ระบบคอมพิวเตอร์

1. ซอฟต์แวร์

1.1. ภาษาคอมพิวเตอร์คือ

1.1.1. ภาษาเครื่อง (Machine Languages)

1.1.1.1. เลขฐานสองที่ประกอบกันเป็นชุดค าสั่งและใช้สั่งงาน คอมพิวเตอร์การใช้ภาษาเครื่องถึงแม้คอมพิวเตอร์จะเข้าใจได้ทันที แต่มนุษย์จะมีข้อยุ่งยากมากเพราะเข้าใจ และจดจ าภาษาเครื่องได้ยาก ดังนั้นจึงมีผู้สร้างภาษาคอมพิวเตอร์ในรูปแบบอื่นที่เป็นตัวอักษร

1.2. ภาษาแอสเซมบลี(Assembly Languages)

1.2.1. เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ในยุคที่2 ถัดจากภาษาเครื่อง ภาษาแอสเซมบลียังมีความใกล้เคียงภาษาเครื่องอยู่มากโดยใช้ตัวแปลภาษาที่เรียกว่าแอสเซมเบลอร์ (Assembler) เพื่อแปลชุดภาษาแอสเซมบลีให้เป็นภาษาเครื่อง

1.3. ภาษาระดับสูง (High-Level Languages)

1.3.1. เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ในยุคที่3 ชุดค าสั่งมีลักษณะ เป็นประโยคภาษาอังกฤษ ท าให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเข้าใจชุดค าสั่งง่ายขึ้นเนื่องจากภาษาระดับสูง ใกล้เคียงภาษามนุษย์ ตัวแปลภาษาระดับสูงเพื่อให้เป็นภาษาเครื่องมีอยู่2 ชนิด คือ คอมไพเลอร์(Compiler) และอินเทอร์พรีเตอร์(Interpreter)คอมไพเลอร์ จะท าการแปลโปรแกรมที่เขียนเป็นภาษาระดับสูงทั้งโปรแกรมให้เป็นภาษาเครื่อง ก่อนแล้วจึงให้คอมพิวเตอร์ท างานตามภาษาเครื่องนั้น

1.3.1.1. คอมไพเลอร์ จะท าการแปลโปรแกรมที่เขียนเป็นภาษาระดับสูงทั้งโปรแกรมให้เป็นภาษาเครื่อง ก่อนแล้วจึงให้คอมพิวเตอร์ท างานตามภาษาเครื่องนั้น

1.3.1.2. อินเทอร์พรีเตอร์ จะท าการแปลทีละค าสั่งแล้วให้คอมพิวเตอร์ท าตามค าสั่งนั้น เมื่อท าเสร็จแล้วจึง แปลค าสั่งล าดับต่อไป

1.3.2. ภาษายุคที่4 (Fourth-Generation Languages: 4GL)

1.3.2.1. เป็นภาษาที่ไม่ต้องก าหนดขั้นตอนการ ท างาน(Non-Procedural) เพียงแต่สั่งว่าต้องการข้อมูลอะไร ก็สามารถแสดงผลลัพธ์ได้ตามต้องการ ตัวอย่าง ภาษายุคที่4 เช่น ชุดค าสั่งภาษาSQL (Structured Query Language)

1.3.3. ภาษาเชิงวัตถุ(Object-Oriented Languages)

1.3.3.1. เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ซึ่งจะมองทุกสิ่งเป็นวัตถุ (Object) โดยวัตถุจะประกอบด้วยข้อมูล(Data) และวิธีการ(Method) และจะมีคลาส(Class) เป็นตัวก าหนด คุณสมบัติของวัตถุ รวมทั้งความสามารถในการถ่ายทอดคุณสมบัติ(Inheritance) การEncapsulation และ การน ากลับมาใช้ใหม่ ภาษาเชิงวัตถุสามารถน ามาพัฒนาระบบงานที่มีความซับซ้อนได้เป็นอย่างดี ตัวอย่าง ภาษานี้เช่นVisual Basic, C++ และJAVA เป็นต้น

1.4. ประเภทของซอฟต์แวร์

1.4.1. ซอฟต์แวร์ระบบ

1.4.1.1. ซอฟต์แวร์ที่บริษัทผู้ผลิตสร้างขึ้นมาเพื่อใช้จัดการกับระบบคอมพิวเตอร์ท า หน้าที่ด าเนินงานพื้นฐานต่าง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ เช่น รับข้อมูลจากคีย์บอร์ดแล้วแปลความหมายให้ คอมพิวเตอร์เข้าใจน าข้อมูลไปแสดงผลบนจอภาพหรือน าออกไปยังเครื่องพิมพ์ จัดการข้อมูลบนหน่วยความจ า ซอฟต์แวร์ระบบยังใช้เป็นเครื่องมือในการพัฒนาซอฟต์แวร์อื่น ๆ และยังรวมไปถึงซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการ แปลภาษาต่าง ๆ หน้าที่หลักของซอฟต์แวร์ระบบประกอบด้วยจัดการหน่วยรับเข้าและหน่วยแสดงผล เช่น ติดต่อกับอุปกรณ์รับเข้าและแสดงผลอื่น ๆ เป็นต้น

1.4.1.1.1. จัดการหน่วยรับเข้าและหน่วยแสดงผล เช่น ติดต่อกับอุปกรณ์รับเข้าและแสดงผลอื่น ๆ เป็นต้น

1.4.1.1.2. จัดการหน่วยความจ าเพื่อน าข้อมูลจากแผ่นบันทึกมาบรรจุยังหน่วยความจ าหลักหรือน าข้อมูลจาก

1.4.1.1.3. ใช้เป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้งานกับคอมพิวเตอร์ให้สามารถใช้งานได้ง่ายขึ้น

1.4.1.1.4. ซอฟต์แวร์ระบบโดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1.4.2. ระบบปฏิบัติการ

1.4.2.1. ตัวแปลภาษา(Translator Program)

1.4.2.1.1. ในการพัฒนาซอฟต์แวร์จ าเป็นต้องมีซอฟต์แวร์ที่ใช้ใน การแปลภาษาระดับสูงเพื่อแปลภาษาระดับสูงให้เป็นภาษาเครื่อง

1.4.2.2. ซอฟต์แวร์ประยุกต์

1.4.2.2.1. เป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้กับงานด้านต่าง ๆ ตามความต้องการของผู้ใช้ที่สามารถ น ามาใช้ประโยชน์ได้โดยตรง เราอาจแบ่งซอฟต์แวร์ประยุกต์ออกเป็นสองกลุ่ม คือ ซอฟต์แวร์ส าเร็จและ ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นใช้งานเฉพาะ ซอฟต์แวร์ส าเร็จในปัจจุบันมีมากมาย เช่น ซอฟต์แวร์ประมวลค า ซอฟต์แวร์ตารางท างาน ฯลฯ

1.4.2.3. ซอฟต์แวร์สำเร็จ

1.4.2.3.1. เป็นซอฟต์แวร์ที่มีความนิยมใช้กันสูงมาก ซอฟต์แวร์ส าเร็จเป็นซอฟต์แวร์ที่บริษัทพัฒนาขึ้นแล้วน าออกมาจ าหน่าย เพื่อให้ผู้ใช้งานซื้อไปใช้ได้โดยตรง ไม่ ต้องเสียเวลาในการพัฒนาซอฟต์แวร์อีก ซอฟต์แวร์ส าเร็จที่มีจ าหน่ายในท้องตลาดทั่วไปและเป็นที่นิยมของผู้ใช้

2. คุณลักษณะของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง

2.1. หน่วยรับข้อมูล

2.1.1. อุปกรณ์รับเข้าแบบกด

2.1.1.1. แป้นพิมพ์ (Keyboard)

2.1.2. อุปกรณ์รับเข้าแบบชี้ต าแหน่ง

2.1.2.1. เมาส์(Mouse)

2.1.2.2. ลูกกลมควบคุม(Track ball)

2.1.2.3. แท่งชี้ต าแหน่ง(Track point)

2.1.2.4. แผ่นรองสัมผัส(Touch pad)

2.1.2.5. ก้านควบคุม(Joystick)

2.1.3. อุปกรณ์รับเข้าระบบปากกา

2.1.3.1. ปากกาแสง(Light pen)

2.1.3.2. เครื่องอ่านพิกัด(Digitizing tablet) หรือ แผ่นระนาบกราฟิก(graphic tablet)

2.1.4. อุปกรณ์รับเข้าแบบจอสัมผัส

2.1.4.1. อุปกรณ์รับเข้าแบบจอสัมผัส

2.1.5. อุปกรณ์รับเข้าแบบกวาดตรวจ

2.1.5.1. เครื่องอ่านรหัสแท่ง(Barcode Reader)

2.1.5.2. เครื่องกราดตรวจ(Scanner)

2.1.5.3. เครื่องกราดตรวจ(Scanner)

2.1.6. อุปกรณ์รับเข้าแบบจดจ าเสียง

2.1.6.1. เครื่องบันทึกเสียง

2.2. หน่วยประมวลผลกลาง

2.2.1. หน่วยควบคุม(Control Unit : CU) ท าหน้าที่ควบคุมการท างาน ควบคุมการเขียนอ่านข้อมูล ระหว่างหน่วยความจ าของซีพียูควบคุมกลไกการท างานทั้งหมดของระบบ ควบคุมจังหวะเวลา โดยมีสัญญาณ นาฬิกาเป็นตัวก าหนดจังหวะการท างาน หน่วยนี้ท าหน้าที่คล้ายกับสมองคนซึ่งสามารถเปรียบเทียบการท างาน

2.2.2. หน่วยค านวณและตรรกะ(Arithmetic and Logic Unit : ALU) ท าหน้าที่ค านวณทางเลขคณิต ได้แก่ การบวก ลบ คูณ หาร และเปรียบเทียบทางตรรกะเพื่อท าการตัดสินใจ การท างานของหน่วยนี้จะรับ ข้อมูลจากหน่วยความจ ามาไว้ในที่เก็บชั่วคราวของเอแอลยูซึ่งเรียกว่าregister เพื่อท าการค านวณแล้วส่งผล ลัพธ์กลับไปยังหน่วยความจ า ทั้งนี้ในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ข้อมูลและค าสั่งจะอยู่ในรูปของ สัญญาณไฟฟ้าแล้วส่งไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ผ่านระบบส่งถ่ายข้อมูลภายในเรียกว่าบัส(bus) ความเร็วของซีพียูถือ ได้ว่าเป็นปัจจัยส าคัญอย่างหนึ่งที่บ่งบอกถึงประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งองค์ประกอบที่ส่งผลต่อ ประสิทธิภาพของซีพียูมี3 ส่วนหลักๆ คือ

2.2.2.1. 1. สัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู เป็นสัญญาณที่ให้จังหวะในการท างานภายในตัวซีพียูหรือจะกล่าว ได้ว่าเป็นความเร็วของซีพียูนั้นเอง

2.2.2.2. 2. สัญญาณภายนอกซีพียู เป็นสัญญาณที่ให้จังหวะในการท างานแก่บัสที่ซีพียูใช้รับส่งข้อมูลกับ หน่วยความจ า โดยบัสที่เชื่อมต่อระหว่างซีพียูกับหน่วยความจ านี้จะเรียกว่า Front Side Bus (FSB)

2.2.2.3. 3. หน่วยความจ าแคช(Cache memory) คือส่วนที่ท าหน้าที่เก็บข้อมูลหรือค าสั่งที่ซีพียูมักมีการ เรียกใช้งานบ่อยๆ เพื่อลดการท างานระหว่างซีพียูกับหน่วยความจ าหลัก หน่วยความจ าแคช ในปัจจุบันมี ความเร็วเท่ากับความเร็วของซีพียูและบรรจุอยู่ภายในซีพียู มีอยู่2 ระดับ คือแคชระดับ1(L1 cache) และ แคช ระดับ2 (L2 cache)

2.2.3. บรรจุภัณฑ์(Packaging) และฐานรอง(Socket)

2.2.3.1. แบบตลับ(Cartridge)

2.2.3.2. แบบBGA (Ball Grid Array)

2.2.3.3. แบบPGA (Pin Grid Array)

2.2.3.4. แบบLGA (Land Grid Array)

2.2.4. อุปกรณ์ช่วยระบายความร้อนให้ซีพียู(Heat Sink)

2.2.4.1. สารเชื่อมความร้อน(Thermal Grease)

2.3. หน่วยความจำ

2.3.1. โครงสร้างของลำดับขั้นหน่วยความจำ

2.3.1.1. รีจิสเตอร์(Register)

2.3.1.1.1. เป็นหน่วยความจ าที่มีความจุน้อยสุด มีความเร็วสูงสุด และมีราคาแพงสุด โดยถูกสร้างเป็น ส่วนหนึ่งของชิปหน่วยประมวลผลกลาง ใช้เก็บข้อมูลเข้าและผลลัพธ์ตามที่ระบุไว้ในแต่ละค าสั่งของชุดค าสั่ง ของหน่วยประมวลผลกลาง ตัวอย่างเช่น รีจิสเตอร์ที่ใช้เก็บต าแหน่งต่างๆ ของหน่วยความจ า(address registers) รีจิสเตอร์ที่ใช้เก็บค่าคงที่(constant registers) ที่สามารถอ่านได้อย่างเดียว

2.3.1.2. หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้(Random-Access Memory : RAM)

2.3.1.2.1. คุณลักษณะที่ส าคัญของRAM มีอยู่2 ประการคือ สามารถอ่านหรือบันทึกข้อมูลได้อย่างง่ายดาย และรวดเร็วด้วยการใช้สัญญานไฟฟ้า และเก็บข้อมูลไว้ชั่วคราว RAM ต้องได้รับพลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ตลอดเวลา เมื่อไม่มีพลังงานไฟฟ้าข้อมูลทั้งหมดที่เก็บอยู่ในหน่วยความจ าก็จะหายไปทันที

2.3.1.3. แคช(Cache)

2.3.1.3.1. แคชสร้างขึ้นมาเพื่อให้เป็นหน่วยความจ าที่ท างานได้เร็วทีสุด ท าหน้าที่เก็บส าเนาข้อมูลบางส่วน ในหน่วยความจ าหลักเอาไว้ เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้ามากขึ้น ช่วยให้สามารถใส่Cache เข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของ ชิพโปรเซสเซอร์ได้ ซึ่งเรียกว่าon-chip cacheหน่วยความจ าหลักแบบแก้ไขได้(Random-Access Memory : RAM)

2.3.1.4. หน่วยความจ าชั่วคราวแบ่งออกเป็น2 ประเภทใหญ่ ดังนี้

2.3.1.4.1. Dynamic RAM(DRAM) เป็นหน่วยความจ าที่ประกอบด้วยเซลล์ที่ใช้เก็บข้อมูลที่ใช้อัด ประจุไฟฟ้าเข้าไปเก็บไว้ในตัวcapacitor เป็นระยะอยู่เสมอเพื่อที่จะได้สามารถเก็บรักษาข้อมูลเอาไว้ได้

2.3.1.4.2. Static RAM(SRAM) ในSRAM ค่าไบนารี่“0” หรือ“1” จะถูกเก็บไว้ด้วยflip-flop logic gate ซึ่งสามารถเก็บค่าไว้ในตัวเองได้นานตราบเท่าที่มีพลังงานไฟฟ้าป้อนให้อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ต้องอาศัย การถ่ายเทประจุไฟฟ้าเหมือนกับที่เกิดขึ้นในDRAM

2.4. หน่วยความจำสำรอง

2.4.1. I. แบบIDE (Integrate Drive Electronics)

2.4.2. II. แบบE-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics)

2.4.3. III. แบบSCSI (Small Computer System Interface)

2.4.4. IV. แบบSerial ATA

2.5. หน่วยแสดงผล

2.5.1. จอภาพ(Monitor)

2.5.2. เครื่องพิมพ์ (Printer)

2.5.2.1. เครื่องพิมพ์แบบจุด(Dot Matrix Printer)

2.5.2.1.1. เครื่องพิมพ์ที่อาศัยการใช้หัวเข็มไปกระแทกกระดาษ โดยผ่านผ้าหมึกท าให้เป็นจุดขึ้น ซึ่งมีลักษณะการท างานคล้ายเครื่องพิมพ์ดีด คุณลักษณะเด่นของเครื่องพิมพ์ แบบนี้ คือ สามารถพิมพ์ลงบนกระดาษที่มีหลายส าเนาหลายชุดได้ ท าให้ไม่ต้องเสียเวลาพิมพ์

2.5.2.2. เครื่องพิมพ์แบบพ่นหมึก(Ink Jet Printer)

2.5.2.2.1. เครื่องพิมพ์ที่ใช้วิธีพ่นน้ าหมึกลงไปบนวัตถุงาน โดย หมึกจะถูกฉีดออกจากรูขนาดเล็กบนหัวพิมพ์ คุณลักษณะเด่นของเครื่องพิมพ์แบบนี้ คือ สามารถพิมพ์ภาพสีได้ โดยมีตลับหมึกสีแยกอิสระ สามารถถอดเปลี่ยนใหม่ได้ คุณภาพการพิมพ์คมชัดกว่าแบบใช้หัวเข็ม ให้ความ ละเอียดสูง

2.5.2.3. เครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์(Laser Printer)

2.5.2.3.1. มีหลักการท างานเหมือนกับเครื่องถ่ายเอกสาร เป็น เครื่องพิมพ์ที่พัฒนามาจากเครื่องพิมพ์แบบจุดและแบบพ่นหมึก สามารถพิมพ์ได้เร็วกว่าแบบอื่นและมีความ คมชัดมากจึงได้รับความนิยมน ามาใช้งานในส านักงานทั่วไป

2.5.3. พลอตเตอร์ (Plotter)

2.5.3.1. เครื่องวาดลายเส้นท างานโดยอาศัยแขนจับปากกาลากลายเส้นในแนวแกน X-Y บนกระดาษเช่นเดียวกับการเขียนด้วยปากกาหรือดินสอ โดยพลอตเตอร์จะรับสัญญาณจากเครื่อง คอมพิวเตอร์เพื่อใช้ควบคุมการเลื่อนปากกาไปบนกระดาษซึ่งสามารถเลือกสีหรือปากกาที่มีเส้นหนาบางได้

2.5.4. เมนบอร์ด (Mainboard, mother board)

3. หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

3.1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)

3.1.1. หน่วยรับข้อมูลเป็นส่วนแรกที่ติดต่อกับผู้ใช้ หน้าที่หลักคือ ตอบสนองการสั่งงานจากผู้ใช้แล้วรับเป็น สัญญาณข้อมูลส่งต่อไปจัดเก็บหรือพักไว้ที่หน่วยความจ า ซึ่งอุปกรณ์ที่ท าหน้าที่เป็นหน่วยรับข้อมูลมีมากมาย เช่น Mouse, Keyboard, Joystick, Touch Pad เป็นต้น

3.2. หน่วยประมวลผล (Processing Unit)

3.2.1. หน่วยประมวลผลถือเป็นส่วนที่ส าคัญที่สุดของเครื่องคอมพิวเตอร์ เปรียบได้กับสมองของมนุษย์ หน้าที่หลัก ของหน่วยนี้คือ น าเอาข้อมูลที่ถูกจัดเก็บหรือพักไว้ในหน่วยความจ ามาท าการคิดค านวณประมวลผลข้อมูลทาง คณิตศาสตร์(Arithmetic Operation) และเปรียบเทียบข้อมูลทางตรรกศาสตร์(Logical Operation) จนได้ ผลลัพธ์ออกมาแล้วจึงค่อยส่งข้อมูลที่เป็นผลลัพธ์เหล่านั้นไปยังหน่วยแสดงผลต่อไป อุปกรณ์ที่ท าหน้าที่เป็น หน่วยประมวลผลในเครื่องคอมพิวเตอร์ก็คือ ซีพียู(Central Processing Unit)

3.3. หน่วยความจำ(Memory Unit)

3.3.1. หน่วยความจำเป็นหน่วยที่ส าคัญที่จะต้องท างานร่วมกันกับหน่วยประมวลผลอยู่โดยตลอด หน้าที่หลักคือ จดจ าและบันทึกข้อมูลต่างๆที่ถูกส่งมาจากหน่วยรับข้อมูล จัดเก็บไว้ชั่วคราว ก่อนที่จะส่งต่อไปให้หน่วย ประมวลผล นอกจากนี้ยังท าหน้าที่เป็นเสมือนกระดาษทดส าหรับให้หน่วยประมวลผลใช้คิดค านวณ ประมวลผลข้อมูลต่างๆ ด้วย

3.4. หน่วยแสดงผล(Output Unit)

3.4.1. หน่วยแสดงผลเป็นหน่วยที่ใช้ในการแสดงผลลัพธ์ที่ได้ออกมาในรูปแบบต่างๆ กันตามแต่ละอุปกรณ์ เช่น สัญญาณภาพออกสู่หน้าจอและงานพิมพ์จากเครื่องพิมพ์ เป็นต้น

4. องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์

4.1. ฮาร์ดแวร์

4.1.1. คือ ตัวเครื่องและอุปกรณ์ต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ทุก ๆ ชิ้น รวมถึงอุปกรณ์ภายนอก (Peripheraldevice) อื่นๆ เช่น จอภาพ แป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องพิมพ์ฮาร์ดดิสก์ แผงวงจรหลัก (Mainboard) แรม การ์ดจอ ซีพียู เป็นต้น

4.2. ซอฟต์แวร์

4.2.1. คือ โปรแกรมหรือชุดข้อมูลค าสั่งต่าง ๆ ที่สั่งงานให้คอมพิวเตอร์ท างานตามวัตถุประสงค์

4.3. ซอฟต์แวร์

4.3.1. คือ โปรแกรมหรือชุดข้อมูลค าสั่งต่าง ๆ ที่สั่งงานให้คอมพิวเตอร์ท างานตามวัตถุประสงค์