ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์

ความหมายของคอมพิวเตอร์  (What ' s computer)

     คำำว่า COMPUTER ซึ่งหมายถึง การนับหรือการคำำนวณ แต่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้เรียกกันนี้ หมายถึง ELECTRONICS COMPUTER เป็นเครื่องจักรทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกสร้างขึ้นมาใช้ สามารถทำำการรับข้อมูลที่ป้อนเข้าไปพร้อมด้วยคำำสั่ง แล้วดำำเนินการจัดทำผลลัพธ์ที่ต้องการออกมาในรูปแบบต่าง ๆ ด้วยความรวดเร็วและถูกต้อง ตามความหมายโดยทั่วไปแล้ว "คอมพิวเตอร์" คือ เครื่องจักรกลที่สามารถประมวลผลข้อมูลได้โดยอัตโนมัติแต่เราอาจแบ่งความหมายของคอมพิวเตอร์ออกมาได้เป็น 2 ลักษณะ คือ1. ความหมายตามลักษณะทางกายภาพ          ความหมายตามลักษณะทางกายภาพ หมายถึง เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ ์ที่ประมวลผลข้อมูลโดยอัตโนมัติ ซึ่งการทำำงานในปัจจุบันจะต้องอาศัยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ เป็นเครื่องมือในการเก็บข้อมูลต่างๆ หรือหน่วยความจำำนั่นเอง  มีหน้าที่ใช้ในการเก็บคำสั่ง (Program)  สำำหรับควบคุมการทำำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ตามขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ถูกเตรียมไว้2. ความหมายในพจนานุกรม ความหมายในพจนานุกรม หมายถึง เครื่องคำำนวนหรือผู้คำำนวณ(คณิตกรณ์) มีหน้าที่คำำนวณและเปรียบเทียบ  หรือประมวลผลตามคำำสั่งที่มนุษย์จัดเตรียมไว้ในรูปของโปรแกรมหรือชุดคำำสั่งต่างๆ

กระบวนการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

          กระบวนการต่างๆ เหล่านี้มักจะเกิดขึ้นเสมอเมื่อถึงเวลาที่มนุษย์จะต้องตัดสินใจทำำสิ่งหนึ่งสิ่งใดในทำำนองเดียวกัน  คอมพิวเตอร์ก็มีกระบวนการในการทำำงานคล้ายๆ กับมนุษย์  แตกต่างกันตรงที่คอมพิวเตอร์ไม่สามารถคิดหาเหตุผลเพื่อตัดสินใจได้ด้วยตนเอง แต่คอมพิวเตอร์มีกระบวนการตัดสินใจได้

แต่ก็ต้องตัดสินใจภายใต้เงื่อนไขที่มนุษย์กำำหนดขึ้น สิ่งที่มนุษย์กำำหนดขึ้นเพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำำงานที่เราเรียกว่า "โปรแกรม" 

               รูปกระบวนการการทำงานขั้นพื้นฐานของคอมพิวเตอร์

           

          คอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตาม จะมีลักษณะการทำำงานของส่วนต่างๆที่มีความสัมพันธ์กัน

เป็นกระบวนการ  โดยมีองค์ประกอบพื้นฐานหลักคือ  Input  Process และ output ซึ่งมีขั้นตอนการทำำงานดังภาพ      

                                           

ขั้นตอนที่ 1 : รับข้อมูลเข้า (Input)

เริ่มต้นด้วยการนำำข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์  ซึ่งสามารถผ่านทางอุปกรณ์ชนิดต่างๆ แล้วแต่ชนิดของข้อมูลที่จะป้อนเข้าไป เช่น   ถ้าเป็นการพิมพ์ข้อมูลจะใช้แผงแป้นพิมพ์ (Keyboard) เพื่อพิมพ์ข้อความหรือโปรแกรมเข้าเครื่อง   ถ้าเป็นการเขียนภาพจะใช้เครื่องอ่านพิกัดภาพกราฟิค (Graphics Tablet) โดยมีปากกาชนิดพิเศษสำำหรับเขียนภาพ   หรือถ้าเป็นการเล่นเกมก็จะมีก้านควบคุม (Joystick) สำำหรับเคลื่อนตำำแหน่งของการเล่นบนจอภาพ เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 2 : ประมวลผลข้อมูล (Process)

เมื่อนำำข้อมูลเข้ามาแล้ว เครื่องจะดำำเนินการกับข้อมูลตามคำำสั่งที่ได้รับมาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ การประมวลผลอาจจะมีได้หลายอย่าง เช่น นำำข้อมูลมาหาผลรวม นำำข้อมูลมาจัดกลุ่มนำำข้อมูลมาหาค่ามากที่สุด หรือน้อยที่สุด เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 3 : แสดงผลลัพธ์ (Output)

เป็นการนำำผลลัพธ์จากการประมวลผลมาแสดงให้ทราบทางอุปกรณ์ที่กำำหนดไว้   โดยทั่วไปจะแสดงผ่านทางจอภาพ หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า "จอมอนิเตอร์" (Monitor) หรือจะพิมพ์ข้อมูลออกทางกระดาษโดยใช้เครื่องพิมพ์ก็ได้

วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์

          จะเห็นว่าในยุคปัจจุบันนี้ เครื่องคอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพและมีความสามารถสูง ซึ่งก็เป็นผลมาจากวิวัฒนาการทางคอมพิวเตอร์ที่มีมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน  ดังจะกล่าวต่อไปนี้

จุดกำำเนิดของคอมพิวเตอร์

  ต้นกำำเนิดของคอมพิวเตอร์อาจกล่าวได้ว่ามาจากแนวความคิดของระบบตัวเลข ซึ่งได้พัฒนาเป็นวิธีการคำำนวณต่างๆ รวมทั้งอุปกรณ์ที่ช่วยในการคำำนวณอย่างง่ายๆ คือ "กระดานคำำนวณ" และ "ลูกคิด"

            

                              รูปลูกคิด

          ในศตวรรษที่ 17 เครื่องคำำนวณแบบใช้เฟื่องเครื่องแรกได้กำำเนิดขึ้นจากนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศษ คือ Blaise Pascal โดยเครื่องของเขาสามารถคำำนวณการบวกการลบได้อย่างเที่ยงตรง และในศตวรรษเดียวกันนักคณิตศาสตร์ชาวเยอร์มันคือ Gottried Wilhelm von Leibniz ได้สร้างเครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่สามารถคูณและหารได้ด้วย

          ในต้นศตวรรษที่ 19 ชาวฝรั่งเศษชื่อ Joseph Marie Jacquard ได้พัฒนาเครื่องทอผ้าที่สามารถโปแกรมได้ โดยเครื่องทอผ้านี้ใช้บัตรขนาดใหญ่ ซึ่งได้เจาะรู้ไว้เพื่อควบคุมรูปแบบของลายที่จะปัก บัตรเจาะรู(punched card) ที่ Jacquard ใช้นี้ได้ถูกพัฒนาต่อๆมาโดยผู้อื่น เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ป้อนข้อมูลและโปรแกรมเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคแรกๆ

          ต่อมาในศตวรรษเดียวกัน ชาวอังกฤษชื่อ Charles Babbage ได้ทำำการสร้างเครื่องสำำหรับแก้สมการ โดยใช้พลังงานไอน้ำ เรียกว่า difference engine และถัดจากนั้นได้เสนอทฤษฎีเกี่ยวกับ คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เมื่อเขาได้ทำำการออกแบบ เครื่องจักรสำหรับทำำการวิเคราะห์ (analytical engine) โดยใช้พลังงานจากไอน้ำ ซึ่งได้มีการออกแบบให้ใช้บัตรเจาะรูของ Jacquard ในการป้อนข้อมูล ทำำให้อุปกรณ์ชิ้นนี้มีหน่วยรับข้อมูล หน่วยประมวลผล หน่วยแสดงผล และหน่วยเก็บข้อมูลสำำรอง ครบตามรูปแบบของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ โชคไม่ดีที่แม้ว่าแนวความคิดของเขาจะถูกต้อง แต่เทคโนโลยีในขณะนั้นไม่เอื้ออำำนวยต่อการสร้างเครื่องที่สามารถทำำงานได้จริง อย่างไรก็ดี Charles Babbage ก็ได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาของคอมพิวเตอร์คนแรก และผู้ร่วมงานของเขาคือ Augusta Ada Byron ก็ได้รับการยกย่องว่าเป็นนักเขียนโปรแกรมคนแรกของโลก

        

          รูปเครื่อง Difference Engine ของ Charles Babbage

          จากนั้นประมาณปี ค.ศ. 1886 Dr.Herman Hollerith ได้พัฒนาเครื่องจัดเรียงบัตรเจาะรูแบบ electromechanical ขึ้น ซึ่งทำำงานโดยใช้พลังงานไฟฟ้า และสามารถทำำการ จัดเรียง (sort) และ คัดเลือก (select) ข้อมูลได้ ต่อมาในปี ค.ศ. 1896 Hollerith ได้ทำำการก่อตั้งบริษัทสำำหรับเครื่องจักรในการจัดเรียงชื่อ Tabulating Machine Company และในปี ค.ศ.1911 Hollerith ได้ขยายกิจการโดยเข้าหุ้นกับบริษัทอื่นอีก 2 บริษัทจัดตั้งเป็นบริษัท Computing -Tabulating-Recording-Company ซึ่งประสบความสำเร็จเป็นอย่างมาก และในปี ค.ศ. 1924 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น International Business Corporation หรือที่รู้จักกันต่อมาในชื่อของบริษัท IBM นั่นเอง 
             

               รูปเครื่องจัดเรียงบัตรเจาะรูของ Dr. Her Hollerith

          ในปี ค.ศ.1939 Dr. Howard H. Aiken จาก Harvard University ได้ร่วมมือกับบริษัท IBM ออกแบบคอมพิวเตอร์โดยใช้ทฤษฎีของ Babbage และในปี ค.ศ.1944 Harvard mark I ก็ได้ถือกำำเนิดขึ้นเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรก ซึ่งมีขนาดยาว 5 ฟุต ใช้พลังงานไฟฟ้าและใช้ relay แทนเฟือง แต่ยังทำำงานได้ช้าคือใช้เวลาประมาณ 3-5 วินาทีสำำหรับการคูณ

          การพัฒนาที่สำำคัญกับ Mark I ได้เกิดขึ้นปี 1946 ดดย Jonh Preper Eckert, Jr. และ Dr. Jonh W.Msuchly จาก University of Pennsylvnia ได้ออกแบบสร้างเครื่อง ENIAC ( Electronic Numeric Integator and Calcuator ) ซึ่งทำำงานได้เร็วอยู่ในหน่วยของหนึ่งส่วนล้านวินาที ในขณะที่ Mark I ทำำงานอยู่ในหน่วยของหนึ่งส่วนพันล้านเท่า โดยหัวใจของความสำำเร็จนี้อยู่ที่การใช้หลอดสูญญากาศมาแทนที่ relay นั่นเอง และถดจากนั้น Mauchly และ Eckert ก็ทำำการสร้าง UNIVAC ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิส์เพื่อการค้าเครื่องแรกของโลก

          การพัฒนาที่สำำคัญได้เกิดขึ้นมาอีก เมื่อ Jonh von Neumann ซึ่งเป็นที่ปรึกษาของโครงการ ENIAC ได้เสนอแผนสำำหรับคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่จะทำำการเก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยโปรแกรมไว้ใน หน่วยความจำำที่เหมือนกับที่เก็บข้อมูล ซึ่งพัฒนาการนี้ทำำให้สามารถเปลี่ยนวงจรของคอมพิวเตอร์ ได้โดยอัตโนมัติแทนที่จะต้องทำำการเปลียนสวิทต์ด้วยมือเหมือนช่วงก่อน นอกจากนี้ Dr.Von neumann ยังได้นำระบบเลขฐานสองมาใช้ในคอมพิวเตอร์ซึ่งหบักการต่งๆเหล่านี้ได้ทำำให้เครื่อง IAS ที่สร้างโดย Dr.von Neumann เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เอนกประสงค์เครื่องแรกของโลก เป็นการเปิดศักราชของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริงและยังได้เป็นบิดาคอมพวเตอร์คนที่ 2

คอมพิวเตอร์ในยุคต่าง ๆ

            พัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคต่าง ๆ นั้น  ส่วนใหญ่จะพิจารณาถึงอุปกรณ์ที่ถูกนำมาใช้เป็นหน่วยประมวลผล  ซึ่งประกอบไปด้วยยุคต่างๆ  ดังนี้

คอมพิวเตอร์ยุคแรก ( พ.ศ. 2494 - 2501)

อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)

 มาร์ค วัน (MARK I)

อีนิแอค (ENIAC)

ยูนิแวค (UNIVAC)   

คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง  ( พ.ศ. 2502 - 2507)

   คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2506 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ โดยมีแกนเฟอร์ไรท์เป็นหน่วยความจำ มีอุปกรณ์เก็บข้อมูลสำรองในรูปของสื่อบันทึกแม่เหล็ก เช่น จานแม่เหล็ก ส่วนทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีการพัฒนาดีขึ้น โดยสามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงซึ่งเป็นภาษาที่เขียนเป็นประโยคที่คนสามารถเข้าใจได้ เช่น ภาษาฟอร์แทน ภาษาโคบอล เป็นต้น ภาษาระดับสูงนี้ได้มีการพัฒนาและใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน

คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม  ( พ.ศ. 2508 - 2513)

   คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม อยู่ระหย่างปี พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2512 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) โดยวงจรรวมแต่ละตัวจะมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในมากมายทำำให้เครื่องคอมพิวเตอร์จะออกแบบซับซ้อนมากขึ้น และสามารถสร้างเป็นโปรแกรมย่อย ๆ ในการกำำหนดชุดคำสั่งต่าง ๆ ทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีระบบควบคุมที่มีความสามารถสูงทั้งในรูประบบแบ่งเวลาการทำำงานให้กับงานหลาย ๆ อย่าง

           

                รูปแผงวงจรรวมหรือไอซี (IC)

คอมพิวเตอร์ยุคที่สี ( พ.ศ. 2514 - 2523)

คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 จนถึงปัจจุบัน เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวมความจุสูงมาก(Very Large Scale Integration : VLSI) เช่น ไมโครโพรเซสเซอร์ที่บรรจุทรานซิสเตอร์นับหมื่นนับแสนตัว ทำำให้ขนาดเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงสามารถตั้งบนโต๊ะในสำำนักงานหรือพกพาเหมือนกระเป๋าหิ้วไปในที่ต่าง ๆ ได้ ขณะเดียวกันระบบซอฟต์แวร์ก็ได้พัฒนาขีดความสามารถสูงขึ้นมาก มีโปรแกรมสำเร็จให้เลือกใช้กันมากทำำให้เกิดความสะดวกในการใช้งานอย่างกว้างขวาง

            

              รูปแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์และไมโครโปรเฟสเซอร์

คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า  ( พ.ศ. 2524 - ปัจจุบัน)

คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า เป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้น โดยจะมีการเก็บความรอบรู้ต่าง ๆ เข้าไว้ในเครื่อง สามารถเรียกค้นและดึงความรู้ที่สะสมไว้มาใช้งานให้เป็นประโยชน์ คอมพิวเตอร์ยุคนี้เป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประเทศต่างๆ ทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และประเทศในทวีปยุโรปกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง

ที่มา 

 :  http://www.vcharkarn.com/vblog/59764              :  หนังสือคอมพิวเตอร์ เพื่องานอาชีพ 2001-0001 สำำนักพิมพ์สกายบุ๊ก จำำกัด

     :  http://pirun.ku.ac.th/~b5055088/page4.html                        :  http://teacher.skw.ac.th/salunyar/40102/unit_03/p_301.htm

     :  http://www.school.net.th/.../generality/10000-3728.html

     :  http://www.staps.uhp-nancy.fr/.../eniac4.jpg

     :  http://offthebroiler.wordpress.com/2006/05/16/winky-blinky-lights

     :  http://www.chindaram.com/forum/viewthread.php?tid=27