สามารถเพิ่มขีดความสามารถเชิงคำนวณของซีพียูสูงขึ้นได้อีก ทำให้สร้างสถานีงานวิศวกรรมให้มีขีดความสามารถเชิงคำนวณได้มากกว่า 100 ล้านคำสั่งต่อวินาที

3.             มินิคอมพิวเตอร์ (mini computer)

มินิคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องที่สามารถใช้งานพร้อม ๆ กันได้หลายคน จึงมีเครื่องปลายทางต่อได้ มินิคอมพิวเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงกว่าสถานีงานวิศวกรรม นำมาใช้สำหรับประมวลผลในงานสารสนเทศขององค์การขนาดกลาง จนถึงองค์การขนาดใหญ่ที่มีการวางระบบเป็นเครือข่ายเพื่อใช้งานร่วมกัน เช่น งานบัญชีและการเงิน งานออกแบบทางวิศวกรรม งานควบคุมการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

มินิคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณืที่สำคัญในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การที่เรียกว่าเครื่อให้บริการ (server) มีหน้าที่ให้บริการกับผู้ใช้บริการ (client) เช่น ให้บริการแฟ้มข้อมูล ให้บริการข้อมูล ให้บริการช่วยในการคำนวณ และการสื่อสาร

4.             เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (mainframe computer)

เมนเฟรมคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีการพัฒนามาตั้งแต่เริ่มแรก เหตุที่เรียกว่า เมนเฟรมคอมพิวเตอร์เพราะตัวเครื่องประกอบด้วยตู้ขนาดใหญ่ที่ภายในตู้มีชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ อยู่เป็นจำนวนมาก แต่อย่างไรก็ตามในปัจจุบันเมนเฟรมคอมพิวเตอร์มีขนาดลดลงมาก

เมนเฟรมเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงมาก มักอยู่ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์หลักขององค์การ และต้องอยู่ในห้องที่มีการควบคุมอุณหภูมิและมีการดูแลรักษาเป็นอย่างดี

บริษัทผู้ผลิตเมนเฟรมได้พัฒนาขีดความสามารถของเครื่องให้สูงขึ้น ข้อเด่นของการใช้เมนเฟรมอยู่ที่งานที่ต้องการให้มีระบบศูนย์กลาง และกระจายการใช้งานไปเป็นจำนวนมาก เช่น ระบบเอทีเอ็มซึ่งเชื่อมต่อกับฐานข้อมูลที่จัดการโดยเครื่องเมนเฟรม อย่างไรก็ตามขนาดของเมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์ก็ยากที่จะจำแนกจากกันให้เห็นชัด

ปัจจุบันเมนเฟรมได้รับความนิยมน้อยลง ทั้งนี้เพราะคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กมีประสิทธิภาพและความสามารถดีขึ้น ราคาถูกลง ขณะเดียวกันระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ก็ดีขึ้นจนทำให้การใช้งานบนเครือข่ายกระทำได้เหมือนการใช้งานบนเมนเฟรม

5.             ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (super computer)

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องมีการคำนวณตัวเลขจำนวนหลายล้านตัวภายในเวลาอันรวดเร็ว เช่น งานพยากรณ์อากาศ ที่ต้องนำข้อมูลต่าง ๆ เกี่ยวกับอากาศทั้งระดับภาคพื้นดิน และระดับชึ้นบรรยากาศเพื่อดูการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของอากาศ งานนี้จำเป็นต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูงมาก นอกจากนี้มีงานอีกเป็นจำนวนมากที่ต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ซึ่งมีความเร็วสูง เช่น งานควบคุมขีปนาวุะ งานควบคุมทางอวกาศ งานประมวลผลภาพทางการแพทย์ งานด้านวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะทางด้านเคมี เภสัชวิทยา และงานด้านวิศวกรรมการออกแบบ

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็ว และมีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพิวเตอร์ชนิดอื่น การที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็ว เพราะมีการพัฒนาให้มีโครงสร้างการคำนวณพิเศษ เช่นการคำนวณแบบขนานที่เรียกว่า เอ็มพีพี (Massively Parallel Processing : MPP) ซึ่งเป็นการคำนวณที่กระทำกับข้อมูลหลาย ๆ ตัวในเวลาเดียวกัน

ความหมายและลักษณะของคอมพิวเตอร์

           ความหมายและลักษณะของคอมพิวเตอร์

           คอมพิวเตอร์ คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ (computer นิยมอ่านในภาษาไทยว่า คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ ที่มีความสามารถในการคำนวณอัตโนมัติตามคำสั่ง ส่วนที่ใช้ประมวลผลเรียกว่าหน่วยประมวลผล ชุดของคำสั่งที่ระบุขั้นตอนการคำนวณเรียกว่าโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ออกมานั้นอาจเป็นได้ทั้ง ตัวเลข ข้อความ รูปภาพ เสียง หรืออยู่ในรูปอื่น ๆ อีกมากมาย

                  ลักษณะทางกายภาพของคอมพิวเตอร์นั้นมีหลากหลาย มีทั้งขนาดที่ใหญ่มากจนต้องใช้ห้องทั้ง                               ห้องในการบรรจุ และขนาดเล็กจนวางได้บนฝ่ามือ การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์สามารถจัดแบ่งได้ตามขนาดทางกายภาพเป็นสำคัญ ซึ่งมักจะแปลผันกับประสิทธิภาพความเร็วในการประมวลผล โดยขนาดคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเรียกว่า ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ใช้กับการคำนวณผลทางวิทยาศาสตร์ ขนาดรองลงมาเรียกว่า เมนเฟรม มักใช้ในบริษัทขนาดใหญ่ที่ต้องมีการประมวลผลธุรกรรมทางธุรกิจจำนวนมากๆ สำหรับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้ในระดับบุคคลเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่พกพาได้เรียกว่า คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก ส่วนคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่สามารถวางบนฝ่ามือได้เรียกว่า พีดีเอ อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์มีใช้กันอย่างกว้างขวางมาก ซึ่งมีอุปกรณ์หลายๆชนิดได้นำคอมพิวเตอร์ไปใช้เป็นกลไกหลักในการทำงาน เช่น กล้องดิจิทัล เครื่องเล่นเอ็มพีสาม หรือในรถยนต์เองก็มีคอมพิวเตอร์ที่ใช้ช่วยในการตรวจสอบระบบการทำงานของเครื่องยนต์

ประวัติของคอมพิวเตอร์

1.                                                                                          ประวัติของคอมพิวเตอร์

      เครื่องคอมพิวเตอร์นับได้ว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีความสลับซับซ้อน ( Conplexity ) น่าอัศจรรย์ที่มีความสามารถยิ่ง ซึ่งนับวันจะสูงขึ้นด้วยเทคโนโลยีที่พัฒนาก้าวไปอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับอดีต คอมพิวเตอร์นับว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่มีประวัติศาสตร์อันน่าศึกษา เริ่มจากเดิมมนุษย์ดำเนินชีวิตโดยไม่มีการบันทึก จนกระทั่งการพาณิชย์มีการพัฒนาขึ้น พ่อค้าชาวแบบีลอน (Babylonian) ได้มีการจดบันทึกข้อมูลต่างๆ ลงบน clay tablets สำหรับการคำนวณ อุปกรณ์คำนวณในยุคแรกได้แก่ ลูกคิด ซึ่งปัจจุบันก็ยังมีใช้อยู่

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 ) ในที่สุด

ถ้าจะจำแนกยุคของคอมพิวเตอร์ ( 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" ในยุคนี้

จากอดีตถึงปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ได้พัฒนามาอย่างรวดเร็วทำให้วิทยาการด้านคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา กล่าวได้ว่าโลกของวิทยาการคอมพิวเตอร์นั้นมีการเคลื่อนไหวเสมอ ( dynamics) และไม่ค่อยยืดหยุ่น ( rigid ) มากนัก เช่น ถ้ามีความผิดพลาดเพียงเล็กน้อย บางครั้งอาจเป็นบ่อเกิดปัญหาที่ใหญ่โตมหาศาลได้ นอกจากนี้ยังนับได้ว่าเป็นโลกที่ควบคุมไม่ได้ หรือสามารถจัดการได้น้อย กล่าวคือ ทันทีที่ทำงานด้วยโปรแกรม เครื่องก็ปฏิบัติงานไปตามโปรแกรมด้วยตนเอง ขณะนั้นมนุษย์ไม่สามารถควบคุมได้

ประวัติ

ประวัติส่วนตัว

ชื่อ ด.ญ. อทิตยา  ปานยืน  ม. 1/2  เลขที่ 45

เกิดวันที่  1  กรกฎาคม  พ.ศ. 2544  อายุ  13  ปี  

เคยศึกษาที่  โรงเรียนเทศบาล ๕ เทศบาลนครสุราษฎร์

ปัจจุบันศึกษาที่  โรงเรียนสุราษฎร์พิทยา