คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

ประวัติคอมพิวเตอร์
    - แรกเริ่มมนุษย์ดำเนินชีวิตโดยไม่มีการบันทึกสิ่งใด มาจนกระทั่งได้มีการติดต่อค้าขายของพ่อค้าชาวแบบีลอน(Babylonian) การจดบันทึกข้อมูลต่างๆ ลงบน clay tabletsจึงได้ถือกำเนิดขึ้น และอุปกรณ์ที่ช่วยในการคำนวนระหว่างการติดต่อซื้อขายก็ได้ถือกำเนิดขึ้นเช่นกัน อุปกรณ์คำนวณในยุคแรกได้แก่ ลูกคิด(abacus)ซึ่งก็ยังคงใช้กันต่อๆ มาจนถึงปัจจุบัน




clay tablets (แผ่นดินเหนียว)







ลูกคิด (abacus)


     - ประวัติคอมพิวเตอร์ ดำเนินมาถึง ปี พ.ศ. 2185 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ Blaise Pascal (แบลส ปาสกาล) ได้สร้างเครื่องกลสำหรับการคำนวณชื่อ pascaline





Blaise Pascal





เครื่องกลสำหรับการคำนวณชื่อ pascaline

    - ต่อมาในปี พ.ศ. 2215 เครื่องกล pascaline ของ Blaise Pasca ได้ถูกพัฒนาเพิ่มเติมโดย Gottfried Von Leibniz นักคณิตศาสตร์ชาวเยอร์มันโดยเพิ่มสามารถในการ บวก ลบ คูณ หาร และถอดรากได้ แต่ก็ไม่มีผู้ใดทราบว่าเครื่อง pascaline ที่ถูกพัฒนาเพิ่มเติมเครื่องนี้มีความสามารถในการคำนวนแม่นยำเพียงใด






Gottfried Von Leibniz


    - ปี พ.ศ. 2336 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ Charles Babbage ได้สร้างจักรกลที่มีชื่อว่า difference engine ที่มีฟังก์ชันทางตรีโกณมิติต่างๆ โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร์ และและต่อมาก็ได้สร้าง analytical engine ที่มีหลักคล้ายเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไปในปัจจุบัน จากผลงานดังกล่าว Charles Babbage ถูกยกย่องว่าเป็นบิดาของคอมพิวเตอร์และเป็นผู้ริเริ่มวางรากฐานคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน





Charles Babbage






difference engine







analytical engine


    - ปี พ.ศ. 2439 Herman Hollerith ได้คิดบัตรเจาะรูและเครื่องอ่านบัตร





Herman Hollerith






บัตรเจาะรู

    - จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2480 Howard Aiken สร้างเครื่องกล automatic calculating machine ขึ้น จุดประสงค์ของเครื่องกลชิ้นนี้ก็คือ เพื่อเชื่อมโยงเทคโนโลยีทั้งทาง electrical และ mechanical เข้ากับบัตรเจาะรูของ Hollerith และด้วยความช่วยเหลือของนักศึกษาปริญญาและวิศวกรรมของ IBM ทีมงานของ Howard ก็ประดิษฐ automatic calculating machine สำเร็จในปี พ.ศ. 2487 โดยใช้ชื่อว่า MARK I โดยการทำงานภายในตัวเครื่องจะถูกควบคุมอย่างอัตโนมัติด้วย electromagnetic relays และ arthmetic counters ซึ่งเป็น mechanical ดังนั้น MARK I จึงนับเป็น electromechanical computers





Howard Aiken






MARK I

    - และต่อมา Dr. John Vincent Atanasoff และ Clifford Berry ได้ประดิษฐเครื่อง ABC (Atanasoff-Berry Computer) โดยใช้ หลอดสูญญากาศ (vacuum tubes)





เครื่อง ABC (Atanasoff-Berry Computer)


    - ปี พ.ศ. 2483 Dr.John W. Mauchy และ J. Presper Eckert Jr. ได้ร่วมกันพัฒนา electronic computer โดยอาศัยหลักการออกแบบบนพื้นฐานของ Dr. Atanasoff electronic computer เครื่องแรกมีชื่อว่าENIAC แม้จะเป็นelectronic computer แต่ENIACก็ยังไม่สามารถเก็บโปรแกรมได้(stored program) จึงได้มีการพัฒนาเป็นเครื่อง EDVAC ซึ่งอาศัยหลักการ stored program สมบูรณ์และได้มีการพัฒนาเป็นเครื่อง EDSAC และท้ายสุดก็ได้พัฒนาเป็นเครื่อง UNIVAC(Universal Automatic Computer) ในเวลาต่อมา





ENIAC







EDVAC






EDSAC







UNIVAC


    ในท้ายที่สุด หากจะจำแนกประวัติคอมพิวเตอร์ตามยุคของคอมพิวเตอร์(Computer generations) โดยแบ่งตามเทคโนโลยีของตัวเครื่องและเทคโนโลยีการเก็บข้อมูล ก็สามารถจะจัดแบ่งตามวิวัฒนาการได้ 4 ยุคด้วยกัน คือ

    ยุคแรกเป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของหลอดสูญญากาศ และการเก็บข้อมูลเป็นแบบบัตรเจาะรู

    ยุคที่สอง เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของทรานซิสเตอร์ และการเก็บข้อมูลเป็นแบบเทป ลักษณะเป็นกรรมวิธีตามลำดับ(Sequential Processing)

    ยุคที่สาม เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของไอซี(integrated circuit, IC) และการเก็บข้อมูลเป็นแบบจานแม่เหล็ก ลักษณะเป็นการทำงานหลายโปรแกรมพร้อมกัน (Multiprogramming) และออนไลน์(on-line)

    ยุคที่สี่ เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้เทคโนโลยีของวงจรรวมขนาดใหญ่ (Large-scale integration, LSI) ของวรจรไฟฟ้า ผลงานจากเทคโนโลยีนี้คือ ไมโครโปรเซสเซอร์ (microprocessor ) กล่าวได้ว่าเป็น "Computer on a chip" ในยุคนี้

     จะเห็นได้ว่าวิวัฒนาการจากอดีตถึงปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ได้ถูกพัฒนาต่อๆ กันมาอย่างรวดเร็วทำให้วิทยาการด้านคอมพิวเตอร์ มีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา อาจกล่าวได้อีกว่าโลกของวิทยาการคอมพิวเตอร์นั้นมี การเคลื่อนไหวเสมอ(dynamics) แต่การรพัฒนาดังกล่าวกลับไม่ค่อยยืดหยุ่น(rigid)มากนัก เพราะหากเกิดความผิดพลาด ในกลไกเพียงเล็กน้อย บางครั้งก็อาจเป็นบ่อเกิดปัญหาที่ใหญ่โตมหาศาลได้ นอกจากนี้การพัฒนาคอมพิวเตอร์ยังนับได้ว่าเป็นโลกที่ควบคุมไม่ได้ หรือสามารถจัดการได้น้อย กล่าวคือ ทันทีที่คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยโปรแกรม เครื่องก็ปฏิบัติงานไปตามโปรแกรมด้วยตนเอง และขณะที่เครื่องทำงานอยู่นั้นมนุษย์จะไม่สามารถควบคุมได้

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

  

คอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ทำงานแทนมนุษย์ ในด้านการคิดคำนวณและสามารถจำข้อมูล ทั้งตัวเลขและตัวอักษรได้เพื่อการเรียกใช้งานในครั้งต่อไป  นอกจากนี้ ยังสามารถจัดการกับสัญลักษณ์ได้ด้วยความเร็วสูง โดยปฏิบัติตามขั้นตอนของโปรแกรม คอมพิวเตอร์ยังมีความสามารถในด้านต่างๆ อีกมาก อาทิเช่น การเปรียบเทียบทางตรรกศาสตร์ การรับส่งข้อมูล การจัดเก็บข้อมูลในตัวเครื่องและสามารถประมวลผลจากข้อมูลต่างๆ ได้

ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

    โดยหลักการแล้ว ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ที่ทำงานตามหน้าที่ 4 ส่วนด้วยกัน คือ

    1.) ส่วนรับข้อมูล (Input Unit)
    2.) ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit)
    3.) ส่วนแสดงผล (Output Unit)
    4.) หน่วยความจำ (Memory Unit)

1.) ส่วนรับข้อมูล (Input Unit)

    ส่วนรับข้อมูล (Input Unit) เป็น ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลจากคน และส่งต่อข้อมูลไปยัง หน่วยประมวลผล(Process Unit) เพื่อทำการประมวลผลต่อไป รูปแบบการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์รับข้อมูลจะอยู่ในรูปของการส่งสัญญาณเป็นรหัสดิจิตอล (หรือเป็นเลข 0 กับ 1) นั่นเอง อุปกรณ์ส่วนรับข้อมูล ได้แก่

    - คีย์บอร์ด (keyboard)


    - เมาส์ (mouse)


    - สแกนเนอร์ (scanner)


    - อุปกรณ์สแกนลายนิ้วมือ (finger scan)



    - ไมโครโฟน(microphone)



    - กล้องเว็บแคม (webcam)


    อุปกรณ์ใน ส่วนรับข้อมูล ยังมีอีกมากมายและสามารถจะยังมีเพิ่มตามขึ้นไปเรื่อยๆ ตามการพัฒนาด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

2.) ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit)

    ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่รับมาจาก ส่วนรับข้อมูล(Input Unit) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ อีกทั้งยังทำหน้าที่ในการควบคุมการทำงานต่างๆ ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์

3.) หน่วยแสดงผล (Output Unit)

    หน่วยแสดงผล (Output Unit) เป็นหน่วยที่แสดงผลลัพธ์ที่มาจากการประมวลผลข้อมูล ของส่วนประมวลผลข้อมูล โดยปกติรูปแบบของการแสดงผล มีอยู่ 2 แบบ ด้วยกันคือ แบบที่สามารถเก็บไว้ดูภายหลังได้ และแบบที่ไม่มีสำเนาเก็บไว้

    - แบบที่สามารถเก็บไว้ดูภายหลังได้ เช่น เครื่องพิมพ์ (Printer) และ เครื่องวาด (Plotter)

เครื่องพิมพ์ (Printer)


เครื่องวาด (Plotter)


    - แบบที่ไม่มีสำเนาเก็บไว้ เช่น จอภาพ(Monitor) , เครื่องฉายภาพ(LCD Projector) และ ลำโพง (Speaker)


จอภาพ (monitor)


เครื่องฉายภาพ (LCD Projector)

4.) หน่วยความจำ (Memory Unit)

    หน่วยความจำ (Memory Unit) อุปกรณ์เก็บสถานะข้อมูลและชุดคำสั่ง เพื่อการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ แบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ หน่วยความจำชั่วคราวและหน่วยความจำถาวร


    - หน่วยความจำชั่วคราว คือ แรม (RAM: Random Access Memory)เป็นหน่วยความจำที่ใช้ขณะคอมพิวเตอร์ทำงาน ข้อมูลและชุดคำสั่งจะหายไปทุกครั้งที่เราปิดเครื่อง


RAM

    - หน่วยความจำถาวรหรือ หน่วยความจำหลัก ได้แก่ ฮาร์ดดิสก์ Hard Disk ที่ใช้ในการเก็บข้อมูล และ รอม (ROM: Read Only Memory) ที่ใช้ในการเก็บค่าไบออส หน่วยความจำถาวรจะใช้ในการเก็บข้อมูลของเครื่องคอมพิวเตอร์และจะไม่สูญหายเมื่อปิดเครื่อง


Harddisk

 

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ เราได้ประโยชน์อะไรจากการเรียนคอมพิวเตอร์

1. ทันสมัย / ทันเหตุการณ์ / ทันข้อมูลข่าวสาร / ทันโลก ช่วยให้เราสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ทั่วโลก
2. ช่วยให้การเรียน การทำงาน ทันสมัยและไรับความสะดวกมากยิ่งขึ้น เช่น ได้เรียนรู้จากสื่อที่ทันสมัยที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์
    ที่เรียกว่า โปรแกรม CAI
3. เป็นแหล่งการเรียนรู้ที่ดีเยี่ยม ช่วยในการค้นคว้าหาความรู้เป็นห้องสมุดขนาดใหญ่
4. ช่วยรับ - ส่งข่าวสารได้อย่างรวดเร็ว
5. ช่วยผ่อนคลายความตึงเครียด เช่น เกม ดูภาพยนตร์ ฟังเพลง ร้องเพลง
6. ช่วยสร้างงานศิลปะ ออกแบบชิ้นงานได้อย่างสร้างสรรค์ สวยงาม
 ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
1. ประโยชน์ทางตรง
        ช่วยให้มนุษย์ทำงานได้โดยตรงคือคอมพิวเตอร์ทำงานได้เที่ยงตรง รวดเร็ว ไม่เหน็ดเหนื่อย ช่วยผ่อนแรงมนุษย์ ในด้านต่าง ๆ
เช่น ด้านการคำนวณ พิมพ์งาน บันทึกข้อมูล ประมวลผล ไม่ว่าจะเป็นหน่วยงานในแวดวงใน หากนำคอมพิวเตอร์เข้าช่วยงาน
จะช่วยแบ่งเบาภาระงานได้เป็นอย่างดีและมีประสิทธิภาพ

2. ประโยชน์ทางอ้อม
        คอมพิวเตอร์ช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิต เช่น ช่วยในการเรียนรู้ให้ความปันเทิงความรู้ ช่วยงานบันเทิงพัฒนางานด้านต่าง ๆ
เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีอันส่งผลให้ความเป็นอยู่ของมนุษย์ดีขึ้น เป็นต้น