ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ บทที่ 1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์

1.1 ความหมายของคอมพิวเตอร์ 1.1 ความหมายของคอมพิวเตอร์ ผู้ออกแบบ ส่วนใหญ่เป็น นักคณิตศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ หรือวิศวกร จุดมุ่งหมายเดิม เพื่อใช้ในการคำนวณและแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์

1.1 ความหมายของคอมพิวเตอร์ 1.1 ความหมายของคอมพิวเตอร์ ความหมาย เครื่องคำนวณ เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผล และเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกลใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อน โดยวิธีทางคณิตศาสตร์

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ ในระยะ 5,000 ปี ที่ผ่านมา มนุษย์เริ่มใช้นิ้วมือและนิ้วเท้าเพื่อช่วยในการคำนวณ และพัฒนาเป็นอุปกรณ์อื่นๆ เช่น ลูกหิน

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ ประมาณ 2,600 ปีก่อนคริสตกาล ชาวจีนได้ประดิษฐ์เครื่องมือเพื่อใช้ในการคำนวณ เรียกว่า ลูกคิด (Abacus) ซึ่งถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์ช่วยการคำนวณที่เก่าแก่ที่สุดในโลกและยังคงใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2158 นักคณิตศาสตร์ชาวสก็อตแลนด์ชื่อ John Napier ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ที่ใช้ช่วยในการคำนวณขึ้นมาเรียกว่า Napier's Bones เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายกับตารางสูตรคูณในปัจจุบัน

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2185 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ Blaise Pascal ได้ออกแบบเครื่องมือช่วยในการคำนวณโดยใช้หลักการหมุนของฟันเฟือง เครื่องมือนี้สามารถใช้ได้ดีในการคำนวณบวกและลบ เท่านั้น ส่วนการคูณและหารยังไม่ดีเท่าไร

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ ในปี 2216 นักปรัชญาชาวเยอรมันชื่อ Gottfried Wilhelm Baronvon Leibnitz ได้ปรับปรุงเครื่องคำนวณของปาสกาล ซึ่งใช้การบวกซ้ำๆ กันแทนการคูณเลข จึงทำให้สามารถทำการคูณและหารได้โดยตรง และยังค้นพบเลขฐานสอง (Binary Number)

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2344 นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Joseph Marie Jacquard พัฒนาเครื่องทอผ้าโดยใช้บัตรเจาะรูในการบันทึกคำสั่งควบคุมเครื่องทอผ้าให้ทำตามแบบที่กำหนดไว้ ซึ่งเป็นแนวทางที่ทำให้เกิดการประดิษฐ์เครื่องเจาะบัตรในเวลาต่อมา และถือว่าเป็นเครื่องจักรที่ใช้ชุดคำสั่ง (Program) สั่งทำงานเป็นเครื่องแรก

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2373 Charles Babbage ศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคมบริดจ์ของอังกฤษ ได้สร้างเครื่องหาผลต่าง (Difference Engine) ซึ่งเป็นเครื่องที่ใช้คำนวณและพิมพ์ตารางทางคณิตศาสตร์อย่างอัตโนมัติ แต่ก็ไม่สำเร็จตามแนวคิด ด้วยข้อจำกัดทางด้านวิศวกรรมในสมัยนั้น แต่ได้พัฒนาเครื่องมือหนึ่งเรียกว่า เครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine)

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ เครื่องนี้ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วน คือ 1. ส่วนเก็บข้อมูล 2. ส่วนประมวลผล 3. ส่วนควบคุม 4. ส่วนรับข้อมูลเข้าและแสดงผลลัพธ์ ด้วยเครื่องวิเคราะห์ มีลักษณะใกล้เคียงกับส่วนประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน จึงทำให้ Charles Babbage ได้รับการยกย่องให้เป็น "บิดาแห่งคอมพิวเตอร์ "

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2385 สุภาพสตรีชาวอังกฤษชื่อ Lady Augusta Ada Byron ได้ทำการแปลเรื่องราวเกี่ยวกับเครื่อง Analytical Engine และได้เขียนขั้นตอนของคำสั่งวิธีใช้เครื่องนี้ให้ทำการคำนวณที่ยุ่งยากซับซ้อน จึงนับได้ว่า ออกุสต้า เป็นโปรแกรมเมอร์คนแรกของโลก และยังค้นพบอีกว่าชุดบัตรเจาะรูที่บรรจุชุดคำสั่งไว้สามารถนำกลับมาทำงานซ้ำใหม่ นั่นคือหลักการทำงานวนซ้ำ หรือที่เรียกว่า Loop

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2397 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ George Boole ได้สร้างระบบพีชคณิตแบบใหม่ เรียกว่า พีชคณิตบูลลีน (Boolean Algebra) ซึ่งมีประโยชน์มากต่อการออกแบบวงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ และการออกแบบทางตรรกวิทยาของเครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันด้วย

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2423 Dr. Herman Hollerith นักสถิติชาวอเมริกันได้ประดิษฐ์เครื่องประมวลผลทางสถิติเครื่องแรก ซึ่งใช้กับบัตรเจาะรู ซึ่งได้ถูกนำมาใช้ในงานสำรวจสำมะโนประชากรของสหรัฐอเมริกา

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2480 ศาสตราจารย์ Howard Aiken ได้พัฒนาเครื่องคำนวณตามแนวคิดของแบบเบจ ร่วมกับวิศวกรของบริษัท ไอบีเอ็มได้สำเร็จ โดยเครื่องจะทำงานแบบเครื่องจักรกลปนไฟฟ้าและใช้บัตรเจาะรู เครื่องมือนี้มีชื่อว่า MARK I หรือมีอีกชื่อหนึ่งว่า IBM Automatic Sequence Controlled Calculator และนับเป็นเครื่องคำนวณแบบอัตโนมัติเครื่องแรกของโลก

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2486 เป็นช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ศูนย์วิจัยของกองทัพบกสหรัฐอเมริกา ต้องการเครื่องคำนวณหาทิศทางและระยะทางในการส่งขีปนาวุธ ซึ่งถ้าใช้เครื่องคำนวณสมัยนั้นจะต้องใช้เวลาถึง 12 ชม.ต่อการยิง 1 ครั้ง ดังนั้น จึงให้ทุนอุดหนุนแก่ John W. Mauchly และ Persper Eckert สร้างคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ขึ้นมา มีชื่อว่า ENIAC (Electronic Numerical Intergrater and Calculator) สำเร็จในปี 2489 โดยนำหลอดสุญญากาศจำนวน 18,000 หลอด ซึ่งมีข้อดีคือ ทำให้เครื่องมีความเร็วและมีความถูกต้องแม่นยำในการคำนวณมากขึ้น

1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ 1.2 ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ พ.ศ. 2492 Dr. John Von Neumann ได้พบวิธีการเก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำของเครื่องได้สำเร็จ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนาขึ้นตามแนวคิดนี้ได้แก่ EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) และนำมาใช้งานจริงในปี 2494 และในเวลาเดียวกันมหาวิทยาลัย เคมบริดจ์ ก็ได้มีการสร้างคอมพิวเตอร์ในลักษณะคล้ายกับเครื่อง EDVAC นี้ และให้ชื่อว่า EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) มีลักษณะการทำงานเหมือนกับ EDVAC คือเก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำ แต่มีลักษณะพิเศษที่แตกต่างออกไปคือ ใช้เทปแม่เหล็กในการบันทึกข้อมูลต่อมา ศาสตราจารย์แอคเคิทและมอชลี ได้ร่วมมือกันสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์อีก ชื่อว่า UNIVAC I (Universal Automatic Calculator) ซึ่งผลิตขึ้นมาเพื่อขายหรือเช่า เป็นเครื่องแรกที่ออกสู่ตลาด

1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็น 5 ยุค คือ ยุคที่ 1 ใช้หลอดสูญญากาศ

1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 2 ใช้หลอดทรานซิสเตอร์

1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 3 ใช้ไอซี (IC : Intergrated Circuit)

1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 4 ใช้แอลเอสไอ (VLSI : Very Large Scale Integrated)

1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.3 วิวัฒนาการของเครื่องคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 5 ปัญญาประดิษฐ์ (AI : Artificial Intelligence)

1.4 ประเภทของคอมพิวเตอร์ 1.4 ประเภทของคอมพิวเตอร์ แบ่งตามหลักของการแทนค่าข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ อานาลอกคอมพิวเตอร์ (Analog Computer) ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer) แบ่งตามลักษณะการใช้งาน คอมพิวเตอร์เฉพาะกิจ (Special-Purpose Computer) คอมพิวเตอร์ใช้งานทั่วไป (General-Purpose Computer)

1.4 ประเภทของคอมพิวเตอร์ 1.4 ประเภทของคอมพิวเตอร์ แบ่งตามขนาดของเครื่อง ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer) Desktop, Laptop, Notebook, Palmtop สถานีงานวิศวกรรม (Engineering Workstation) มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer)

1.5 องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ 1.5 องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วย 3 องค์ประกอบ คน System Analysis, Computer Programmer, Computer Operator, Data-Preparation Operator ตัวเครื่อง หรือ ฮาร์ดแวร์ ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ โปรแกรมคำสั่ง หรือ ซอฟท์แวร์ System Software, Application Program

1.6 ส่วนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.6 ส่วนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์ CPU : Central Processing Unit Control ALU (Arithmetic Logic Unit) Main Memory Input Unit Output Unit Secondary Storage

รูปแสดงส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำที่เรียกว่า ROM (Read Only Memory) ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำ แม้จะปิดไฟเครื่อง สิ่งที่บันทึกอยู่ก็จะไม่หาย หน่วยความจำที่เรียกว่า RAM (Random Access Memory) ใช้เป็นที่เก็บข้อมูลและโปรแกรมของผู้ใช้ โดยจะเปลี่ยนแปลง แก้ไข เพิ่มเติม ลบออกได้ แต่เมื่อปิดไฟเครื่อง ข้อมูลที่อยู่ในส่วนนี้จะหายไปหมด

หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ หน่วยที่เล็กที่สุดที่อาจเป็นเลข 0 หรือ 1 เรียกว่า บิต (Bit) ที่ย่อมาจาก Binary Digit และเมื่อนำเอาบิตมารวมกันเป็นกลุ่ม เช่น 8 บิต เรียกว่า 1 ไบท์ (Byte) โดย 1 ไบท์จะใช้แทนตัวอักษรหรือตัวเลข 1 ตัว ทุกๆไบท์จะมีหมายเลขกำกับ (Address number) ขนาดของหน่วยความจำจะขึ้นอยู่กับจำนวนไบท์ โดยไบท์จะมีหน่วยเป็น Kb (Kilobyte) หรือ Mb (Megabyte) หรือ Gb (Gigabyte) เช่น เครื่อง IBM มีหน่วยความจำขนาด 128 Mb คือ เครื่องนี้จะสามารถเก็บตัวอักษรหรือตัวเลขได้ 128*1,024*1,024 ตัวอักษร เป็นต้น ( 1 Kilobyte = 210 = 1,024 bytes) ( 1 Megabyte = 210 * 210 = 1,048,576 bytes) ( 1 Gigabyte = 210 * 210 * 210 = 1,073,741,824 bytes)

1.7 คอมพิวเตอร์ซอฟท์แวร์ 1.7 คอมพิวเตอร์ซอฟท์แวร์ โปรแกรมระบบ (System Program) โปรแกรมจัดการระบบ, โปรแกรมแปลภาษา, โปรแกรมควบคุมงาน, โปรแกรมควบคุมการรับส่งข้อมูล, โปรแกรมอัตถประโยชน์, โปรแกรมบำรุงรักษา โปรแกรมประยุกต์ (Application Program) เขียนขึ้นด้วยภาษาคอมพิวเตอร์ เบสิก (BASIC), ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN), โคบอล (COBOL) ปาสกาล (PASCAL), ซี (C), วีบี (VB), วีซี (VC), เดลฟี (Delphi) โปรแกรมในสำนักงาน, การทำบัญชี, การลงทะเบียน, งานวิจัย เป็นต้น

1.8 ภาษาคอมพิวเตอร์ ภาษาเครื่อง (Machine Language) 1.8 ภาษาคอมพิวเตอร์ ภาษาเครื่อง (Machine Language) คำสั่งของภาษาประกอบด้วยกลุ่มเลขฐานสอง (0 และ 1) ภาษาใกล้เคียงภาษามนุษย์ (Human Oriented Language) ภาษาระดับต่ำ (Low level language) มีเพียงภาษาเดียวเท่านั้น คือ ภาษาแอสเซมบลี่ ภาษาระดับสูง (High level language) เบสิก (BASIC), ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN), โคบอล (COBOL) ปาสกาล (PASCAL), ซี (C), วีบี (VB), วีซี (VC), เดลฟี (Delphi)

1.9 รหัสแทนข้อมูล รหัส BCD (Binary Code Decimal) 1.9 รหัสแทนข้อมูล รหัส BCD (Binary Code Decimal) 1 ไบท์ 6 บิท ได้ 64 ลักษณะ รหัส EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange Code) 1 ไบท์ 8 บิท ได้ 256 ลักษณะ รหัส ASCII (American Standard Code Information Interchange) 1 ไบท์ 8 บิท ได้ 256 ลักษณะ เป็นที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน

1.9 รหัสแทนข้อมูล Character BCD EBCDIC ASCII 1 2 3 4 000001 000010 1.9 รหัสแทนข้อมูล Character BCD EBCDIC ASCII 1 2 3 4 000001 000010 000011 000100 11110001 11110010 11110011 11110100 00110001 00110010 00110011 00110100 : A B C D 110001 110010 110011 110100 11000001 11000010 11000011 11000100 01000001 01000010 01000011 01000100

1.10 ลักษณะที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ 1.10 ลักษณะที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ ประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ มีความเร็วสูงในการประมวลผล ทำงานด้วยความเร็วสูง มีหน่วยความจำภายใน ใช้เก็บโปรแกรมและข้อมูล มีความถูกต้องเสมอ ถ้าข้อมูลและคำสั่งถูกต้อง

1.11 ประโยชน์และข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ 1.11 ประโยชน์และข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ ได้แก่ ความเร็ว (Speed) ความถูกต้อง (Accuracy) ความน่าเชื่อถือ (Reliability) การเก็บรักษาข้อมูลหรือโปรแกรม (Retention) การประหยัด (Economy) การใช้งานได้หลาย ๆ ด้าน (Wide Applicability)

1.11 ประโยชน์และข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ 1.11 ประโยชน์และข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ ข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ ได้แก่ การทำงานต้องขึ้นกับมนุษย์ (Dependence of People) การวางระบบงานคอมพิวเตอร์ต้องใช้เวลามาก (Time-Consuming System) การรบกวนระบบงานปกติ (Disruptiveness) การไม่รู้จักปรับปรุงให้ดีขึ้น (Unadaptiveness)

Home Work แบบฝึกหัด บทที่ 1 ส่งทางคำตอบทาง paper ก่อนเรียนบทที่ 2

The End