หน่วยที่ 1 การทำงานของคอมพิวเตอร์

            คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้เป็นผลมาจากการประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือในการคำนวณซึ่งมีวิวัฒนาการนานมาแล้ว เริ่มจากเครื่องมือในการคำนวณเครื่องแรกคือ “ลูกคิด” (Abacus) ที่สร้างขึ้นในประเทศจีน เมื่อประมาณ 2,000-3,000 ปีมาแล้ว

            จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2376 นักคณิตศาสต์ชาวอังกฤษ ชื่อ ชาร์ล แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ประดิษฐ์เครื่องวิเคราะห์(Analytical Engine) สามารถคำนวณค่าของตรีโกณมิติ ฟังก์ชั่นต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ การทำงานของเครื่องนี้แบ่งเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนเก็บข้อมูล ส่วนคำนวณ และส่วนควบคุม ใช้ระบบพลังเครื่องยนต์ไอน้ำหมุนฟันเฟือง มีข้อมูลอยู่ในบัตรเจาะรู คำนวณได้โดยอัตโนมัติ และเก็บข้อมูลในหน่วยความจำ ก่อนจะพิมพ์ออกมาทางกระดาษ
             หลักการของแบบเบจนี้เองที่ได้นำมาพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เราจึงยกย่องให้แบบเบจเป็น บิดาแห่งเครื่องคอมพิวเตอร์
            หลังจากนั้นเป็นต้นมา ได้มีผู้ประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมามากมายหลายขนาด ทำให้เป็นการเริ่มยุคของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริงโดยสามารถจัดแบ่งคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ยุค
            1)  คอมพิวเตอร์ยุคที่หนึ่ง (First Generation Computer) พ.ศ. 2489-2501 (ยุคหลอดสูญญากาศ)
 เป็นการประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มิใช่เครื่องคำนวณ โดยเมาช์ลีและเอ็กเคอร์ต (Mauchly and Eckert) ได้นำแนวความคิดนั้นมาประดิษฐ์เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากเครื่องหนึ่งเรียกว่า ENIAC (Electronic Numericial Integrator and Calculator)ซึ่งต่อมาได้ทำการปรับปรุงการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น   และได้ประดิษฐ์เครื่อง UNIVAC (Universal Automatic Computer) ขึ้นเพื่อใช้ในการสำรวจสำมะโนประชากรประจำปี

              จึงนับได้ว่า UNIVAC เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกที่ถูกใช้งานในเชิงธุรกิจ ซึ่งนับเป็นการเริ่มของเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคแรกอย่างแท้จริง เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้หลอดสุญญากาศในการควบคุมการทำงานของเครื่อง ซึ่งทำงานได้อย่างรวดเร็ว แต่มีขนาดใหญ่มากและราคาแพง ยุคแรกของคอมพิวเตอร์สิ้นสุดเมื่อมีผู้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์มาใช้แทนหลอดสูญญากาศ

               ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 1
                      –  ใช้อุปกรณ์ หลอดสุญญากาศ (Vacuum Tube) เป็นส่วนประกอบหลัก ทำให้ตัวเครื่องมีขนาดใหญ่ ใช้พลังงานไฟฟ้ามาก และเกิดความร้อนสูง
                       –  ทำงานด้วยภาษาเครื่อง (Machine Language) เท่านั้น
                       –  เริ่มมีการพัฒนาภาษาสัญลักษณ์ (Assembly / Symbolic Language) ขึ้นใช้งาน
         2)  คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง (Second Generation Computer) พ.ศ. 2502-2506 ยุคทรานซิสเตอร์
                มีการนำทรานซิสเตอร์ มาใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์จึงทำให้เครื่องมีขนาดเล็กลง และสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มีความรวดเร็วและแม่นยำมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ในยุคนี้ยังได้มีการคิดภาษาเพื่อใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์เช่น ภาษาฟอร์แทน(FORTRAN) จึงทำให้ง่ายต่อการเขียนโปรแกรมสำหรับใช้กับเครื่อง

                ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 2
                        –  ใช้อุปกรณ์ ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ซึ่งสร้างจากสารกึ่งตัวนำ (Semi-Conductor) เป็นอุปกรณ์หลัก แทนหลอดสุญญากาศ เนื่องจากทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียว มีประสิทธิภาพในการทำงานเทียบเท่าหลอดสุญญากาศได้นับร้อยหลอด ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้มีขนาดเล็ก ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อย ความร้อนต่ำ ทำงานเร็ว และได้รับความน่าเชื่อถือมากยิ่งขึ้น
                        –  เก็บข้อมูลได้ โดยใช้ส่วนความจำวงแหวนแม่เหล็ก (Magnetic Core)
                        –  มีความเร็วในการประมวลผลในหนึ่งคำสั่ง ประมาณหนึ่งในพันของวินาที (Millisecond : mS)
                        –  สั่งงานได้สะดวกมากขึ้น เนื่องจากทำงานด้วยภาษาสัญลักษณ์ (Assembly Language) 
                        –  เริ่มพัฒนาภาษาระดับสูง (High Level Language) ขึ้นใช้งานในยุคนี้
         3) คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม (Third Generation Computer) พ.ศ. 2507-2512
               คอมพิวเตอร์ในยุคนี้เริ่มต้นภายหลังจากการใช้ทรานซิสเตอร์ได้เพียง 5 ปี เนื่องจากได้มีการประดิษฐ์คิดค้นเกี่ยวกับวงจรรวม(Integrated-Circuit) หรือเรียกกันย่อๆ ว่า “ไอซี” (IC) ซึ่งไอซีนี้ทำให้ส่วนประกอบและวงจรต่างๆ สามารถวางลงได้บนแผ่นชิป (chip)เล็กๆ เพียงแผ่นเดียว จึงมีการนำเอาแผ่นชิปมาใช้แทนทรานซิสเตอร์ทำให้ประหยัดเนื้อที่ได้มาก

               นอกจากนี้ยังเริ่มมีการใช้งานระบบจัดการฐานข้อมูล (Data Base Management Systems : DBMS) และมีการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ให้สามารถทำงานร่วมกันได้หลายๆ งานในเวลาเดียวกัน และมีระบบที่ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับเครื่องได้หลายๆ คน พร้อมๆ กัน(Time Sharing)
                ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 3
                     –  ใช้อุปกรณ์ วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) หรือ ไอซี และวงจรรวมสเกลขนาดใหญ่ (Large Scale Integration : LSI) เป็นอุปกรณ์หลัก
                    –  ความเร็วในการประมวลผลในหนึ่งคำสั่ง ประมาณหนึ่งในล้านของวินาที (Microsecond : mS) (สูงกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคที่ 1 ประมาณ 1,000 เท่า)
                     –  ทำงานได้ด้วยภาษาระดับสูงทั่วไป
       4)  คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่ (Fourth Generation Computer) พ.ศ. 2513-2532
              เป็นยุคที่นำสารกึ่งตัวนำมาสร้างเป็นวงจรรวมความจุสูงมาก (Very Large Scale Integrated : VLSI) ซึ่งสามารถย่อส่วนไอซีธรรมดาหลายๆ วงจรเข้ามาในวงจรเดียวกัน และมีการประดิษฐ์ ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor) ขึ้น ทำให้เครื่องมีขนาดเล็ก ราคาถูกลง และมีความสามารถในการทำงานสูงและรวดเร็วมาก จึงทำให้มีคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) ถือกำเนิดขึ้นมาในยุคนี้



                ลักษณะเฉพาะของเครื่องคอมพิวเตอร์ยุคที่ 4
                       –  ใช้อุปกรณ์ วงจรรวมสเกลขนาดใหญ่ (Large Scale Integration : LSI) และ วงจรรวมสเกลขนาดใหญ่มาก (Very Large Scale Integration : VLSI) เป็นอุปกรณ์หลัก
                       –  มีความเร็วในการประมวลผลแต่ละคำสั่ง ประมาณหนึ่งในพันล้านวินาที (Nanosecond : nS) และพัฒนาต่อมาจนมีความเร็วในการประมวลผลแต่ละคำสั่ง ประมาณหนึ่งในล้านล้านของวินาที (Picosecond : pS)
ในยุคนี้ ได้มุ่งเน้นการพัฒนา ความสามารถในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ และ ความสะดวกสบายในการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์อย่างชัดเจน มีการพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพาขนาดเล็กขนาดเล็ก (Portable Computer) ขึ้นใช้งานในยุคนี้      
       5)  คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า (Fifth Generation Computer) พ.ศ. 2533 จนถึงปัจจุบัน
โครงการพัฒนาอุปกรณ์ VLSI ให้ใช้งานง่าย และมีความสามารถสูงขึ้น รวมทั้งโครงการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับ ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) เป็นหัวใจของการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ โดยหวังให้ระบบคอมพิวเตอร์มีความรู้ สามารถวิเคราะห์ปัญหาด้วยเหตุผล
               องค์ประกอบของระบบปัญญาประดิษฐ์ ประกอบด้วย 4 หัวข้อ ได้แก่
                      1)  ระบบหุ่นยนต์ หรือแขนกล (Robotics or Robotarm System)  คือหุ่นจำลองร่างกายมนุษย์ที่ควบคุมการทำงานด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ มีจุดประสงค์เพื่อให้ทำงานแทนมนุษย์ในงานที่ต้องการความเร็ว หรือเสี่ยงอันตราย เช่น แขนกลในโรงงานอุตสาหกรรม หรือหุ่นยนต์กู้ระเบิด เป็นต้น
                      2) ระบบประมวลภาษาพูด (Natural Language Processing System) คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถสังเคราะห์เสียงที่มีอยู่ในธรรมชาติ (Synthesize) เพื่อสื่อความหมายกับมนุษย์ เช่น เครื่องคิดเลขพูดได้ (Talking Calculator) หรือนาฬิกาปลุกพูดได้ (Talking Clock) เป็นต้น
                    3. การรู้จำเสียงพูด (Speech Recognition System) คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์เข้าใจภาษามนุษย์ และสามารถจดจำคำพูดของมนุษย์ได้อย่างต่อเนื่อง กล่าวคือเป็นการพัฒนาให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้ด้วยภาษาพูด เช่น งานระบบรักษาความปลอดภัย งานพิมพ์เอกสารสำหรับผู้พิการ เป็นต้น
                     4. ระบบผู้เชี่ยวชาญ (Expert System) คือ การพัฒนาให้ระบบคอมพิวเตอร์มีความรู้ รู้จักใช้เหตุผลในการวิเคราะห์ปัญหา โดยใช้ความรู้ที่มี หรือจากประสบการณ์ในการแก้ปัญหาหนึ่ง ไปแก้ไขปัญหาอื่นอย่างมีเหตุผล ระบบนี้จำเป็นต้องอาศัยฐานข้อมูล(Database) ซึ่งมนุษย์ผู้มีความรู้ความสามารถเป็นผู้กำหนดองค์ความรู้ไว้ในฐานข้อมูลดังกล่าว เพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถวิเคราะห์ ปัญหาต่างๆ ได้จากฐานความรู้นั้น เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์วิเคราะห์โรค หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ทำนายโชคชะตา เป็นต้น

       นักเรียนมาดูและฟังคำบรรยายคอมพิวเตอร์กันนะค่ะ

นักเรียนศึกษาข้อมูลเรื่องความหมายคอมพิวเตอร์..ตาม สไลด์ต่อไปนี้

เป็นอย่างไร กันบ้าง กับเนื้อหาในส่วนนี้ แสดงความคิดเห็นด้านล่างได้เลยนะค่ะ ..

         คำว่าเครื่องคอมพิวเตอร์  ในปัจจุบันมักจะหมายถึง ชุดของฮาร์ดแวร์ ครบชุด ไม่ว่าจะประกอบรวมเข้าเป็นชิ้นเดียวกันอย่างในกรณี ของเครื่องคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค หรือแยกชิ้นกันในกรณีของเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ
          ส่วนคำว่าอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ มีความหมายได้ 2 แบบ แบบแรกคือ ฮาร์ดแวร์ (Hard ware) ที่ทำหน้าที่เฉาพะอย่างที่แยกชิ้นออกจากตัวเครื่อง  และต่อพ่วงกับตัวเครื่องด้วยสายหรือระบบไร้สาย  เช่น เครื่องพิมพ์ แผงแป้นอักขระ  เมาส์ ลำโพง แบบที่ 2 หมายถึง อุปกรณ์เสริมที่ต่อพ่วงเพิมเติมเข้ามาเพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์มีความสามารถบางอย่าง เช่น กล้องจับภาพ (Web camera) เครื่องตัดสติ๊กเกอร์
         สรุปว่าทั้งเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างก็เป็นฮาร์ดแวร์
          ฮาร์ดแวร์ (Hard ware) คือส่วนต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีตัวตน สามารถมองเห็นได้ จับต้องได้เช่น หน่วยประมวลผลกลาง (ซีพียู) จอภาพ เมาส์ แผงแป้นอักขระ เครื่องพิมพ์ ซึ่งส่วนต่าง ๆ เหล่านี้แต่ละส่วนทำหน้าที่แตกต่างกัน แต่ประสานการทำงานกัน


           ให้นักเรียนศึกษา ฮาร์ดแวร์จาก PowerPoint ต่อไปนี้ ค่อยๆ  ดูไป ค่ะ

             นอกจาก ฮาร์ดแวร์แล้ว การทำงานของคอมพิวเตอร์ยังต้องอาศัย ซอฟต์แวร์ (Soft ware) ซึ่งเป็นส่วนที่ไม่มีตัวตน  ไม่สามารถมองเห็นหรือจับต้องได้  ได้แก่ ส่วนที่เป็นโปรแกรมหรือคำสั่งที่สั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน ซึ่งในหน่วยนี้ครูจะยังไม่อธิบายรายละเอียดมากนัก  ซึ่งให้นักเรียนคิดไว้ตลอดเวลาว่า การทำงานของฮาร์ดแวร์ล้วนแต่เป็นการทำงานตามคำสั่งที่ระบุไว้ใน ซอฟต์แวร์ทั้งสิ้น

           
        ในหัวข้อนี้เราจะกล่าวถึงการทำงานของคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาศัยส่ว่นประกอบของฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ ที่สำคัญ 5 หน่วยได้แก่ หน่วยรับเข้า  หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำหลัก และหน่วยความจำรอง และหน่วยส่งออก
           หน่วยรับเข้า  ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางระหว่างคอมพิวเตอร์กับผู้ใช้  โดยรับคำสั่งหรือข้อมูลจากผู้ใช้แล้วแปลงให้อยู่ในรูปแบบที่เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถรับรู้และนำไปใช้ทำงานได้
           หน่วยประมวลผลกลาง เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดงานตามที่ผู้ใช้ต้องการ
           หน่วยส่งออก  นำผลลัพธ์ที่ได้จากการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางไปแปลงให้ผยู่ในรูปแบบที่ผู้ใช้สามารถเข้าใจและนำไปใช้ประโยชน์ได้
          หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์นั้น แบ่งออกเป็น หน่วยความจำหลักและหน่วยความจำรอง
          หน่วยความจำหลัก  เป็นหน่วยความจำที่สนับสนุนการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางโดยตรง  ทำหน้าที่บันทึกข้อมูลหรือคำสั่งที่เตรียมไว้สำหรับในหน่วยประมวลผลกลางนำไปใช้ ในการทำงาน  และบันทึกผลลัพธ์จากการทำงานแต่ละขั้นที่อาจต้องนำกลับมาใช้ในชั้นต่อๆไป (เหมือนกระดาษทด)  ตลอดจนบันทึกผลลัพธ์จากการทำงานขั้นสุดท้า เพื่อพักไว้สำหรับส่งต่อไปยังหน่วยส่งออก
          หน่วยความจำรอง  โดยมากเป็นหน่วยความจำที่มีขนาดใหญ่ แต่มีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลต่ำกว่า  ใช้เป็นที่เก็บข้อมูลหรือโปรแกรมซึ่งต้องการเก็บอย่างคงทน  เมื่อประมวลผลกลางต้องการข้อมูลหรือโปรแกรมที่เก็บไว้ในหน่วยความจำรอง  จะต้องโอนถ่ายข้อมูลหรือโปรแกรมนั้นไปไว้ในหน่วยความจำหลักก่อน
          
         

เมื่อนักเรียนศึกษาเนื้อหาบทเรียนที่ได้เรียนมาแล้ว ให้นักเรียนทำการบ้าน ครั้งที่ 1 และ 2 ดังนี้

การบ้านครั้งที่ 1


การบ้านครั้งที่ 2

36 comments on “หน่วยที่ 1 การทำงานของคอมพิวเตอร์

  1. อ่านแล้วเข้าใจง่ายครับ ได้ประโยชน์มากมายหลายอย่างครับ เช่น ได้ประโยชน์จากการใช้คอมพิวเตอร์มากมายเลยครับ

  2. อ่านแล้วเข้าใจง่ายครับ ได้ประโยชน์มากมายหล่ายอย่างเลยครับครู เช่น เรื่องการทำงานของคอมพิวเตอร์และคอมพิวเตอร์ยุคที่ห้าครับ

  3. อ่านแล้วได้ความรู้มากค่ะ และได้รู้ในความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ด้วยค่ะ

  4. จากการที่ได้ได้อ่านทำให้ผมได้รับความรู้มากยิ่งขึ้น ในด้านต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น เรื่องคอมพิวเตอร์ ทั้งอีเมล์ เป็นต้น

  5. อ่านแล้วเข้าใจง่ายครับ ได้ประโยชน์มามายหลายอย่างเลยครับ เชนการทำงามของคอมพิวเตอร์และคอมพิวเตอร์ยุคที่ห้าครับครู

  6. ทําให้ได้ความรู้มากมายและทําให้มีความสามารถและมีความสนุกสนานมากครับ

  7. อ่านแล้วน่าสนใจดีค่ะและได้ความรู้เกี่ยวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์มากขึ้นค่ะ
    สวัสดีค่ะ

  8. อ่านแล้วได้ความรู้มากค่ะ ได้ความรู้เกี่ยวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์มากขึ้นค่ะ

  9. ทำให้มีความรุ้เพิ่มเติมและได้รุ้เรื่องของฮาร์สแวร์ คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ ได้มากขึ้นอย่างมากให้มีความรู้ทางคอมพิวเตอร์อย่างมากค่ะ

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s