อุปกรณ์คอมพิวเตอร์

1.ความหมายของคอมพิวเตอร์คอมพิวเตอร์มาจากภาษาละตินว่า Computare ในภาษาไทยว่า คณิตกรณ์ 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

บิดาแห่งคอมพิวเตอร์คงจะเป็นการดีที่จะกล่าวถึงที่มาหรือต้นตระกูลของเครื่องคอมพิวเตอร์ว่าเป็นมาอย่างไร เพื่อที่จะทำให้เราเข้าใจคอมพิวเตอร์มากขึ้น คอมพิวเตอร์มีวิวัฒนาการมาจากนิ้วมือมนุษย์ ที่ใช้นิ้วในการนับตัวเลข ใช้ไม้ขีดเขียนบนพื้นดิน หรือใช้ลูกหินมาเรียงต่อกันต่อมาได้มีการพัฒนาขึ้นด้วยการใช้เชือกรอยต่อกัน จัดเรียงให้เป็นระบบ (คล้ายกับลูกคิด) หลังจากนั้นก็มีการพัฒนาเครื่องมือต่างๆ ขึ้นมาเพื่อใช้ในการนับ ลักษณะใหญ่ที่คิดกันมักจะเป็นเครื่องยนต์ที่มีกลไก (Mechanics) ที่ประกอบด้วยฟันเฟื่อง รอกและคาน ซึ่งเป็นเครื่องมือที่กึ่งอัตโนมัติ ที่สามารถคำนวณขั้นพื้นฐานได้ ไม่ว่าจะเป็น บวก ลบ คูณ หาร

ปี 1822 ชาลส์ แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ทำการออกแบบเครื่อง Difference Engine โดยได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาล แต่เครื่อง Difference Engine นี้สร้างไม่เสร็จ เพราะแบบเบจได้ค้นพบความไม่น่าเชื่อถือบางประการในการคำนวณ จึงล้มเลิก และไปคิดเครื่องใหม่ที่ชื่อว่า Analytical Engine ซึ่งประกอบด้วยหน่วยความจำ (Memory Unit) ที่สามารถจัดเก็บตัวเลขและนำไปคำนวณได้

ยิ่งไปกว่านั้น เครื่องดังกล่าวยังสามารถพิมพ์ข้อมูลได้อัตโนมัติ สามารถนำเข้าข้อมูลด้วยบัตรเจาะรู (Punched Cards) และใช้ชุดคำสั่งในการควบคุม เครื่อง Analytical Engine นี้ยังมีฟังก์ชั่นหน้าที่หลายอย่างเช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน ทำให้ ชาลส์ แบบเบจ (Charles Babbage) ถูกขนานนามให้เป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์ เป็นต้นมา

2.ยุคสมัยของคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งได้เป็น 5 ยุค ดังนี้ คือ

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1
อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)

มาร์ค วัน

อินิแอค

ยูนิแวค

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2

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

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3
คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2512 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) โดยวงจรรวมแต่ละตัวจะมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในมากมายทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์จะออกแบบซับซ้อนมากขึ้น และสามารถสร้างเป็นโปรแกรมย่อย ๆ ในการกำหนดชุดคำสั่งต่าง ๆ ทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีระบบควบคุมที่มีความสามารถสูงทั้งในรูประบบแบ่งเวลาการทำงานให้กับงานหลาย ๆ อย่าง

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4
คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 จนถึงปัจจุบัน เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวมความจุสูงมาก(Very Large Scale Integration : VLSI) เช่น ไมโครโพรเซสเซอร์ที่บรรจุทรานซิสเตอร์นับหมื่นนับแสนตัว ทำให้ขนาดเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงสามารถตั้งบนโต๊ะในสำนักงานหรือพกพาเหมือนกระเป๋าหิ้วไปในที่ต่าง ๆ ได้ ขณะเดียวกันระบบซอฟต์แวร์ก็ได้พัฒนาขีดความสามารถสูงขึ้นมาก มีโปรแกรมสำเร็จให้เลือกใช้กันมากทำให้เกิดความสะดวกในการใช้งานอย่างกว้างขวาง

คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5
คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า เป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้น โดยจะมีการเก็บความรอบรู้ต่าง ๆ เข้าไว้ในเครื่อง สามารถเรียกค้นและดึงความรู้ที่สะสมไว้มาใช้งานให้เป็นประโยชน์ คอมพิวเตอร์ยุคนี้เป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประเทศต่างๆ ทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และประเทศในทวีปยุโรปกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง

3.หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

ระบบการทํางานของคอมพิวเตอร์ การทํางานของคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็น 4 ส่วน ดังนี้

1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)
           ทําหน้าที่ในการรับข้อมูลหรือคําสั่งจากภายนอกเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจํา เพื่อเตรียมประมวลผล
ข้อมูลที่ต้องการ ซึ่งอุปกรณ์ที่ใช้ในการนําข้อมูลที่ใช้กันอยู่ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันนั้น มีอยู่หลายประเภทด้วย
กันสําหรับอุปกรณ์ที่นิยมใช้ในปัจจุบันมี ดังต่อไปนี้
           - Keyboard
           - Mouse
           - Disk Drive
           - Hard Drive
           - CD-Rom
           - Magnetic Tape
           - Card Reader
           - Scanner

2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
           ทําหน้าที่ในการคํานวณและประมวลผล แบ่งออกเป็น 2 หน่วยย่อย คือ
           - หน่วยควบคุม  ทําหน้าที่ในการดูแล ควบคุมลําดับขั้นตอนของการประมวลผล และการทํางาน
ของอุปกรณ์ต่างๆ ภายในหน่วยประมวลผลกลาง  และช่วยประสานงานระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับ
อุปกรณ์นําเข้าข้อมูล อุปกรณ์ในการแสดงผล และหน่วยความจําสํารอง
           - หน่วยคํานวณและตรรก ทําหน้าที่ในการคํานวณและเปรียบเทียบข้อมูลต่างๆ ที่ส่งมาจาก
หน่วยควบคุม และหน่วยความจํา

3. หน่วยความจํ า (Memory)
           ทําหน้าที่ในการเก็บข้อมูลหรือคําสั่งต่างๆ ที่รับจากภายนอกเข้ามาเก็บไว้ เพื่อประมวลผลและยัง
เก็บผลที่ได้จากการประมวลผลไว้เพื่อแสดงผลอีกด้วย ซึ่งแบ่งออกเป็น
           หน่วยความจํา เป็นหน่วยความจําที่มีอยู่ ในตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ ทําหน้าที่ในการเก็บคําสั่ง
หรือข้อมูล แบ่งออกเป็น
           - ROM หน่วยความจําแบบถาวร
           - RAM หน่วยความจําแบบชั่วคราว
           - หน่วยความจําสํารอง    เป็นหน่วยความจําที่อยู่นอกเครื่อง มีหน้าที่ช่วยให้หน่วยความจําหลัก
สามารถเก็บ ข้อมูลได้มากขึ้น

4. หน่วยแสดงผล (Output Unit)
           ทําหน้าที่ในการแสดงผลลัทธ์ที่ได้หลังจากการคํานวณและประมวลผล สําหรับอุปกรณ์ที่ ทําหน้าที่
ในการแสดงผลข้อมูลที่ได้นั้นมีต่อไปนี้
           - Monitor จอภาพ
           - Printer เครื่องพิมพ.
           - Plotter เครื่องพิมพ์ที่ใช้ปากกาในการเขียนข้อมูลต่างๆ ที่ต้องการลงกระดาษ