ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ บทที่ 3 ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ เห็นความสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานทางไอที ที่สามารถนำมาใช้สนับสนุนกระบวนการทางธุรกิจได้เป็นอย่างดี บอกส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ พร้อมอธิบายรายละเอียดการทำงานของแต่ละส่วนได้ บอกประเภทคอมพิวเตอร์ที่จัดแบ่งตามระดับความสามารถได้ รวมถึงลักษณะงานที่เหมาะสมกับคอมพิวเตอร์ประเภทดังกล่าว สามารถประเมินคุณลักษณะของฮาร์ดแวร์แต่ละชนิด ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีของโปรเซสเซอร์ อุปกรณ์รับข้อมูล อุปกรณ์แสดงผลข้อมูล และสื่อจัดเก็บข้อมูล เพื่อพิจารณาเลือกซื้อ และนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างคุ้มค่าและเหมาะสม

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ บอกความแตกต่างระหว่างซอฟต์แวร์ประยุกต์ กับซอฟต์แวร์ระบบได้ มองเห็นข้อดีของโอเพ่นซอร์สซอฟต์แวร์ และพร้อมที่จะนำมาใช้เพื่อเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง สามารถนำแบบฟอร์มประเมินซอฟต์แวร์ไปประยุกต์ใช้ เพื่อพิจารณาเลือกชุดซอฟต์แวร์ใช้งานได้ตรงตามความต้องการ

3.1 โครงสร้างพื้นฐานทางไอที (IT Infrastructure) โครงสร้างพื้นฐานทางไอทีขององค์กร เป็นส่วนสำคัญในการวางรากฐานงานบริการให้แก่ลูกค้า การทำงานร่วมกับผู้ขายปัจจัยการผลิต และการนำมาใช้เพื่อจัดการกระบวนการทางธุรกิจภายในองค์กรเอง ซึ่งประกอบด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกทางกายภาพต่างๆ รวมถึงการให้บริการ และการจัดการ ที่นำมาสนับสนุนการปฏิบัติงานได้ทั่วองค์กร ดังนั้นโครงสร้างพื้นฐานทางไอที จึงเกี่ยวข้องกับการลงทุนด้านคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ เครือข่ายการสื่อสาร ระบบฐานข้อมูล และการบริหารจัดการสารสนเทศ

3.2 ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ คือ อุปกรณ์ทางกายภาพของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้อง ที่สามารถมองเห็นและสัมผัสได้ โดยปกติองค์กรจะพิจารณาซอฟต์แวร์ก่อนฮาร์ดแวร์เสมอ เนื่องจากธุรกิจส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นถึงระบบงานที่นำมาใช้สนับสนุนการทำงานภายในองค์กรและช่วยงานด้านตัดสินใจของผู้บริหารเป็นหลักสำคัญ และเมื่อพิจารณาซอฟต์แวร์เป็นที่เรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการจัดหาอุปกรณ์ฮาร์แวร์ที่เหมาะสม เพื่อนำมาใช้รันซอฟต์แวร์

3.2 ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์

3.3 ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์รับข้อมูล เป็นอุปกรณ์ที่นำมาใช้รับข้อมูลจากภายนอก และถ่ายโอนไปสู่ตัวคอมพิวเตอร์ เช่น คีย์บอร์ด และเมาส์

3.3 ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู ซีพียู คือ ชิป ซึ่งเป็นแผงวงจรรวมที่บรรจุไปด้วยทรานซิสเตอร์จำนวนนับล้านตัว ปัจจุบันมีเทคโนโลยีขั้นสูงถึงมีทรานซิสเตอร์ที่เพิ่มขึ้นก็ไม่ได้ส่งผลต่อขนาดของตัวชิปเลย แต่ขนาดของชิปกลับมีขนาดที่เล็กลงเรื่อยๆ

3.3 ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำภายใน หรือหน่วยความจำหลัก จะถูกวางตำแหน่งไว้ใกล้ๆ กับตัวซีพียู เป็นพื้นที่สำหรับจัดเก็บทั้งข้อมูลและชุดคำสั่งไว้ชั่วคราว รวมถึงใช้เป็นเนื้อที่ในการประมวลผลชุดคำสั่ง สำหรับหน้าที่ของหน่วยความจำหลักคือการจัดเก็บชุดคำสั่ง การจัดเก็บข้อมูลเพื่อรอส่งให้ซีพียูประมวลผล และการจัดเก็บข้อมูลหรือสารสนเทศที่ได้จากการประมวลผล เพื่อเตรียมส่งไปยังเอาต์พุตตามที่ต้องการ

3.3 ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ สื่อจัดเก็บข้อมูล คืออุปกรณ์สำรองข้อมูล วัตถุประสงค์เพื่อจัดเก็บข้อมูลไว้สำหรับประมวลผลในภายภาคหน้า เช่น ดิสเกตต์ ฮาร์ดดิสก์ เทป แผ่นซีดี/ดีวีดี และแฟลชไดรฟ์ เป็นต้น หน่วยวัด ชื่อย่อ ความจุ (โดยประมาณ) 1 กิโลไบต์ KB 1,000 ไบต์ 1 เมกะไบต์ MB 1,000,000 ไบต์ 1 กิกะไบต์ GB 1,000,000,000 ไบต์ 1 เทราไบต์ TB 1,000,000,000,000 ไบต์ 1 เพทาไบต์ PB 1,000,000,000,000,000 ไบต์ 1 เอ็กซาไบต์ EB 1,000,000,000,000,000,000 ไบต์

3.4 การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถสูงที่สุด สามารถประมวลผลที่มีความซับซ้อนด้วยความเร็วสูง รวมถึงประมวลผลข้อมูลที่มีปริมาณมากๆ ได้เป็นอย่างดี ปกติซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะมีขนาดใหญ่และราคาแพงมาก บริษัทเทียน เหอ 2 (2557)

3.4 การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มีความสามารถรองจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เหมาะกับธุรกิจขนาดใหญ่ที่มีจำนวนขอมูลหรือทรานแซกชั่นที่ต้องบันทึกในแต่ละวันจำนวนมากๆ เช่น ธนาคาร สายการบิน ธุรกิจประกันภัย ร้านค้าปลีกขนาดใหญ่ และมหาวิทยาลัย

3.4 การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ ธุรกิจและหน่วยงานที่มีขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ขนาดเมนเฟรมซึ่งมีราคาแพง ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์จึงพัฒนาคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดเล็กและมีราคาถูกลง เรียกว่า เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ โดยมีลักษณะพิเศษในการทำงานร่วมกับอุปกรณ์ประกอบรอบข้างที่มีความเร็วสูงได้ มีการใช้แผ่นจานแม่เหล็กความจุสูงชนิดแข็ง (Harddisk) ในการเก็บรักษาข้อมูล สามารถอ่านเขียนข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว หน่วยงานและบริษัทที่ใช้คอมพิวเตอร์ขนาดนี้ ได้แก่ กรม กอง มหาวิทยาลัย ห้างสรรพสินค้า โรงแรม โรงพยาบาล และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ

3.4 การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ ไมโครคอมพิวเตอร์ เครื่องประมวลผลข้อมูลขนาดเล็ก มีส่วนของหน่วยความจำและความเร็วในการประมวลผลน้อยที่สุด สามารถใช้งานได้ด้วยคนเดียว จึงมักถูกเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer : PC)

3.5 ภายในคอมพิวเตอร์ หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ประกอบด้วยจำนวนทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กมาก จำนวนนับล้านตัวที่ถูกฝังอยู่ในแผงวงจรที่เรียกว่า ชิป (Chip) และเปรียบเสมือนสมองของมนุษย์ มีหน้าที่ควบคุมการปฏิบัติงานและการประมวลผลข้อมูล

3.5 ภายในคอมพิวเตอร์ วัฏจักรเครื่อง (Machine Cycle) ประกอบด้วย 1. การเฟตช์ (Fetch) เป็นกระบวนการที่หน่วยควบคุมดึงคำสั่งที่ต้องการจากหน่วยความจำมาเก็บไว้ในรีจิสเตอร์(หน่วยความจำขนาดเล็กมาก) 2. การแปลความหมาย (Decode) เป็นกระบวนการแปลความหมายของชุดคำสั่ง เพื่อส่งต่อไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ 3. การเอ็กซีคิวต์ (Execute) เป็นกระบวนการประมวลผลคำสั่งโดยหน่วยคำนวณและตรรกะ ซึ่งจะมีการประมวลผลแบบทีละคำสั่ง 4. การจัดเก็บ (Store) เป็นกระบวนการจัดเก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล ไว้ในหน่วยความจำหรือรีจิสเตอร์

3.5 ภายในคอมพิวเตอร์ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกา (Clock Speed) ความเร็วในการประมวลผลของไมโครโปรเซสเซอร์จะขึ้นอยู่กับความถี่ หรือความเร็วของสัญญาณนาฬิกา โดยมีหน่วยวัดคือเมกะเฮิรตซ์ แต่ไมโครโปรเซสเซอร์ยุคปัจจุบันสามารถประมวลผลด้วยความเร็วถึงระดับกิกะเฮิตซ์ (ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาของไมโครคอมพิวเตอร์สามารถตรวจสอบได้ในขณะที่บูตเครื่อง)

3.6 การประมวลผลแบบมัลติโปรเซสซิ่ง (Multiprocessing) ซีพีคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานโดยทั่วไป ภายในจะบรรจุเพียงซีพียูเดียว แต่สำหรับในยุคปัจจุบัน ได้มีการพัฒนาขีดความสามารถการประมวลผลของซีพียูในรูปแบบมัลติโปรเซส ซิ่งมากขึ้น เพื่อรองรับการประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนและมีปริมาณข้อมูลจำนวนมากๆ ได้ โดยการประมวลผลแบบมัลติโปรเซสซิ่งในปัจจุบันมีอยู่หลายเทคนิค คือ

3.6 การประมวลผลแบบมัลติโปรเซสซิ่ง (Multiprocessing) ไมโครโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ เช่น ซีพียูของอินเทล รุ่น Dual Core และ Quad Core เป็นต้น การประมวลผลแบบขนาน เป็นการประมวลผลที่สามารถแสดงผลลัพธ์ได้เร็ว เหมาะกับงานที่มีข้อมูลจำนวนมาก เช่น การแพทย์ งานด้านอวกาศและวิศวกรรม เป็นต้น กริดคอมพิวติ้ง จัดเป็นการประมวลผลแบบขนานในอีกรูปแบบหนึ่ง คลาวด์คอมพิวติ้ง คือการนำคอมพิวเตอร์คลัสเตอร์ (Cluster) ขนาดใหญ่มาบริการให้กับโฮสต์เพื่อรันโปรแกรมหรือแอปพลิเคชั่นได้อย่างมีประสิทธิภาพตามความต้องการที่ผู้ใช้ระบุ

3.7 อุปกรณ์รับข้อมูล คีย์บอร์ด (Keyboard) เมาส์ (Mouse) สไตลัส (Stylus) ปากกาแสง (Light pen) จอภาพแบบสัมผัส (Touch Screen) สแกนเนอร์ (Scanners)

3.7 อุปกรณ์รับข้อมูล เครื่องอ่านบาร์โค้ด (Barcode Readers) ระบบจดจำเสียงพูด (Speech Recognition Systems) เครื่องเอ็มไอซีอาร์ (เครื่องอ่านสัญลักษณ์และตัวเลขบนเช็คธนาคาร)

3.7 อุปกรณ์รับข้อมูล

3.8 อุปกรณ์แสดงผล จอภาพ (Monitors) เครื่องพิมพ์ (Printer)

3.9 สื่อจัดเก็บข้อมูล เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tapes) ดิสก์แม่เหล็ก (Magnetic Disks) ออปติคัลดิสก์ (Optical Disks) แมกเนโต-ออปติคัลดิสก์ (Magneto – Optical Disc) หน่วยความจำแบบแฟลช (Flash Memory)

3.10 การพิจารณาสื่อจัดเก็บข้อมูลให้เหมาะสมกับธุรกิจ วัตถุประสงค์ของการนำมาใช้งาน ปริมาณข้อมูลที่สามารถจัดเก็บได้ ความเร็วในการบันทึกและเรียกดูข้อมูล ขนาดและความสะดวกต่อการเคลื่อนย้าย ต้นทุน ความน่าเชื่อถือและความยาวนานในการจัดเก็บข้อมูล พิจารณาทั้งด้านดีและข้อจำกัด

3.13 ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ ความหมายโดยทั่วไปของซอฟต์แวร์คือ โปรแกรมต่างๆ ที่สามารถนำมาใช้เพื่อปฏิบัติงานและจัดการกับคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์รอบข้างให้สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นซอฟต์แวร์จึงเป็นส่วนประกอบสำคัญของคอมพิวเตอร์ มีทั้งซอฟต์แวร์ระบบและซอฟต์แวร์ประยุกต์

กรณีศึกษา

ratriya.rpu.ac.th