ระบบคอมพิวเตอร์ โดย อาจารย์เบญจมาศ วิชา 204100 Information Technology and Modern Life

บทที่ 1 ระบบคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดแวร์ (Hardware) ซอฟต์แวร์ (Software) พีเพิลแวร์ (Peopleware) HW Read a,b c = a+b print c SW PW

ประเภทของคอมพิวเตอร์ แบ่งตามการกระทำของข้อมูล แบ่งตามลักษณะการใช้งาน แบ่งตามขนาดหน่วยความจำ

แบ่งตามการกระทำของข้อมูล Analog Computer ข้อมูลที่ต่อเนื่อง เช่น ความเร็วของรถยนต์ อุณหภูมิของอากาศ ความดังของเสียง ความเข้มของแสง งานทางด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ การแพทย์และวิศวกรรมศาสตร์ Digital Computer ใช้ข้อมูลที่เป็นรหัสตัวเลขฐานสอง คือ 0 และ 1 ใช้ในงานทางด้านธุรกิจ ด้านการศึกษา Hybrid Computer ใช้ผ่านอุปกรณ์ในการแปลงสัญญาณ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ควบคุมอัตราการเต้นของหัวใจ การวัดคลื่นสมองของผู้ป่วยในโรงพยาบาล A/D D/A DIGITAL

แบ่งตามลักษณะการใช้งาน Special Purpose Computer ทำงานเฉพาะด้านใดด้านหนึ่ง ไม่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานด้านอื่น ๆ คอมพิวเตอร์ควบคุมเครื่องจักรของโรงงานอุตสาหกรรม Computer Thermography (CT) General Purpose Computer ใช้งานทั่วไป

แบ่งตามขนาดหน่วยความจำ Super Computer Mainframe Minicomputer Microcomputer

บิต กับ ไบต์ บิต (Bit) คือ หน่วยที่เล็กที่สุดที่อาจเป็นเลข 0 หรือ 1 ย่อมาจาก Binary Digit ไบต์ (Byte) คือ กลุ่มของบิต จำนวน 6-8 บิต ใช้เข้ารหัสแทน อักษร หรือ ตัวเลข 1 ตัว และนิยมใช้เป็นหน่วยวัดความจุข้อมูล

หน่วยวัดความจุข้อมูล 1 Byte = 6-8 Bit 1 Kbyte = 210 Byte =1024 Byte 1 Mbyte = 210 Kbyte 1 Gbyte = 210 Mbyte 1 Tbyte = 210 Gbyte K= Kilo กิโล M = Mega เมกะ G = Giga จิกะ T = Tera เทรา

Supercomputer มีหน่วยความจำขนาดใหญ่ ประมวลผลได้รวดเร็ว ประสิทธิภาพสูง ราคาแพง ใช้ในงานที่มีการคำนวณที่ซับซ้อน เช่น การวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม การพยากรณ์อากาศ การยิงขีปนาวุธ การสื่อสารผ่านดาวเทียม การบิน งานประมวลผลภาพทางการแพทย์ มีความสามารถในการประมวลผลสูงสุด สร้างเพื่องานทางด้านวิทยาศาสตร์ที่ต้องการการประมวลผลที่ซับซ้อน เช่น งานวิจัยขีปนาวุธ

เครื่องเมนเฟรม (Mainframe) มีประสิทธิภาพรองลงมาจาก Super Computer มีผู้ใช้งานพร้อมกันได้หลายคน Time sharing Multiuser Centralized Data Processing ใช้ในองค์กรทางธุรกิจขนาดใหญ่ การทำเป็น Database Server หรือ web server ที่มีผู้ใช้จำนวนมาก เช่น ระบบเอทีเอ็ม สามารถทำงานได้หลายงาน เช่น คอมพิวเตอร์ของธนาคารที่เชื่อมต่อไปยัง ATM และสาขาของธนาคารทั่วประเทศ

เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ (Mini computer) หลักการทำงานเช่นเดียวกับเครื่อง Mainframe มีสมรรถนะปานกลาง นิยมใช้กับหน่วยงานขนาดย่อม เช่น กรม กอง มหาวิทยาลัย ห้างสรรพสินค้า โรงแรม โรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น

ไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer) คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก หนึ่งคนใช้ได้หนึ่งเครื่อง นิยมใช้ในร้านค้าและสำนักงาน

HARDWARE ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์รอบข้างที่เกี่ยวข้อง ทั้งภายในและภายนอกคอมพิวเตอร์ที่สามารถจับต้องได้ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) หน่วยแสดงผล (Output Unit) หน่วยความจำ (Memory Unit or Storage Unit) หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit) หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage Unit)

องค์ประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์ Storage Processor ROM RAM Output CU Keyboard ALU

หน่วยรับข้อมูล (input Unit) แป้นพิมพ์ (Keyboard) เมาส์ (Mouse) ลูกกลมควบคุม (Track ball) จอยสติก(Joy Stick) แผ่นรองสัมผัส (Touch pad) สแกนเนอร์ (Scanner) เครื่องอ่านอักขระด้วยแสง(Optical Character Recognition) เครื่องอ่านลายนิ้วมือ (Fingerprint Reader) เครื่องอ่านรหัสแท่ง(Bar Code Reader)

หน่วยรับข้อมูล (input Unit) เครื่องอ่านอักขระหมึกแม่เหล็ก (Magnetic-Ink Character Recognition:MICR) เครื่องอ่านเครื่องหมายด้วยแสง (Optical Mark Reader : OMR) เครื่องอ่านพิกัด (Digitizing tablet) ใช้ปากกาที่เรียกว่า Stylus ชี้บนกระดาษ ที่มีเส้นแบ่ง(Grid) เพื่อส่งข้อมูลตำแหน่งเข้าไปยัง คอมพิวเตอร์ปรากฏเป็นลายเส้นบนจอภาพ

หน่วยรับข้อมูล (input Unit) ปากกาแสง (Light Pen) : เขียน,จิ้มเลือกเมนูบนหน้าจอ กล้องถ่ายวีดีทัศน์ (VDO Camera) ไมโครโฟน (Microphone) Voice Recognition

อุปกรณ์ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูล (OUTPUT UNIT) ประเภทที่มีลักษณะการแสดงข้อมูลแบบ Soft copy จอภาพแสดงผล (Monitor) โดยมีการ์ดสำหรับแสดงผลจอภาพ (Display Adapter Card) เป็นวงจรภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานร่วมกับจอภาพ Cathode-Ray Tube : CRT Liquid Crystal Display : LCD จอแบบผลึกเหลวที่มีคุณสมบัติก้ำกึ่งระหว่างของแข็งและของเหลวมีจอที่มีลักษณะแบนเรียบทั้งตัวเครื่อง สบายตาและไม่มีการแผ่รังสี ลำโพง (Speaker)

อุปกรณ์ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูล (OUTPUT UNIT) ประเภทที่มีลักษณะการแสดงข้อมูลแบบ Hard copy เครื่องพิมพ์ (Printer) Impack printer : Dot matrix , Line printer Non- impack printer : Thermal, Laser, Ink jet printer เครื่องวาด (Plotter)

หน่วยประมวลผลกลาง Processor ซีพียู (CPU : Central Processing Unit) โปรเซสเซอร์ (Processor) ศูนย์กลางการประมวลผลตามชุดคำสั่งและควบคุมระบบต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ ให้ทุกหน่วยทำงานสอดคล้องสัมพันธ์กัน ย่อลงบนแผ่นวงจรเล็กๆ เรียกว่า ชิพ (Chip) หรือไมโครโพรเซสเซอร์ Microprocessor

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU : Central Processing Unit) ประกอบด้วยหน่วยการทำงานหลัก 2 หน่วย คือ หน่วยควบคุม (CU: Control Unit) ทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากหน่วยความจำหลักมาไว้ใน register และทำการแปลงรหัสคำสั่งเรียกว่า Decoding หน่วยคำนวณและตรรกะ(ALU: Arithmetic Logic Unit ) ทำการคำนวณผลหรือเปรียบเทียบ แล้วจึงส่งผลลัพธ์เก็บไว้ใน Register

ชนิดของรีจีเตอร์ (Register) รีจีสเตอร์ทั่วไป (General Register) รีจีสเตอร์พิเศษ (Special Register) Accumulator Register Instruction Register Program Counter หรือ Address register

หน่วยความจำ (Memory Unit or Storage Unit) หน่วยความจำหลัก (Main Memory) ROM : Read Only Memory RAM : Random Access Memory หน่วยความจำสำรอง (Secondary Storage/Memory) SAS: Sequential Access Storage DAS/RAS : Direct/Random Access Storage

หน่วยความจำสำรอง หรือ สื่อบันทึก (Secondary Memory) อุปกรณ์การอ่านและอุปกรณ์บันทึก อุปกรณ์บันทึก สื่อบันทึก CPU ------- MEMORY อุปกรณ์อ่าน

หน่วยความจำสำรอง หรือ สื่อบันทึก (Secondary Memory) SAS : Sequential Access Storage บัตรเจาะรู (Punch Card) Card Reader Card Punch แถบกระดาษ (Paper Tape) เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) เทปตลับ (Tape cassette)

SAS : Sequential Access Storage บัตรเจาะรู เครื่องเจาะบัตรรู (Card Punch)

SAS : Sequential Access Storage แถบกระดาษ เครื่องเจาะแถบกระดาษ

SAS : Sequential Access Storage

Inter record Gap Block Physical record logical record Interrecord Gap ลักษณะการบันทึกเทป Inter record Gap Block Physical record logical record Record 1 Record 2 Record 3 Interrecord Gap Interblock Gap R1 R2 R3 Logical Record Physical Record

หน่วยความจำสำรอง หรือ สื่อบันทึก (Secondary Memory) DAS: Direct Access Storage จานแม่เหล็ก (Magnetic Disk) เครื่องอ่านและบันทึกจานแม่เหล็ก (Disk drive) แผ่นดิสเก็ตต์ (Diskette, Floppy Disk) เครื่องอ่านและบันทึกดิสเก็ตต์ (Diskette drive)

DAS: Direct Access Storage Magnetic Disk Hard disk or Fixed disk Diskette or Floppy Disk

ภาพจานแม่เหล็ก (Magnetic disk)

รายละเอียดจานแม่เหล็ก Tracks: ร่องบันทึกข้อมูลตามแนวเส้นรอบวงบนจานแม่เหล็ก หรือตามความกว้างของเทปแม่เหล็ก ร่องบันทึกข้อมูลแต่ละร่องไม่ต่อเนื่องกัน ความหนาแน่น แต่ละ Track มีความหนาแน่นเท่ากัน Sector: ส่วนหนึ่งของร่องบันทึกข้อมูลบนแผ่นจานแม่เหล็กชนิดอ่อน ซึ่ง บันทึกข้อมูลระหว่าง 128 byte ถึง 1 Kb Cylinder: แนวดิ่งตรงกันของร่องบันทึกข้อมูลบนชุดจานแม่เหล็ก แต่ละ แผ่นวางเรียงซ้อนกันบนแกนเดียวกัน ดังนั้นถ้า 200 ร่องบันทึก (Track) ก็จะมี 200 Cylinder Surface: พื้นผิวของจานแม่เหล็ก 1 แผ่นมี 2 พื้นผิว

DAS: Direct Access Storage External hard disk ฮาร์ดดิสก์แบบภายนอก Removable/Portable hard disk Hard Disk

DAS: Direct Access Storage Compack Disk Read-Only Memory (CD-ROM) ความจุตั้งแต่ 650 MB จนถึง 1 GB แบ่งได้เป็น 3 ชนิด CD-ROM , CD-R , CD-RW Digital Versatile Disc/Digital Video Disc มีลักษณะคล้ายซีดี แต่ต่างกันที่เก็บข้อมูลได้มากกว่า ซีดี 17 เท่า ความจุตั้งแต่ 4.7-17 GB แบ่งเป็น 3 ชนิด DVD-ROM , DVD-R , DVD-RW และDVD RAM

DAS: Direct Access Storage โซลิดสเตท : Solid state storage วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการทำงานและไม่มีส่วนเคลื่อนที่ ข้อมูลจะถูกบันทึกและสืบค้นโดยตรงเหมือนกับ RAM ราคาแพง เชื่อถือได้ ใช้พลังงานน้อย ตัวอย่างเช่น Flash memory card flash drive/ thumb drive/ handy drive

Software โปรแกรม (Program): ชุดคำสั่งที่มีความสอดคล้องกันเป็นลำดับ โปรแกรมถูกเขียนขึ้นโดย ภาษาคอมพิวเตอร์

ภาษาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ภาษาที่ใช้สำหรับเขียนชุดคำสั่งที่สั่งงานให้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติการ ยุคของภาษาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ยุคที่ 1 ภาษาเครื่อง (Machine Language) ยุคที่ 2 ภาษาแอสเซมบลี (Assembly Language) ยุคที่ 3 ภาษาระดับสูง (High-level Language) ยุคที่ 4 ภาษาระดับสูงมาก (Very High-level Language) ยุคที่ 5 ภาษาธรรมชาติ (Natural Language)

ภาษาเครื่อง (Machine Language) อยู่ในรูปเลขฐานสอง หน่วยควบคุมใน CPU สามารถตีความและปฏิบัติงานได้ทันที่ อ้างถึงข้อมูลที่ตำแหน่งใดๆก็ได้ ต้องสั่งงานทุกขั้นตอน

ภาษาแอสแซมบีส (Assembly Language) กำหนดสัญลักษณ์ให้กับกลุ่มของเลขฐานสอง 0001101000110100 แทนด้วย AR 3,4 Symbolic Language Assembler

ภาษาระดับสูง (High Level Language) สื่อความหมายและใช้งานง่าย ลักษณะคล้ายภาษาอังกฤษ 1 คำสั่งอาจประกอบด้วยภาษาเครื่องหลายคำสั่ง ตัวแปรภาษาจะใช้แบบ Compiler และ Interpreter FORTRAN, BASIC, PASCAL, RPG, COBOL, etc. ผู้ใช้ส่วนมากเป็นนักพัฒนาโปรแกรม (programmer) สามารถนำมาสร้างเป็นซอฟท์แวร์หรือโปรแกรม ต่างๆ ตามที่ต้องการได้ เช่น ใช้ ภาษา C สร้างซอฟท์แวร์เพื่อคำนวณค่าดัชนีมวลกายของมนุษย์

Translator เป็นโปรแกรมที่มีหน้าที่แปลภาษาคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ไปเป็นภาษาเครื่อง มี 3 ประเภทคือ Assembler Interpreter Complier

L 3,A L 4,B AR 3,4 ST 3,C ประเภทของ Translator 01011000 00110000 Assembler แปลภาษาแอสเซมบลีให้เป็นภาษาเครื่อง L 3,A L 4,B AR 3,4 ST 3,C 01011000 00110000 11000000 00000000 01011000 01000000 11000000 00000100 00011010 00110100 01010000 00110000 11000000 00001000

ประเภทของ Translator Interpreter แปลภาษาระดับสูงไปเป็นภาษาเครื่อง ใช้หลักการแปลพร้อมกับทำงานตามคำสั่งทีละบรรทัดตลอดทั้งโปรแกรม Compiler แปลภาษาระดับสูงไปเป็นภาษาเครื่องเช่นเดียวกับ Interpreter ใช้วิธีแปลทั้งโปรแกรมให้เป็น object code ก่อนที่จะนำไปทำงานเช่นเดียวกับ Assembler

Cobol Compiler ADD A TO B GIVING C 01011000 00110000 11000000 00000000 01011000 01000000 11000000 00000100 00011010 00110100 01010000 00110000 11000000 00001000 ADD A TO B GIVING C Machine Language

ภาษาระดับสูงมาก (4 GL) ระบุแต่ความต้องการแล้วภาษาจะสร้างโปรแกรมให้เอง SQL, DB2

ประเภทของ Software System software Operating System: OS Processing Program Language Translator Utilities Program Application Program Special Purpose Program Software Package Word processor Worksheet Database

ระบบปฏิบัติการ (Operating Systems) ซอฟต์แวร์ประจำเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องทำหน้าที่ เป็นผู้จัดการคอยควบคุมดูแลการทำงานของคอมพิวเตอร์ตลอดเวลา เช่น Windows, Linux, Unix, OS2 หน้าที่หลัก เป็นตัวกลางระหว่างผู้ใช้กับเครื่อง แปลคำสั่งของผู้ใช้ และรับไปปฏิบัติ ควบคุมดูแลแฟ้มข้อมูล, หน่วยความจำ, ฮาร์ดแวร์

โปรแกรมประยุกต์ (Application Program) โปรแกรมที่ใช้งานต่างๆ ตามข้อกำหนดของหน่วยงาน เขียน หรือ พัฒนาโดยภาษาคอมพิวเตอร์ โปรแกรมประยุกต์เรื่องเดียวกันที่ในหน่วยงานเดียวกันควร มีลักษณะคล้ายกัน

ภาพการทำงานระหว่าง Hardware กับ Software USER COMMAND LANGUAGE PROCESSOR USER OPERATING SYSTEM FILE SYSTEM EDITORS COMPUTER HARDWARE LANGUAGE PROCESSOR CPU MEMORY APPLICATION PROGRAMS WORD PROCESSOR, GRAPHICS PACKAGE, GRAMES DEVICE COMMUNICATION SUPPORT LOADER USER USER

บุคลากรคอมพิวเตอร์ (People ware) แบ่งกลุ่มบุคลากรออกเป็น 3 กลุ่มด้วยกัน คือ กลุ่มผู้บริหาร กลุ่มผู้เชี่ยวชาญ กลุ่มผู้ใช้งานทั่วไป

บุคลากรคอมพิวเตอร์ (Peopleware) กลุ่มผู้บริหาร ผู้บริหารสูงสุดด้านสารสนเทศและคอมพิวเตอร์ (CIO – Chief Information Officer) หัวหน้างานด้านคอมพิวเตอร์ (Computer Center Manager/ Information Manager ผู้จัดการฐานข้อมูล ( Database Administrator : DBA ) 

บุคลากรคอมพิวเตอร์ (Peopleware) กลุ่มผู้เชี่ยวชาญ นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) นักเขียนโปรแกรม (Programmer) วิศวกรซอฟต์แวร์ (Software Engineer) ผู้ดูแลเน็ตเวิร์ก (Network Administrator) ช่างเทคนิคคอมพิวเตอร์ (Computer Technician)

บุคลากรคอมพิวเตอร์ (Peopleware) กลุ่มผู้ใช้งานทั่วไป ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ (User / End User) ผู้ใช้งานระดับต่ำสุด ไม่จำเป็นต้องมีความเชี่ยวชาญมากนักก็สามารถใช้งานได้ โดยศึกษาจากคู่มือการปฏิบัติงานหรือรับการอบรมเพิ่มเติม พนักงานปฏิบัติการเครื่องคอมพิวเตอร์ ( Computer Operator ) ดูแลควบคุมการเปิดปิดเครื่อง นำโปรแกรมมาบรรจุเข้าเครื่องเพื่อให้เริ่มทำงาน พนักงานบันทึกข้อมูล ( Data Entry Operator ) ...