วิชา ฮาร์ดแวร์ และการซ่อมบำรุงคอมพิวเตอร์ ง33222 ครูบรรภพ สมศักดิ์

คอมพิวเตอร์เบื้องต้น 1. ความหมาย บทบาทและความสำคัญของคอมพิวเตอร์ ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ ยุคของคอมพิวเตอร์ ความหมายของคอมพิวเตอร์ หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ บทบาทและประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้เป็นผลมาจากการประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือในการคำนวณซึ่งมีวิวัฒนาการนานมาแล้ว เริ่มจากเครื่องมือในการคำนวณเครื่องแรกคือ "ลูกคิด" (Abacus) ที่สร้างขึ้นในประเทศจีน เมื่อประมาณ 2,000-3,000 ปีมาแล้ว จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2376 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ ชาร์ล แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ประดิษฐ์เครื่องวิเคราะห์ สามารถคำนวณค่าของตรีโกณมิติ ฟังก์ชั่นต่างๆ ทางคณิตศาสตร์

การทำงานของเครื่องนี้แบ่งเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนเก็บข้อมูล ส่วนคำนวณ และส่วนควบคุม ใช้ระบบพลังเครื่องยนต์ไอน้ำหมุนฟันเฟือง มีข้อมูลอยู่ในบัตรเจาะรู คำนวณได้โดยอัตโนมัติ และเก็บข้อมูลในหน่วยความจำ ก่อนจะพิมพ์ออกมาทางกระดาษ ด้วยหลักการนี้เองเราจึงยกย่องให้แบบเบจ เป็น “บิดาแห่งเครื่องคอมพิวเตอร์”

บุคคลสำคัญในวงการคอมพิวเตอร์ Charles Babbage ชาร์ลส์ แบบเบจ บิดาแห่งคอมพิวเตอร์ (1791-1871) ผลงาน : เครื่องคำนวณหาผลต่าง differential machine และเครื่องวิเคราะห์ analytical machine

ยุคของคอมพิวเตอร์ หลังจากนั้นเป็นต้นมา ได้มีผู้ประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมามากมายหลายขนาด ทำให้เป็นการเริ่มยุคของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริง   โดยสามารถจัดแบ่งคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ยุค ดังนี้ ยุคที่หนึ่ง (First Generation Computer) พ.ศ. 2489-2501 ยุคที่สอง (Second Generation Computer) พ.ศ. 2502-2506 ยุคที่สาม (Third Generation Computer) พ.ศ. 2507-2512 ยุคที่สี่ (Fourth Generation Computer) พ.ศ. 2513-2532 ยุคที่ห้า (Fifth Generation Computer) พ.ศ. 2533 - ปัจจุบัน

ยุคที่ 1 (พ.ศ. 2489 - 2501) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้หลอดสูญญากาศ (Vacuum tube) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องยังมีขนาดใหญ่มาก ใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมาก ทำให้เครื่องมีความร้อนสูงจึงมักเกิดข้อผิดพลาดง่าย

ยุคที่ 1 (พ.ศ. 2489 - 2501) (ต่อ) จอห์น ดับลิว มอชลีย์ (John W. Mauchly) และ เจ เพรสเพอร์ เอคเกิรต (J. Prespern Eckert) ได้รับทุนอุดหนุนจากกองทัพสหรัฐอเมริกา ในการสร้างเครื่องคำนวณ ENIAC ย่อมาจากคำว่า”Electronics Numerical Integrator and Compute” เมื่อปี 1946 นับว่าเป็น "เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลก หรือคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก"

คอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก

ยุคที่ 2 (พ.ศ. 2502 – 2506) คอมพิวเตอร์ยุคนี้ใช้ทรานซิสเตอร์ (Transistor) เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และใช้วงแหวนแม่เหล็กเป็นหน่วยความจำ คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กกว่ายุคแรก ต้นทุนต่ำกว่า ใช้กระแสไฟฟ้าและมีความแม่นยำมากกว่า

ยุคที่ 2 (พ.ศ. 2502 – 2506) (ต่อ) [ พ.ศ.2506] ประเทศไทยเริ่มมีคอมพิวเตอร์ใช้เป็นครั้งแรก โดยที่คอมพิวเตอร์เครื่องแรกในประเทศไทยได้ติดตั้งที่ ภาควิชาสถิติ คณะพานิชยศาสตร์และการบัญชีจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนี้คือ IBM 1620 ซึ่งได้รับมอบจากมูลนิธิเอไอดี และบริษัทไอบีเอ็ม แห่ง ประเทศไทยจำกัด ปัจจุบันหมดอายุการใช้งานไปแล้ว จึงได้มอบให้แก่ศูนย์บริภัณฑ์การศึกษาท้องฟ้าจำลองกรุงเทพฯ [ พ.ศ.2507] เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องที่สองของประเทศไทยติดตั้งที่สำนักงานสถิติแห่งชาติ ในเดือนมีนาคม 2507

คอมพิวเตอร์เครื่องแรกของประเทศไทย IBM 1620

คอมพิวเตอร์เครื่องแรกของประเทศไทย IBM 1620

ยุคที่ 3 (พ.ศ. 2507 – 2512) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้เริ่มต้นภายหลังจากการใช้ทรานซิสเตอร์ได้เพียง 5 ปี เนื่องจากได้มีการประดิษฐ์คิดค้นเกี่ยวกับวงจรรวม (Integrated-Circuit) หรือเรียกกันย่อๆ ว่า "ไอซี" (IC) ซึ่งไอซีนี้ทำให้ส่วนประกอบและวงจรต่างๆ สามารถวางลงได้บนแผ่นชิป (chip) เล็กๆ เพียงแผ่นเดียว จึงมีการนำเอาแผ่นชิปมาใช้แทนทรานซิสเตอร์ทำให้ประหยัดเนื้อที่ได้มาก 

ยุคที่ 4 (พ.ศ. 2513 - 2532) เป็นยุคที่นำสารกึ่งตัวนำมาสร้างเป็นวงจรรวมความจุสูงมาก ซึ่งสามารถย่อส่วนไอซีธรรมดาหลายๆ วงจรเข้ามาในวงจรเดียวกัน และมีการประดิษฐ์ ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor) ขึ้น ทำให้เครื่องมีขนาดเล็ก ราคาถูกลง และมีความสามารถในการทำงานสูงและรวดเร็วมาก จึงทำให้มีคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ถือกำเนิดขึ้นมาในยุคนี้

ยุคที่ 5 (พ.ศ. 2533 - ปัจจุบัน) ในยุคนี้ ได้มุ่งเน้นการพัฒนา ความสามารถในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ และ ความสะดวกสบายในการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ อย่างชัดเจน มีการพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาขนาดเล็กขนาดเล็ก (Portable Computer) ขึ้นใช้งานในยุคนี้

ความหมายของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์มาจากภาษาละตินว่า Computare ซึ่งหมายถึง การนับ หรือ การคำนวณ  พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ให้ความหมายของคอมพิวเตอร์ไว้ว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ  ที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์" สรุปได้ว่า คอมพิวเตอร์ หมายถึง อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ ที่มนุษย์ใช้เป็นเครื่องมือในการจัดเก็บข้อมูล ทั้งตัวเลข ตัวอักษร หรือสัญลักษณ์

การทำงานของคอมพิวเตอร์ การทำงานของคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยหน่วยสำคัญ 5 หน่วย ได้แก่ หน่วยรับเข้า (Input Device) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยความจำหลัก ( Main Memory ) หน่วยความจำรอง ( Virtual Memory ) หน่วยส่งออก (Output Device )

หน่วยรับเข้า (Input Device) ทำหน้าที่รับโปรแกรมและข้อมูล เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์อุปกรณ์รับเข้าที่เป็นที่รู้จักและนิยมใช้ได้แก่ คีย์บอร์ด (Keyboard) เม้าส์ (Mouse) สแกนเนอร์(Scanner) เครื่องอ่านรหัสแท่ง (BarCode reader)

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ทำหน้าที่ประมวลผลและควบคุมการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมด โดยมีหน้าที่ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างหน่วยความจำด้วย ซึ่งหน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียูนี้จะประกอบด้วย

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) (ต่อ)      5.1.1 หน่วยคำนวณและตรรกะ ( Arithematic and Logic Unit : ALU ) ทำหน้าที่ในการคำนวณ เช่น บวก ลบ คูณ หาร และหน้าที่ในการเปรียบเทียบทางตรรกะโดยหน่วยควบคุมจะควบคุมความเร็วในการคำนวณ       5.1.2 หน่วยควบคุม ( Control Unit ) ทำหน้าที่ในการควบคุมกลไกการทำงานของระบบทั้งหมด โดยจะทำงานประสานงานกับหน่วยคำนวณ และหน่วยความจำ และตรรกะซีพียูหลักที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน คือ ไมโครชิป หรือที่เรียกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ ( Microprocessor )

หน่วยความจำหลัก ( Main Memory ) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลที่รอทำการประมวลผล และเก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวล ในระหว่างที่รอส่งไปยังหน่วยแสดงผลลัพธ์ประเภทของหน่วยความจำสามารถแบ่งได้ดังนี้ 1. ตามลักษณะของเก็บข้อมูล จะแบ่งได้เป็น หน่วยความจำแบบลบเลือนได้ ( Volatile Memory ) คือในกรณีที่ไฟฟ้าดับหรือกำลังไฟฟ้าไม่เพียงพอข้อมูลที่เก็บไว้ก็จะหายหมด หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน ( Nonvolatile Memory ) หน่วยความจำแบบนี้จะเก็บข้อมูลได้โดยไม่ขึ้นอยู่กับไฟฟ้าที่เลี้ยงวงจร

หน่วยความจำหลัก ( Main Memory ) (ต่อ) 2. ตามสภาพการใช้งาน จะแบ่งได้เป็น หน่วยความจำอ่านอย่างเดียว ( ROM ) หรือรอม เป็นหน่วยความจำชนิดไม่ลบเลือน คือซีพียูสามรถอ่านได้อย่างเดียว ไม่สามารถเขียนข้อมูลลงไปได้ หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม ( RAM ) หรือแรม เป็นหน่วยความจำแบบลบเลือนได้ คือสามารถเขียนหรืออ่านข้อมูลได้ การเขียนหรืออ่านจะเลือกที่ตำแหน่งใดก็ได้

หน่วยความจำหลัก ( Main Memory ) ROM RAM

หน่วยความจำรอง ( Virtual Memory ) มีเพื่อเพิ่มความสามารถในการจดจำของคอมพิวเตอร์ให้มากขึ้น ตัวอย่างของหน่วย ความจำรองได้แก่ - แผ่นบันทึก หรือแผ่นดิสก์ ( Diskette ) - ฮาร์ดดิสก์ ( Harddisk ) - ซีดีรอม ( Compact Disk Read only Memory : CDROM )

อุปกรณ์ส่งออก (Output Device) ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์จากการประมวลผลข้อมูล อุปกรณ์ส่งออกที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ - จอภาพ (Monitor) - ลำโพง (Speakers) - เครื่องพิมพ์ (Printers)

บทบาทของคอมพิวเตอร์ การใช้คอมพิวเตอร์ในวงธุรกิจทั่วไป การใช้งานคอมพิวเตอร์ในวงการธนาคาร การใช้คอมพิวเตอร์กับธุรกิจโรงแรม การใช้คอมพิวเตอร์ในวงการแพทย์ คอมพิวเตอร์กับการศึกษา

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ 1. ทันสมัย / ทันเหตุการณ์ / ทันข้อมูลข่าวสาร / ทันโลก ช่วยให้เราสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ทั่วโลก 2. ช่วยให้การเรียน การทำงาน ทันสมัยและได้รับความสะดวกมากยิ่งขึ้น 3. เป็นแหล่งการเรียนรู้ที่ดีเยี่ยม ช่วยในการค้นคว้าหาความรู้เป็นห้องสมุดขนาดใหญ่ 4. ช่วยรับ - ส่งข่าวสารได้อย่างรวดเร็ว 5. ช่วยผ่อนคลายความตึงเครียด เช่น เกม ดูภาพยนตร์ ฟังเพลง ร้องเพลง 6. ช่วยสร้างงานศิลปะ ออกแบบชิ้นงานได้อย่างสร้างสรรค์ สวยงาม

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ มี 2ประเภท 1. ประโยชน์ทางตรง ช่วยให้มนุษย์ทำงานได้โดยตรงคือคอมพิวเตอร์ทำงานได้เที่ยงตรง รวดเร็ว ไม่เหน็ดเหนื่อย ช่วยผ่อนแรงมนุษย์ ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านการคำนวณ พิมพ์งาน บันทึกข้อมูล ประมวลผล 2. ประโยชน์ทางอ้อม คอมพิวเตอร์ช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิต เช่น ช่วยในการเรียนรู้ให้ความบันเทิงความรู้ ช่วยงานบันเทิงพัฒนางานด้านต่าง ๆ เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีอันส่งผลให้ความเป็นอยู่ของมนุษย์ดีขึ้น เป็น