บทที่ 1 การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

พื้นฐานความรู้ที่ควรมี

   1. อธิบายความหมายบของ อนาล็อค และดิจิตอลคอมพิวเตอร์ได้

   2. อธิบายถึงชนิดของคอมพิวเตอร์แบบต่างๆ ได้

   3. สามารถบอกถึงขั้นตอนและวิธีการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ได้

   4. อธิบายถึงประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ได้

1.1 บทนำ

          เมื่อพิจารณาศัพท์คำว่า "คอมพิวเตอร์" ถ้าจะแปลตรงตามตัวคำภาษาอังกฤษจะหมายถึงเครื่องคำนวณ ดังนั้นถ้ากล่าวอย่างกว้างๆ เครื่องคำนวณที่มีส่วนประกอบเป็นเครื่องกลไกหรือเครื่องไฟฟ้า ต่างก็จัดเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ทั้งสิ้น ลูกคิดที่สมัยก่อนเคยใช้กันในร้านค้า ไม้บรรทัดคำนวณ (Slide Rule) ซึ่งถือเป็นเครื่องมือประจำตัววิศวกรในยุค 40 กว่าปีก่อน หรือ เครื่องคิดเลขล้วนเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งหมด

รูปที่ 1 แสดงรูปภาพ

(ที่มา:http://53010515009k4.blogspot.com/)

1.2 ความหมายของคอมพิวเตอร์

          ในปัจจุบันความหมายของคอมพิวเตอร์จะระบุเฉพาะเจาะจง หมายถึง เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผล และเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พศ. 2542 ได้ให้จำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ว่า เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์ การจำแนกคอมพิวเตอร์ตามลักษณะวิธีการทำงานภายในเครื่องคอมพิวเตอร์อาจแบ่งได้ 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ อนาล็อกคอมพิวเตอร์ (Analog computer) และดิจิตอลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer)

1.3 อนาล็อกคอมพิวเตอร์ (Analog Computer)

          อนาล็อกคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักการในการคำนวณแต่จะใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทน ไม่บรรทัดคำนวณ อาจถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของอนาล็อกคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ค่าตัวเลขตามแนวความยาวไม้บรรทัดเป็นหลักในการคำนวณ โดยไม้บรรทัดคำนวณจะมีขีดตัวเล็กกำกับอยู่ เมื่อไม้บรรทัดหลายอันมาประกอบรวมกัน การคำนวณผล เช่น การคูณ จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามตัวเลขของตัวตั้งและตัวคูณของขีดตัวเลขชุดหนึ่ง แล้วไปอ่านผลคูณของขีดตัวเลขอีกชุดหนึ่ง อนาล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าจะแทนขีดตัวเลขแนวยาวของไม้บรรทัด

          อนาล็อกคอมพิวเตอร์ จะมีลักษณะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำ และเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์จึงเหมาะสำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่อยู่ในรูปของสมการคณิตศาสตร์ เช่น การจำลองการบิน การศึกษาการสั่นสะเทือนของตึกเนื่องจากแผ่นดินไหวข้อมูลตัวแปรนำเข้าอาจเป็นอุณหภูมิความเร็วหรือความดันอากาศซึ่งจะต้องแปลงให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้าเพื่อนำเข้าอนาล็อกคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเป็นแรงดันไำฟฟ้าแปรกับเวลาซึ่งต้องแปลงกลับไปเป็นค่าของตัวแปร ที่กำลังศึกษา

          ในปัจจุบันไม่ค่อยพบเห็นอนาล็อกคอมพิวเตอร์เท่าไรนัก เพราะผลการคำนวณมีความละเอียดน้อย ทำให้มีขีดจำกัดใช้ได้กับงานเฉพาะอย่างเท่านั้น

รูปที่ 2 แสดงภาพอนาล็อกคอมพิวเตอร์

(ที่มา:http://epalrotyh.wordpress.com/2013/07/01/%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B9%80%E0%B8%A0%E0%B8%97%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%84%E0%B8%AD%E0%B8%A1%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B8%A7%E0%B9%80%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C/)

1.4 ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer)

          คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปในปัจจุบัน จัดเป็นดิจิตอลคอมพิวเตอร์แทบจะทั้งหมด ดิจิตอลคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานเกี่ยวกับตัวเลข มีหลักการคำนวณที่ไม่ใช่แบบไม้บรรทัดคำนวณ เป็นแบบลูกคิดคือ หลักหน่วย หลักสิบ หลักร้อย และสูงขึ้นไปเรื่อยๆ เป็นระบบเลขฐานสิบที่แทนตัวเลขจากศูนย์ถึงเก้าได้สิบตัวตามระบบตัวเลขที่ใช้ในชีวิตประจำวัน

          ค่าตัวเลขของการคำนวณในดิจิตอลคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นหลักเช่นเดียวกันแต่จะเป็นระบบเลขฐาน 2 ที่มีสัญลักษณ์ตัวเลขเพียง 2 ตัว คือเลข 0 กับเลข 1 เท่านั้น โดยสัญลักษณ์ตัวเลขทั้งสองตัวนี้จะแทนลักษณะการทำงานภายในซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน การคำนวณภายในดิจิตอลคอมพิวเตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสองทั้งหมด ดังนั้น เลขฐานสิบที่เราใช้และคุ้นเคยจะถูกแปลงไปเป็นระบบเลขฐานสองเพื่อการคำนวณภายในคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ก็ยังคงเป็นเลขฐานสองอยู่ ซึ่งคอมพิวเตอร์จะแปลงเลขฐานสองให้เป็นเลขฐานสิบเพื่อแสดงผลให้ผู้ใช้เข้าใจง่าย

1.5 ชนิดของคอมพิวเตอร์

ชนิดของคอมพิวเตอร์

          พัฒนาการทางคอมพิวเตอร์ได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง จากอดีตเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้หลอดสุญญากาศขนาดใหญ่ ใช้พลังงานไฟฟ้ามาก และอายุการใช้งานต่ำ เปลี่ยนมาใช้ทรานซิสเตอร์ที่ทำจากชินซิลิกอนเล็ก ๆ ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ และผลิตได้จำนวนมาก ราคาถูก ต่อมาสามารถสร้างทรานซิสเตอร์จำนวนหลายแสนตัวบรรจุบนชิ้นซิลิกอนเล็ก ๆ เป็นวงจรรวมที่เรียกว่า ไมโครชิป (microchip) และใช้ไมโครชิปเป็นชิ้นส่วนหลักที่ประกอบอยู่ในคอมพิวเตอร์ ทำให้ขนาดของคอมพิวเตอร์เล็กลง         
          ไมโครชิปที่มีขนาดเล็กนี้สามารถทำงานได้หลายหน้าที่ เช่น ทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำสำหรับเก็บข้อมูล ทำหน้าที่เป็นหน่วยควบคุมอุปกรณ์รับเข้าและส่งออก หรือทำหน้าที่เป็นหน่วยประมวลผลกลาง ที่เรียกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ ไมโครโพรเซสเซอร์ หมายถึงหน่วยงานหลักในการคิดคำนวณ การบวกลบคูณหาร การเปรียบเทียบ การดำเนินการทางตรรกะ ตลอดจนการสั่งการเคลื่อนข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง หน่วยประมวลผลกลางนี้เรียกอีกอย่างว่า ซีพียู (Central Processing Unit : CPU)
           การพัฒนาไมโครชิปที่ทำหน้าที่เป็นไมโครโพรเซสเซอร์มีการทำอย่างต่อเนื่องทำให้มีคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ๆ ที่ดีกว่าเกิดขึ้นเสมอ จึงเป็นการยากที่จะจำแนกชนิดของคอมพิวเตอร์ออกมาอย่างชัดเจน เพราะเทคโนรวดเร็ว ขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอาจมีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพวิเตอร์ขนาดใหญ๋ แต่อย่างไรกก็ตามพอจะจำแนกชนิดของคอมพิวเตอร์ตามสภาพการทำงานของระบบเทคโนโลยีที่ประกอบอยู่และสภาพการใช้งานดังนี้
                        1) ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer)
                        2) สถานีงานวิศกรรม (Engineering Workstation)

                        3) มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer)
                        4) เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer)
                        5) ซูเปอร์คอมพิวเตอร์หรือคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (Super Computer)

ไมโครคอมพิวเตอร์

          ไมโครคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็ก บางคนเห็นว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานส่วนบุคคล หรือเรียกว่า พีซี (Personal Computer : PC) สามารถใช้เป็นเครื่องต่อเชื่อมในเครือข่าย หรือใช้เป็นเครื่องปลายทาง (terminal) ซึ่งอาจจะทำหน้าที่เป็นเพียงอุปกรณ์รับและแสดงผลสำหรับป้อนข้อมูลและดูผลลัพธ์ โดยดำเนินการการประมวลผลบนเครื่องอื่นในเครือข่าย
          อาจจะกล่าวได้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยประมวลผลกลางเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ใช้งานง่าย ทำงานในลักษณะส่วนบุคคลได้ สามารถแบ่งแยกไมโครคอมพิวเตอร์ตามขนาดของเครื่องได้ดังนี้

คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ

          คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้บนโต๊ะ โดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่กว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลชนิดอื่นๆ คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะประกอบด้วยชิ้นส่วนที่แยกออกจากกัน ส่วนประกอบหลักที่เรียกว่า หน่วยระบบ มักจะเป็นเครื่องทรงสี่เหลี่ยมซึ่งวางอยู่บนหรือใต้โต๊ะ ส่วนประกอบอื่นๆ เช่น จอภาพ เมาส์ และแป้นพิมพ์ จะเชื่อมต่อกับหน่วยระบบ

 

รูปที่ 3 แสดงภาพคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ

(ที่มา:http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type1/tech03/18/kindofcom.html)

คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป

          คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป เป็นพีซีแบบเคลื่อนที่ได้ มีน้ำหนักเบาและมีหน้าจอที่บาง หรือมักจะเรียกกันว่า คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก เพราะมีขนาดเล็ก แล็ปท็อปสามารถทำงานโดยใช้แบตเตอรี ดังนั้นคุณจึงสามารถนำแล็ปท็อปไปได้ทุกที่ อย่างไรก็ตาม แล็ปท็อปจะไม่เหมือนคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ เนื่องจากจะรวม CPU หน้าจอ และแป้นพิมพ์ไว้อยู่ในตัวเครื่องเดียวกัน หน้าจอจะพับลงบนแป้นพิมพ์เมื่อไม่ได้ใช้งาน

รูปที่ 4 แสดงภาพคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป





(ที่มา:http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type1/tech03/18/kindofcom.html)

คอมพิวเตอร์มือถือ

          คอมพิวเตอร์มือถือ หรือที่เรียกว่า เครื่องช่วยงานส่วนบุคคลแบบดิจิทัล (PDA) เป็นคอมพิวเตอร์ที่ทำงานด้วยแบตเตอรีและเล็กพอที่จะพกพาไปได้ทุกที่ แม้ว่าประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์มือถือจะไม่เท่ากับคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะหรือแล็ปท็อป แต่คอมพิวเตอร์มือถือก็มีประโยชน์สำหรับการกำหนดการนัดหมาย การเก็บที่อยู่และหมายเลขโทรศัพท์ รวมถึงการเล่นเกมต่างๆ คอมพิวเตอร์มือถือบางเครื่องมีประสิทธิภาพสูงกว่านั้น เช่น สามารถใช้โทรศัพท์หรือใช้อินเทอร์เน็ตได้ แทนที่จะใช้แป้นพิมพ์ คอมพิวเตอร์มือถือมีหน้าจอสัมผัสที่คุณสามารถใช้โดยใช้นิ้วมือ หรือ สไตลัส (อุปกรณ์ชี้ที่มีรูปร่างเหมือนปากกา)

รูปที่ 5 แสดงภาพคอมพิวเตอร์มือถือ

(ที่มา:http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type1/tech03/18/kindofcom.html)

สถานีงานวิศวกรรม

          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

รูปที่ 6 แสดงภาพสถานีวิศวกรรมด้วยเครื่อง IBM RS/6000

(ที่มา:http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet1/hardware/index2.htm)

มินิคอมพิวเตอร์

         
         มินิคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องที่สามารถใช้งานพร้อม ๆ กันได้หลายคน จึงมีเครื่องปลายทางต่อได้ มินิคอมพิวเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงกว่าสถานีงานวิศวกรรม นำมาใช้สำหรับประมวลผลในงานสารสนเทศขององค์การขนาดกลาง จนถึงองค์การขนาดใหญ่ที่มีการวางระบบเป็นเครือข่ายเพื่อใช้งานร่วมกัน เช่น งานบัญชีและการเงิน งานออกแบบทางวิศวกรรม งานควบคุมการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม
          มินิคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณืที่สำคัญในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การที่เรียกว่าเครื่อให้บริการ (server) มีหน้าที่ให้บริการกับผู้ใช้บริการ (client) เช่น ให้บริการแฟ้มข้อมูล ให้บริการข้อมูล ให้บริการช่วยในการคำนวณ และการสื่อสาร

รูปที่ 7 แสดงภาพของมินิคอมพิวเตอร์

(ที่มา:http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet1/hardware/index2.htm)

เมนเฟรมคอมพิวเตอร์

        
          เมนเฟรมคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีการพัฒนามาตั้งแต่เริ่มแรก เหตุที่เรียกว่า เมนเฟรมคอมพิวเตอร์เพราะตัวเครื่องประกอบด้วยตู้ขนาดใหญ่ที่ภายในตู้มีชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ อยู่เป็นจำนวนมาก แต่อย่างไรก็ตามในปัจจุบันเมนเฟรมคอมพิวเตอร์มีขนาดลดลงมาก
          เมนเฟรมเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงมาก มักอยู่ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์หลักขององค์การ และต้องอยู่ในห้องที่มีการควบคุมอุณหภูมิและมีการดูแลรักษาเป็นอย่างดี
          บริษัทผู้ผลิตเมนเฟรมได้พัฒนาขีดความสามารถของเครื่องให้สูงขึ้น ข้อเด่นของการใช้เมนเฟรมอยู่ที่งานที่ต้องการให้มีระบบศูนย์กลาง และกระจายการใช้งานไปเป็นจำนวนมาก เช่น ระบบเอทีเอ็มซึ่งเชื่อมต่อกับฐานข้อมูลที่จัดการโดยเครื่องเมนเฟรม อย่างไรก็ตามขนาดของเมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์ก็ยากที่จะจำแนกจากกันให้เห็นชัด
          ปัจจุบันเมนเฟรมได้รับความนิยมน้อยลง ทั้งนี้เพราะคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กมีประสิทธิภาพและความสามารถดีขึ้น ราคาถูกลง ขณะเดียวกันระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ก็ดีขึ้นจนทำให้การใช้งานบนเครือข่ายกระทำได้เหมือนการใช้งานบนเมนเฟรม


รูปที่ 8 แสดงภาพของเมนเฟรมคอมพิวเตอร์

(ที่มา:http://www.ipesp.ac.th/learning/technology/html/shap%204/bot4-3.html)

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์

          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

รูปที่ 9 แสดงภาพซูเปอร์คอมพิวเตอร์

(ที่มา:http://nuttapongko.wordpress.com/2011/08/25/the-perfect-egg-timer-4/)

1.6 การทำงานของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตาม จะมีลักษณะการทำงานของส่วนต่างๆ ที่มีความสัมพันธ์กันเป็รกระบวนการ โดยมีองค์ประกอบพื้นฐานหลักคือ Input Process และ Output ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดังภาพ

ขั้นตอนที่ 1 : รับข้อมูลเข้า (Input)

เริ่มต้นด้วยการนำข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถผ่านทางอุปกรณ์ชนิดต่างๆ แล้วแต่ล่ะชนิดของข้อมูลที่จะป้อนเข้าไป เช่น ถ้าเป็นการพิมพ์ข้อมูลจะใช้แผงแป้นพิมพ์ (Keyboard) เพื่อพิมพ์ข้อความหรือโปรแกรมเข้าเครื่อง ถ้าเป็นการเขียนภาพจะใช้เครื่องอ่านพิกัดภาพกราฟิค (Graphics Tablet) โดยมีปากกาชนิดพิเศษสำหรับเขียนภาพ หรือ ถ้าเป็นการเล่นเกมส์ก็จะมีก้านควบคุม (Joystick) สำหรับเคลื่อนตำแหน่งของการเล่นบทจอภาพ เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 2 : ประมวลผลข้อมูล (Process)

เมื่อนำข้อมูลเข้ามาแล้ว เครื่องจะดำเนินการกับข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับมาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ การประมวลผลอาจจะมีได้หลายอย่าง เช่น นำข้อมูลมาหาผลรวม นำข้อมูลมาจัดกลุ่ม นำข้อมูลมาหาค่าที่มากที่สุด หรือน้อยที่สัด เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 3 : แสดงผลลัพธ์ (Output)

เป็นการนำผลลัพธ์จากการประมวลผลมาแสดงให้ทราบทางอุปกรณ์ที่กำหนดไว้ โดยทั่วไปจะแสดงผ่านทางจอภาพ หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า "จอมอนิเตอร์" (Monitor) หรือจะพิมพ์ข้อมูลออกทางกระดาษโดยใช้เครื่องพิมพ์ก็ได้

1.7 วัตถุประสงค์ของคอมพิวเตอร์

          เครื่องคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้มีจุดเด่น 4 ประการ เพื่อทดแทนข้อจำกัดของมนุษย์ เรียกว่า 4 S special ดังนี้

          1. หน่วยเก็บข้อมูล (Storage) หมายถึง ความสามารถในการเก็บข้อมูลจำนวนมากและเป็นเวลานาน นับเป็นจุดเด่นทางโครงสร้างและเป็นหัวใจของการทำงานแบบอัตโนมัติของเครื่องคอมพิวเตอร์ ทั้งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องด้วย

          2. ความเร็ว (Speed) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูล (Processing Speed) โดยใช้เวลาน้อย เป็นจุดเด่นทางโครงสร้างที่ผู้ใช้ทั่วไปมีส่วนเกี่ยวข้องน้อยที่สุด เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สำคัญส่วนหนึ่งเช่นกัน

          3. ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลตามลำดับขั้นตอนได้อย่างถูกต้องและต่อเนื่องอย่างอัตโนมัติ โดยมนุษย์มีส่วนเกี่ยวข้องเฉพาะในขั้นตอนการกำหนดโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลก่อนการประมวลผลเท่านั้น

          4. ความน่าเชื่อถือ (Sure) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ถูกต้อง ความน่าเชื่อถือนับเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ความสามารถนี้เกี่ยวข้องกับโปรแกรมคำสั่ง และข้อมูลที่มนุษย์กำหนดให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง กล่าวคือ หากมนุษย์ป้อนข้อมูลที่ไม่ถูกต้องให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ย่อมได้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องด้วยเช่นกัน

1.8 ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

จากการที่คอมพิวเตอร์มีลักษณะเด่นหลายประการ ทำให้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตประจำวันในสังคมเป็นอย่างมาก  ที่พบเห็นได้บ่อยที่สุดก็คือ การใช้ในการพิมพ์เอกสารต่างๆ เช่น พิมพ์จดหมาย รายงาน เอกสารต่างๆ ซึ่งเรียกว่างานประมวลผล ( word processing ) นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในด้านต่างๆ อีกหลายด้าน ดังต่อไปนี้

          1. งานธุรกิจ เช่น บริษัท ร้านค้า ห้างสรรพสินค้า ตลอดจนโรงงานต่างๆ ใช้คอมพิวเตอร์ในการทำบัญชี งานประมวลคำ และติดต่อกับหน่วยงานภายนอกผ่านระบบโทรคมนาคม นอกจากนี้งานอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ก็ใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยในการควบคุมการผลิต และการประกอบชิ้นส่วนของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โรงงานประกอบรถยนต์ ซึ่งทำให้การผลิตมีคุณภาพดีขึ้นบริษัทยังสามารถรับ หรืองานธนาคาร ที่ให้บริการถอนเงินผ่านตู้ฝากถอนเงินอัตโนมัติ ( ATM ) และใช้คอมพิวเตอร์คิดดอกเบี้ยให้กับผู้ฝากเงิน และการโอนเงินระหว่างบัญชี เชื่อมโยงกันเป็นระบบเครือข่าย

          2. งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุข สามารถนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในนำมาใช้ในส่วนของการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อน เช่น งานศึกษาโมเลกุลสารเคมี วิถีการโคจรของการส่งจรวดไปสู่อวกาศ  หรืองานทะเบียน การเงิน สถิติ และเป็นอุปกรณ์สำหรับการตรวจรักษาโรคได้ ซึ่งจะให้ผลที่แม่นยำกว่าการตรวจด้วยวิธีเคมีแบบเดิม และให้การรักษาได้รวดเร็วขึ้น

          3. งานคมนาคมและสื่อสาร ในส่วนที่เกี่ยวกับการเดินทาง จะใช้คอมพิวเตอร์ในการจองวันเวลา ที่นั่ง ซึ่งมีการเชื่อมโยงไปยังทุกสถานีหรือทุกสายการบินได้ ทำให้สะดวกต่อผู้เดินทางที่ไม่ต้องเสียเวลารอ อีกทั้งยังใช้ในการควบคุมระบบการจราจร เช่น ไฟสัญญาณจราจร และ การจราจรทางอากาศ หรือในการสื่อสารก็ใช้ควบคุมวงโคจรของดาวเทียมเพื่อให้อยู่ในวงโคจร ซึ่งจะช่วยส่งผลต่อการส่งสัญญาณให้ระบบการสื่อสารมีความชัดเจน

          4. งานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรม สถาปนิกและวิศวกรสามารถใช้คอมพิวเตอร์ในการออกแบบ หรือ จำลองสภาวการณ์ ต่างๆ เช่น การรับแรงสั่นสะเทือนของอาคารเมื่อเกิดแผ่นดินไหว โดยคอมพิวเตอร์จะคำนวณและแสดงภาพสถานการณ์ใกล้เคียงความจริง รวมทั้งการใช้ควบคุมและติดตามความก้าวหน้าของโครงการต่างๆ เช่น คนงาน เครื่องมือ ผลการทำงาน

          5. งานราชการ เป็นหน่วยงานที่มีการใช้คอมพิวเตอร์มากที่สุด โดยมีการใช้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบทบาทและหน้าที่ของหน่วยงานนั้นๆ เช่น กระทรวงศึกษาธิการ มีการใช้ระบบประชุมทางไกลผ่านคอมพิวเตอร์ , กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้จัดระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมโยงไปยังสถาบันต่างๆ , กรมสรรพากร ใช้จัดในการจัดเก็บภาษี บันทึกการเสียภาษี เป็นต้น

          6. การศึกษา ได้แก่ การใช้คอมพิวเตอร์ทางด้านการเรียนการสอน ซึ่งมีการนำคอมพิวเตอร์มาช่วยการสอนในลักษณะบทเรียน CAI หรืองานด้านทะเบียน ซึ่งทำให้สะดวกต่อการค้นหาข้อมูลนักเรียน การเก็บข้อมูลยืมและการส่งคืนหนังสือห้องสมุด

สรุปท้ายบท

          ในปัจจุบันคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่เข้ามามีบทบาทในชีวิตประจำวันเป็นอย่างมาก ความหลากหลายในรูปแบบการใช้งาน ตลอดจนความสามารถพิเศษอื่นๆ ของคอมพิวเตอร์ทำให้การใช้งานในด้านต่างๆ สะดวกมากยิ่งขึ้น แต่ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับว่า คนที่ควบคุมหรือใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถใช้งานคอมพิวเตอร์ได้อย่างประสิทธิด้วยนั่นเอง การเลือกใช้คอมพิวเตอร์ให้เหมาะกับงานที่จะทำจึงเป็นเรื่องที่สำคัญ