เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

หลากหลายความรู้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

 เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

เนื้อหา

• ความหมายของคอมพิวเตอร์
• ประเภทของคอมพิวเตอร์
• องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
• วงจรการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์
• รูปแบบการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ (Data Processing)
• คุณสมบัติของคอมพิวเตอร์

ความหมายของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ (Computer) คือ อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic device) ที่มนุษย์ใช้เป็นเครื่องมือในการจัดการกับข้อมูล (Data) ทั้งตัวเลข ตัวอักษร หรือสัญลักษณ์อื่นที่ใช้แทนความหมายในสิ่งต่าง ๆ โดยปฏิบัติงานภายใต้การควบคุมของชุดคำสั่งที่อยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์เอง เพื่อทำการคำนวณและแสดงผลลัพธ์ออกทางอุปกรณ์แสดงผล โดยที่ผลลัพธ์เหล่านี้จัดว่าเป็นข้อมูลที่ผ่านการประมวลผลและเรียบเรียงแล้ว จะเรียกผลลัพธ์นี้ว่า "สารสนเทศ (Information)"

ประเภทของคอมพิวเตอร์

ประเภทของคอมพิวเตอร์แบ่งตามลักษณะของข้อมูล ได้ 3 ประเภท คือ

1. อนาลอกคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ เพื่อใช้กับงานเฉพาะด้าน มีการทำงานโดยใช้หลักในการวัด มีลักษณะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำและฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ โดยใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นหลักในการคำนวณ และการรับข้อมูลจะรับในลักษณะของปริมาณที่มีค่าต่อเนื่อง ส่วนการรับข้อมูลสามารถรับข้อมูลได้โดยตรงจากแหล่งเกิดข้อมูล แล้วแสดงผลออกมาทางจอภาพ หรืออ่านค่าได้จากเครื่องวัดและแทนค่าเป็นอุณหภูมิ ความเร็ว หรือความดัน มีความละเอียดและสามารถคำนวณได้น้อยกว่าดิจิทัลคอมพิวเตอร์ ไม่สามารถเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมากเหมือนกับดิจิทัลคอมพิวเตอร์ ได้แก่ เครื่องที่ใช้วัดปริมาณทางฟิสิกส์ ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จะออกมาในรูปของกราฟ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ตรวจสภาพอากาศ และที่ใช้ในวงการแพทย์ เช่น เครื่องตรวจวัดสายตา ตรวจวัดคลื่นสมองและการเต้นของหัวใจ เป็นต้น

2. ดิจิทัลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานโดยใช้หลักในการคำนวณแบบลูกคิด หรือหลักการนับ และทำงานกับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง ลักษณะการคำนวณจะแปลงเลขเลขฐานสิบก่อน แล้วจึงประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสอง แล้วให้ผลลัพธ์ออกมาอยู่ในรูปของตัวเลข ซึ่งคอมพิวเตอร์จะแปลงเป็นเลขฐานสิบเพื่อแสดงให้ผู้ใช้เข้าใจง่าย มีความสามารถในการคำนวณและมีความแม่นยำมากกว่าอนาลอกคอมพิวเตอร์ สามารถเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมากจึงต้องใช้สื่อในการบันทึกข้อมูล เช่น จานแม่เหล็ก และเทปแม่เหล็ก เป็นต้น เนื่องจากดิจิทัลคอมพิวเตอร์มีอุปกรณ์ชิ้นส่วนต่าง ๆ เป็นมาตรฐานเดียวกันและใช้กับงานได้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ทำให้ดิจิทัลคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาให้สามารถทำงานได้เหมาะสมกับสภาพงานทั่วไป เช่น งานพิมพ์เอกสาร งานคำนวณ งานวิจัยเปรียบเทียบค่าทางสถิติ งานบันทึกนัดหมาย งานส่งข้อความในรูปเอกสาร ภาพและเสียง ตลอดจนงานกราฟิกเพื่อนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ เป็นต้น

3. ไฮบริดคอมพิวเตอร์ (Hybrid Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กับงานเฉพาะด้าน มีประสิทธิภาพสูงและสามารถทำงานที่ซับซ้อนได้ เนื่องจากการนำเทคนิคการทำงานของอนาลอกคอมพิวเตอร์และดิจิทัลคอมพิวเตอร์มาใช้งานร่วมกัน เช่น การส่งยานอวกาศขององค์การนาซา จะใช้เทคนิคของอนาลอกคอมพิวเตอร์ในการควบคุมการหมุนของตัวยานอวกาศ ซึ่งเกี่ยวข้องกับความกดดันอากาศ อุณหภูมิ ความเร็ว และใช้เทคนิคของดิจิทัลคอมพิวเตอร์ในการคำนวณระยะทางจากพื้นผิวโลก เป็นต้น

ประเภทของคอมพิวเตอร์แบ่งตามสมรรถนะ ขนาดและราคา ได้ 5 ประเภท คือ

1. ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer)เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด รุ่นแรก สร้างในปี ค.ศ. 1960 ที่องค์การทหารของสหรัฐอเมริกา สร้างสามารถประมวลผลได้กว่า 100 ล้านคำสั่งต่อวินาที จึงทำให้ทำงานได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง มีราคาแพงที่สุด เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องคำนวณตัวเลขจำนวนมหาศาล ให้เสร็จภายในระยะเวลาอันสั้น โดยต้องอยู่ในห้องที่มีการควบคุมอุณหภูมิและปราศจากฝุ่นละออง มักใช้กับองค์กรที่มีขนาดใหญ่เท่านั้น เนื่องจากสามารถรองรับการใช้งานของผู้ใช้จำนวนมากพร้อม ๆ กันได้ เรียกว่า มัลติโปรเซสซิ่ง (Multiprocessing) อันเป็นการใช้หน่วยประมวลผลหลายตัว เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานหลายงานพร้อม ๆ กันได้ จึงนิยมใช้กับงานที่การคำนวณที่ซับซ้อน เช่น การพยากรณ์อากาศ การทดสอบทางอวกาศ การคำนวณทางวิทยาศาสตร์ การบิน อุตสาหกรรมน้ำมัน ตลอดจนการวิจัยในห้องปฏิบัติการ ทั้งของภาครัฐบาลและเอกชน เป็นต้น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่รู้จักกันดีในปัจจุบันได้แก่ Cray Supercomputer

2. เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่มีความเร็วในการประมวลผลสูงรองลงมาจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ต้องอยู่ในห้องที่ควบคุมอุณหภูมิและปราศจากฝุ่นละออง และได้รับการพัฒนาให้มีหน่วยประมวลผลหลายหน่วยทำงานพร้อม ๆ กันเช่นเดียวกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ แต่มีจำนวนหน่วยประมวลผลที่น้อยกว่า จึงทำให้สามารถประมวลผลคำสั่งได้หลายสิบล้านคำสั่งต่อวินาที ระบบคอมพิวเตอร์ของเครื่องเมนเฟรมส่วนมากจะมีระบบคอมพิวเตอร์ย่อย ๆ ประกอบอยู่ด้วย เพื่อช่วยในการทำงานบางประเภทให้กับเครื่องหลัก มีราคาแพงมาก (แต่น้อยกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์) เหมาะกับงานที่มีข้อมูลที่มีปริมาณมากต้องประมวลผลพร้อมกันโดยผู้ใช้นับพันคน (Multi-user) ใช้กับองค์กรใหญ่ ๆ ทั่วไป เช่น งานด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิทยาศาสตร์ การควบคุมระบบเครือข่าย งานพัฒนาระบบ งานด้านธุรกิจ ธนาคาร งานสำมะโนประชากร งานสายการบิน งานประกันชีวิต และมหาวิทยาลัย เป็นต้น

3. มินิคอมพิวเตอร์ (Minicomputer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดกลางที่มีประสิทธิภาพในการทำงานน้อยกว่าเมนเฟรม แต่สูงกว่าไมโครคอมพิวเตอร์ สามารถรองรับการทำงานจากผู้ใช้หลายร้อยคน (Multi-user) ในการทำงานที่แตกต่างกัน (Multi Programming) เช่นเดียวกับเครื่องเมนเฟรม แต่สิ่งที่แตกต่างกันระหว่างเครื่องเมนเฟรมและเครื่องมินิคอมพิวเตอร์ คือ ความเร็วในการทำงาน เนื่องจากมินิคอมพิวเตอร์ทำงานได้ช้ากว่า และควบคุมผู้ใช้งานต่าง ๆ ในจำนวนที่น้อยกว่า รวมทั้งสื่อที่เก็บข้อมูลมีความจุน้อยกว่าเมนเฟรม จึงเหมาะกับองค์กรขนาดกลาง เพราะมีราคาถูกกว่าเครื่องเมนเฟรมมาก ทำงานเฉพาะด้าน เช่น การคำนวณทางด้านวิศวกรรม การจองห้องพักของโรงแรม การทำงานด้านบัญชีขององค์การธุรกิจ เป็นต้น ในสถานศึกษาต่าง ๆ และบางหน่วยงานของรัฐนิยมใช้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้

4. เวิร์คสเตชันคอมพิวเตอร์ (Workstation Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ ที่สนับสนุนการทำงานของคอมพิวเตอร์เครือข่าย ซึ่งใช้ในการจัดสรรและใช้ทรัพยากรร่วมกัน เช่น แฟ้มข้อมูลโปรแกรมประยุกต์ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ เช่น เครื่องพิมพ์และอุปกรณ์อื่น ๆ โดยการเชื่อมโยงกับเทอร์มินัล (Terminal) หลาย ๆ เครื่อง อีกทั้งได้ถูกออกแบบมาให้มีความสามารถในการคำนวณด้านวิศวกรรม สถาปัตยกรรม หรืองานอื่น ๆ ที่เน้นการแสดงผลด้านกราฟิก เช่น การนำมาช่วยออกแบบภาพกราฟิกที่มีความละเอียดสูง ทำให้เวิร์คสเตชันใช้หน่วยประมวลผลที่มีประสิทธิภาพสูงและมีหน่วยเก็บข้อมูลสำรองจำนวนมากด้วย ผู้ใช้บางกลุ่มจะเรียกเครื่องระดับเวิร์คสเตชันนี้ว่า ซูเปอร์ไมโคร (Supermicro) เพราะถูกออกแบบให้ใช้งานแบบตั้งโต๊ะ แต่ชิปที่ใช้ทำงานนั้นแตกต่างกันมาก เนื่องจากเวิร์คสเตชันส่วนมากใช้ชิปที่ลดจำนวนคำสั่งที่สามารถใช้สั่งงานให้เหลือเฉพาะที่จำเป็น เพื่อให้สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูง

5. ไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ราคาถูกสามารถเรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer หรือ PC) มีการพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1975 ซึ่งได้รับความนิยมเป็นอันมาก เมื่อ IBM ได้สร้างเครื่อง IBM PC ออกมา ซึ่งความแตกต่างระหว่างเวิร์คสเตชันคอมพิวเตอร์ และไมโครคอมพิวเตอร์ได้ลดน้อยลงเรื่อย ๆ เนื่องจากเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ระดับสูงในปัจจุบันมีประสิทธิภาพ และมีความเร็วในการแสดงผลที่ดีกว่าเวิร์คสเตชันคอมพิวเตอร์มาก สามารถใช้งานโดยใช้คนเดียว (Stand-alone) หรือเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายเพื่อติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้ จากการที่เทคโนโลยีที่ก้าวนำสมัยทำให้ PC สามารถเชื่อมโยงเข้ากับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตติดต่อสื่อสารกับคนอื่นได้ทั่วโลก เหมาะกับงานทั่วไป เช่น การประมวลผลคำ (Word Processing) การคำนวณ (Spreadsheet) การบัญชี (Accounting) จัดทำสิ่งพิมพ์ (Desktop Publishing) และงานที่เกี่ยวข้องกับฐานข้อมูล เป็นต้น เราสามารถแบ่งคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ได้ดังนี้

คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Desktop Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ราคาถูกสามารถเรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer หรือ PC) มีการพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ. 1975 ซึ่งได้รับความนิยมเป็นอันมาก เมื่อ IBM ได้สร้างเครื่อง IBM PC ออกมา ซึ่งความแตกต่างระหว่างเวิร์คสเตชันคอมพิวเตอร์ และไมโครคอมพิวเตอร์ได้ลดน้อยลงเรื่อย ๆ เนื่องจากเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ระดับสูงในปัจจุบันมีประสิทธิภาพ และมีความเร็วในการแสดงผลที่ดีกว่าเวิร์คสเตชันคอมพิวเตอร์มาก สามารถใช้งานโดยใช้คนเดียว (Stand-alone) หรือเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายเพื่อติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้ จากการที่เทคโนโลยีที่ก้าวนำสมัยทำให้ PC สามารถเชื่อมโยงเข้ากับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตติดต่อสื่อสารกับคนอื่นได้ทั่วโลก เหมาะกับงานทั่วไป เช่น การประมวลผลคำ (Word Processing) การคำนวณ (Spreadsheet) การบัญชี (Accounting) จัดทำสิ่งพิมพ์ (Desktop Publishing) และงานที่เกี่ยวข้องกับฐานข้อมูล เป็นต้น เราสามารถแบ่งคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ได้ดังนี้

โน๊ตบุ๊คคอมพิวเตอร์ (Notebook Computer) เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก มี น้ำหนักเบาประมาณ 2-4 กิโลกรัม และบางกว่าแบบตั้งโต๊ะ สามารถพกพาไปยังสถานที่ต่าง ๆ ได้สะดวก โดยมีหน้าจอและคีย์บอร์ดติดกัน ส่วนเม้าส์ (Mouse) และลำโพงจะอยู่ติดกับตัวเครื่อง โดยสามารถหาอุปกรณ์ดังกล่าวติดตั้งภายนอกเพิ่มเติมก็ได้ มีเครื่องอ่านแผ่นดิสก์ (Floppy Disk Drive) และเครื่องอ่านแผ่นซีดีรอม (CD-ROM drive) และพัฒนาให้มีขนาดเล็กกว่าเดิมในขนาดที่สามารถวางบนตักได้

คอมพิวเตอร์แทปเลท (Tablet Computer) มีลักษณะคล้ายโน๊ตบุ๊ค คือ มี ขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบา มีความบาง และสามารถเคลื่อนย้ายและพกพาได้สะดวก แต่จะมีความแตกต่างกันที่แทปเลทสามารถป้อนข้อมูลทางจอภาพได้ตามเทคโนโลยีของผู้ผลิต เช่น การใช้ปากกาชนิดพิเศษที่สามารถเขียนลงบนจอภาพ และใช้โปรแกรมในการช่วยแปลงตัวเขียนเหล่านั้นให้เป็นตัวอักษรที่เหมือนกับการพิมพ์จากคีย์บอร์ด

คอมพิวเตอร์พกพา (Handheld Computer) มีขนาดเล็กกว่าโน๊ตบุ๊คและแทปเลท คือ มีขนาดเท่าฝ่ามือ ถือเพียงมือเดียวได้ และใช้อีกมือถือปากกาที่เรียกว่า สไตล์ลัส (Stylus) เขียนข้อความบนจอเพื่อป้อนข้อมูลเข้าสู่เครื่องได้ด้วยเทคโนโลยีการรับรู้ลายมือ (Hand writing recognition) พกพาสะดวกมากกว่า สามารถจัดเก็บข้อมูลได้มาก คีย์บอร์ดและหน้าจอมีขนาดเล็ก บางรุ่นใช้ปากกาชนิดพิเศษในการนำเข้าข้อมูล มีน้ำหนักเพียงร้อยกว่ากรัม และจอสีที่มีความละเอียดสูงถึง 320x320 และสามารถต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ต และบางรุ่นสามารถใช้ฟังเพลง MP3 หรือใช้เป็นโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้ด้วย คอมพิวเตอร์ชนิดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์จัดเก็บ และจัดการสารสนเทศส่วนบุคคล (Personal Information Manager: PIM หรือ Personal Organizer) เช่น ตารางเวลา ปฏิทินนัดหมาย สมุดโทรศัพท์ และสมุดบันทึก เป็นต้น คอมพิวเตอร์ชนิดนี้นิยมเรียกว่า PDA (Personal Digital Assistant) PDA ในปัจจุบันที่นิยมได้แบ่งออกเป็นสองแบบ คือ พีดีเอในกลุ่มของปาล์ม (Palm) ซึ่งใช้ Palm OS จากบริษัทปาล์มต่าง ๆ และ PDA ในกลุ่มของพ๊อกเก็ตพีซี ( Pocker PC)

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 5 ส่วนด้วยกัน คือ

1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึง สิ่งที่มองเห็นและจับต้องสัมผัสได้ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ (Case) เมนบอร์ด (Mainboard) และอุปกรณ์ต่อพ่วงรอบข้าง (Peripheral) ที่เกี่ยวข้อง เช่น ฮาร์ดดิสก์ แป้นพิมพ์ เม้าส์ หน่วยประมวลผลกลาง จอภาพ เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์อื่น ๆ ฮาร์ดแวร์จะไม่สามารถทำงานด้วยตัวเองเดี่ยว ๆ ได้ จะต้องนำมาต่อเชื่อมเพื่อทำงานร่วมกันเป็นระบบที่เรียกว่า "ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer System)" ที่มีโครงสร้างของระบบจะทำงานตามโปรแกรมหรือซอฟต์แวร์ที่เขียนขึ้น

2. ซอฟต์แวร์ (Software) หมายถึง โปรแกรม (program) หรือชุดคำสั่งที่ควบคุมให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ ซึ่งคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ที่ประกอบออกมาจากโรงงานจะยังไม่สามารถทำงานได้ในทันที ต้องมีซอฟต์แวร์ซึ่งเป็นโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่สั่งให้ฮาร์ดแวร์ทำงานตามต้องการได้ โดยโปรแกรมหรือชุดคำสั่งนั้นจะเขียนจากภาษาต่าง ๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น เรียกว่า ภาษาคอมพิวเตอร์ (Programming Language) ภาษาใดภาษาหนึ่ง และมีโปรแกรมเมอร์ (Programmer) หรือนักเขียนโปรแกรมเป็นผู้ใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเขียนซอฟต์แวร์แบบต่าง ๆ ขึ้นมา

ซอฟต์แวร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ

1) ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) เป็นซอฟต์แวร์ที่ทำหน้าที่จัดการและควบคุม ทรัพยากรต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ และอำนวยความสะดวกด้านเครื่องมือสำหรับการทำงานพื้นฐานต่าง ๆ ตั้งแต่ผู้ใช้เริ่มเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ การทำงานจะเป็นไปตามชุดคำสั่งที่เขียนขึ้น ตลอดจนควบคุมการสื่อสารข้อมูลในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

2) ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software) หมายถึง ซอฟต์แวร์ที่สร้างหรือพัฒนาขึ้น เพื่อใช้งานด้านใดด้านหนึ่งโดยเฉพาะตามที่ผู้ใช้ต้องการ เช่น งานด้านการจัดทำเอกสาร การทำบัญชี การจัดเก็บข้อมูลข่าวสาร ตลอดจนงานด้านอื่น ๆ ตามแต่ผู้ใช้ต้องการ

3. ข้อมูล/สารสนเทศ (Data/Information)

คือ ข้อมูลต่างๆ ที่เรานำมาให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผลคำนวณ หรือกระทำการอย่างใดอย่างหนึ่งให้ได้มาเป็นผลลัพธ์ที่เราต้องการ ยกตัวอย่างเช่น ข้อมูลบุคลากรเกี่ยวกับรายละเอียดประวัติส่วนตัว ประวัติการศึกษาหรือ ประวัติการทำงาน ซึ่งอาจนำมาจำแนกเป็นรายงานต่างๆ เกี่ยวกับบุคลากรในหน่วยงานได้ หรือข้อมูลเกี่ยวกับตัวเลขมาตรๆ ไฟฟ้าของบ้านแต่ละหลัง ก็ใช้สำหรับคำนวณเป็นปริมาณไฟฟ้า ที่ใช้ในแต่ละเดือน แล้วคิดเป็นเงิน ที่จะต้องชำระให้กับการไฟฟ้าฯ

4. บุคคลากร (Peopleware)

คือ เจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานต่างๆ และผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ในหน่วยงานนั้นๆ บุคลากรด้านคอมพิวเตอร์นั้น มีความสำคัญมาก เพราะการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานต่างๆ นั้นจะต้องมีการจัดเตรียมเปลี่ยนระบบ จัดเตรียมโปรแกรมดำเนินการต่างๆ หลายอย่าง ซึ่งไม่สามารถทำด้วยตัวเองได้ ถ้าหากไม่ใช่ผู้ที่รู้เรื่องคอมพิวเตอร์มากนัก ดังนั้นเราจึงถือว่าบุคลากร เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของ ระบบคอมพิวเตอร์ด้วย ซึ่งสามารถสรุปเป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ดังนี้

- เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ (Operator)

- บุคลากรที่เกี่ยวข้องกับระบบ (System)

- ผู้จัดการศูนย์ประมวลผลคอมพิวเตอร์ (Electronic Data Processing Manager)

- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ (Computer user)

5. กระบวนการทำงาน (Documentation/Procedure)

เป็นขั้นตอนการทำงานเพื่อให้ได้ ผลลัพธ์หรือข้อสนเทศจากคอมพิวเตอร์ ในการทำงานกับคอมพิวเตอร์จำเป็นที่จะต้องให้ผู้ใช้เข้าใจขั้นตอนการทำงาน ต้องมีระเบียบปฏิบัติให้เป็นแบบเดียวกัน มีการจัดทำคู่มือการใช้คอมพิวเตอร์ให้ทุกคนเรียนรู้และใช้อ้างอิงได้นอกจากนั้นเมื่อการใช้มาตรฐาน ช่วยให้การประสานงาน ระหว่างหน่วยงานย่อยๆ ราบรื่น การจัดซื้อจัดหา ตลอดจนการบำรุงรักษาเครื่องคอมพิวเตอร์ และซอฟต์แวร์ก็จะง่ายขึ้นเพราะทุกหน่วยงานใช้มาตรฐานเดียวกัน

วงจรการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

เป็นขั้นตอนการทำงานเพื่อให้ได้ ผลลัพธ์หรือข้อสนเทศจากคอมพิวเตอร์ ในการทำงานกับคอมพิวเตอร์จำเป็นที่จะต้องให้ผู้ใช้เข้าใจขั้นตอนการทำงาน ต้องมีระเบียบปฏิบัติให้เป็นแบบเดียวกัน มีการจัดทำคู่มือการใช้คอมพิวเตอร์ให้ทุกคนเรียนรู้และใช้อ้างอิงได้นอกจากนั้นเมื่อการใช้มาตรฐาน ช่วยให้การประสานงาน ระหว่างหน่วยงานย่อยๆ ราบรื่น การจัดซื้อจัดหา ตลอดจนการบำรุงรักษาเครื่องคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ก็จะง่ายขึ้น เพราะทุกหน่วยงานใช้มาตรฐานเดียวกัน

รูปแสดงวงจรการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ (ที่มา : NECTEC)

1) ส่วนที่ทำหน้าที่รับข้อมูล และคำสั่ง เรียกว่า หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) ได้แก่ แป้นพิมพ์ (Keyboard) , เมาส์ (Mouse), จอยสติก (Joy stick), ปากกาแสง (Light pen), เครื่องอ่านพิกัด (Digitizing tablet), สแกนเนอร์ (Scanner), เครื่องอ่านรหัสแท่ง (Bar Code Reader), เอ็มไอซีอาร์ (Magnetic Ink Character Recognition - MICR), เครื่องรู้จำอักขระด้วยแสง (Optical Character Recognition - OCR), เครื่องอ่านเครื่องหมายด้วยแสง (Optical Mark Reader - OMR ), กล้องถ่ายภาพดิจิทัล (Digital Camera), กล้องถ่ายทอดวิดีโอดิจิทัล (Digital Video) เป็นต้น

2) ส่วนที่นำเอาข้อมูลและคำสั่งไปประมวลผล เรียกว่า หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ประกอบด้วย 2 หน่วย คือ

- หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่อ่านคำสั่งเข้ามาทีละคำสั่ง (Interuction) และ ตีความ (Decode) ว่าเป็นคำสั่งใด ใช้ข้อมูลจากที่ไหน (เป็นข้อมูลที่ถูกนำเข้าหรือส่งออกจาก ALU หน่วยความจำหลัก หน่วยจัดเก็บข้อมูล หรือหน่วยนำเข้า/แสดงผลข้อมูล) ซึ่งถือว่า เป็นการควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ทั้งหมด และประสานงานระหว่างหน่วยต่าง ๆ ในระบบคอมพิวเตอร์

- หน่วยคำนวณ/ตรรกะ (Arithmetic/Logical Unit) ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่งด้วยวีการ ทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก (+) ลบ (-) คูณ (x) หาร (/) เป็นต้น และเปรียบเทียบค่าของข้อมูล เช่น มากกว่า (>) น้อยกว่า (>) มากกว่าหรือเท่ากับ ( > ) เป็นต้น

รูปแสดงการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง

ขั้นตอนที่ 1 : Fetch Instruction หน่วยควบคุมเข้าถึง (Access) คำสั่งที่ถูก Execute จากหน่วยความจำ

ขั้นตอนที่ 2 : Decode Instruction คำสั่งถูกตีความ ( Decode) เพื่อให้รู้ว่าต้องทำงานอะไร แล้วข้อมูลที่ต้องใช้ในการ ประมวลผลจะถูกเคลื่อนย้ายจากหน่วยความจำมาเก็บไว้ที่รีจิสเตอร์ (Register) จากนั้นจะกำหนดตำแหน่งของคำสั่งถัดไป

ทั้งขั้นตอนที่ 1 และ 2 เรียกรวมกันว่า "Instruction Phase" และเวลาที่ใช้ในการกระทำเฟสนี้เรียกว่า "Instruction Time (I-time)"

ขั้นตอนที่ 3 : Execute Instruction ALU ปฏิบัติงานตามคำสั่งที่ตีความได้ ไม่ว่าจะเป็นการคำนวณทางคณิตศาสตร์หรือการ เปรียบเทียบ

ขั้นตอนที่ 4 : Store Results เก็บผลลัพธ์ที่ประมวลผลได้ลงในหน่วยความจำ

ทั้งขั้นตอนที่ 3 และ 4 เรียกรวมกันว่า "Execution Phase" และเวลาที่ใช้ในการกระทำเฟสนี้ เรียกว่า "Execution Time (E-time)"

ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์จะมีระบบนาฬิกา (System clock) ติดตั้งอยู่ภายในเพื่อควบคุมการทำงานของส่วนต่าง ๆ ให้เข้ากันเป็นจังหวะประสานงานกันได้เป็นอย่างดี โดยความเร็วของ CPU มีหน่วยวัดเป็นเมกะเฮิร์ต (Mz : Magahertz) ซึ่งเป็นความเร็วของนาฬิกา 1 MHz เท่ากับ 1 ล้านรอบต่อวินาที ในปัจจุบันเครื่อง PC จะมีความเร็วของสัญญาณนาฬิกาเพิ่มขึ้นมาก ปัจจุบันมีความเร็วเป็น กิกะเฮิร์ซ (GHz) ดังนั้น ความเร็วของสัญญาณนาฬิกายิ่งสูงขึ้นเท่าใด หมายถึง ความเร็วในแต่ละรอบการทำงานก็ยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ใน 1 รอบคำสั่ง (Instruction Cycle) จะประกอบด้วย 4 ขั้นตอนข้างต้น

3) ส่วนที่ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์เรียกว่า หน่วยแสดงผล (Output Unit)

แบ่งได้เป็นหน่วยแสดงผลชั่วคราว (Soft Copy) และหน่วยแสดงผลถาวร (Hard Copy)

- หน่วยแสดงผลชั่วคราว (Soft Copy) ได้แก่ จอภาพ (Monitor), อุปกรณ์ฉายภาพ (Projictor), อุปกรณ์เสียง (Auduo Output) เป็นต้น

- หน่วยแสดงผลถาวร (Hard Copy) ได้แก่ เครื่องพิมพ์ (Printer), เครื่องพลอตเตอร์ (Plotter)

4) ส่วนที่ทำหน้าที่บันทึกคำสั่งและข้อมูลอย่างถาวร เรียกว่า หน่วยความจำรอง (Secondary Storage Unit)

หน่วยความจำรอง (Secondary Memory) เป็นหน่วยความจำที่อยู่ภายนอกเครื่อง คอมพิวเตอร์ที่เพิ่มความสามารถในการจดจำของคอมพิวเตอร์ให้มากขึ้น ดังนั้นถ้าผู้ใช้มีข้อมูลอยู่ในแรมก็จะต้องทำการจัดเก็บข้อมูล โดยย้ายข้อมูลจากหน่วยความจำไปไว้ในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง เนื่องจากสามารถเก็บข้อมูลได้อย่างถาวรไม่มีการเปลี่ยนแปลงนอกจากผู้ใช้เป็นผู้สั่ง รวมทั้งสามารถเก็บข้อมูลจำนวนมากได้ และที่สำคัญหน่วยเก็บข้อมูลสำรองจะมีราคาถูกมากเมื่อเทียบกับหน่วยความจำหลัก ทำให้คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันจะมีหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลจำนวนมาก อย่างไรก็ดีความเร็วในการอ่าน และบันทึกข้อมูลของหน่วยเก็บข้อมูลสำรองจะต่ำกว่าหน่วยความจำหลัก ดังนั้นจึงควรทำงานให้เสร็จก่อน จึงย้ายข้อมูลนั้นไปไว้ในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง

ในปัจจุบันมีหน่วยเก็บข้อมูลสำรองให้เลือกใช้หลายชนิด ได้แก่ เทป (Tape), จานแม่เหล็ก (Magnetic Disk), ออปติคัลดิสก์ (Optical Disk) เป็นต้น

5) ส่วนประกอบอื่น ๆ เป็นหน่วยความจำที่อยู่ภายนอกเครื่อง ได้แก่ แผงวงจรหลัก (Main Board), ส่วนเชื่อมต่ออุปกรณ์ (Peripheral Interface), อุปกรณ์สื่อสารข้อมูล (Data communication device) เช่น MODEM (Modulation-Demodulation), LAN Card, Sound Card และยูพีเอส (UPS) ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำหรับจ่ายกระแสไฟฟ้าสำรองจากแบตเตอรี่ เป็นต้น

รูปแบบการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ (Data Processing)

พิจารณาตามลักษณะการประมวลผลข้อมูล แบ่งได้ 3 ประเภท คือ

การประมวลผลส่วนบุคคล (Personal Computing)

ไมโครคอมพิวเตอร์ หรือคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer: PC) จะมีการประมวลผลโดยใช้เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวที่เป็นอิสระจากกัน เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะไม่สามารถติดต่อสื่อสาร เชื่อมโยงข้อมูลร่วมกันได้ ซึ่งหากต้องการใช้ข้อมูลร่วมกันจะต้องคัดลอกไปยังหน่วยความจำสำรอง เช่น แผ่นดิสก์ จากเครื่องเพื่อถ่ายโอนสู่อีกเครื่องหนึ่ง

การประมวลผลแบบรวมศูนย์ (Centralized Computing)

เป็นระบบที่นำอุปกรณ์ประมวลผล ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์มารวมไว้ในคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ใช้กับองค์กรขนาดใหญ่ซึ่งใช้คอมพิวเตอร์ชนิดเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer)โดยมีผู้ทำหน้าที่ควบคุมการประมวลผลเพียงผู้เดียว ซึ่งเป็นที่ยุ่งยากมาก ต่อมาจึงมีการพัฒนาการประมวลผล โดยแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีคือ

1) การประมวลผลแบบแบทช์ (Batch Processing) เป็นระบบที่ทำงานในลักษณะ เตรียมการประมวลผลในขั้นต่อไป โดยใช้อุปกรณ์ประเภท Input/Output Unit ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ไม่อยู่ภายใต้การควบคุมของ CPU เช่น เครื่องบันทึกเทป (Key to tape) เครื่องบันทึกจานแม่เหล็ก (Key to disk)บัตรเจาะรู (Punched Card) เป็นอุปกรณ์นำเข้าและอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล มีลักษณะการประมวลผลโดย มีการรวบรวมข้อมูลไว้ช่วงเวลาหนึ่งก่อนที่จะนำข้อมูลมาประมวลผลพร้อมกัน การประมวลผลจะทำเป็นช่วงเวลา เช่น การทำบัญชีเงินเดือนพนักงานทุกสิ้นเดือน ระบบคิดดอกเบี้ยสะสม 3 เดือน 6 เดือน หรือ 1 ปี ของธนาคาร การบันทึกเกรดของนักศึกษาในแต่ละภาคเรียน จนถึงภาคเรียนสุดท้ายจึงพิมพ์ใบรับรองเกรดเฉลี่ย ข้อมูลการใช้โทรศัพท์มือถือภายในช่วงรอบบัญชี (1 เดือน) จะถูกเก็บสะสมจนสิ้นสุดรอบบัญชี การประมวลผลแบบนี้จะไม่มีการโต้ตอบระหว่างผู้ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าระบบออฟไลน์ (Off-ling System) มีข้อดี คือ ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการใช้อุปกรณ์ ข้อเสีย คือ ข้อมูลจะไม่ทันสมัย

2) การประมวลผลแบบออนไลน์ (On-line Processing) เป็นวิธีที่ผู้ใช้สามารถใช้งาน พร้อมกันได้หลายคน (Multi-user) จะประมวลผลทันทีเมื่อรับข้อมูลเข้ามา โดยไม่ต้องรอรวมข้อมูลหรือสะสมข้อมูลไว้ก่อน โดยมีการเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่อยู่ในสถานที่อื่น มีความสามารถในการทำงานบางอย่างได้ เช่น เครื่องเอทีเอ็ม เครื่องตัดยอดของสินค้าทุกครั้งเมื่อมีการสั่งซื้อ เป็นต้น ข้อดี คือ ทำให้ได้ข้อมูลที่ทันสมัยเป็นปัจจุบันตลอดเวลา ข้อเสีย คือ หากมีข้อมูลมาก การประมวลผลจะช้าลง เนื่องจากมีเพียงเครื่องแม่ข่ายเท่านั้นที่ทำการประมวลผล

การประมวลผลแบบกระจาย (Distributed Computing)

เมื่อมีการใช้งานคอมพิวเตอร์ในองค์กรที่มีขนาดใหญ่ขึ้น อาจมีการขยายสาขาออกไป ทำให้มีระบบการทำงานที่มีขนาดใหญ่ จึงมีการนำการประมวลผลแบบกระจายจากศูนย์กลางมาใช้ เพื่อชดเชยข้อจำกัดของการประมวลแบบรวมศูนย์ที่ค่อนข้างล่าช้า ส่งผลให้สามารถจัดสรรทรัพยากร เพื่อกระจายและแจกจ่ายการใช้งานข้อมูลต่าง ๆ ร่วมกันได้ทั่วทั้งองค์กรและรวดเร็วมากขึ้น และระหว่างหน่วยงานย่อยขององค์กรด้วย เช่น ฐานข้อมูล ข่าวสาร เครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ เครื่องโทรสาร และเครื่องสแกนเนอร์ เป็นต้น

คุณสมบัติของคอมพิวเตอร์

โดยรวมเรียกลักษณะเด่น ทั้ง 4 รวม ๆ กันว่า 4S Special ของเครื่องคอมพิวเตอร์

1) ลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์ด้านความจำ (Storage)

2) ลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์ด้านความเร็ว (Speed)

ความเร็วในการประมวลผลข้อมูลจะถูกกำหนดโดยหน่วยประมวลผล (Processor) ใน CPU โดยมีความเร็วมากกว่าล้านคำสั่งต่อวินาที อย่างไรก็ตามหน่วยนับที่ใช้กันในระบบคอมพิวเตอร์ ได้กำหนดไว้ดังนี้

หน่วยในพันของวินาที	= 1/1000	เรียกว่า Millisecond
หน่วยในล้านของวินาที	= 1/1000000	เรียกว่า Microsecond
หน่วยในพันล้านของวินาที	= 1/1000000000	เรียกว่า Nanosecond
หน่วยในล้านล้านของวินาที	= 1/1000000000000	เรียกว่า Picosecond

3) ลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์ด้านการปฏิบัติงานอัตโนมัติ (Self )

4) ลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์ด้านความน่าเชื่อถือ (Sure)

ข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์

1. การวางระบบคอมพิวเตอร์ต้องใช้เวลามาก การที่หน่วยงานใดตัดสินใจนำคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้งานนั้น ไม่ใช่ว่าจะนำเข้ามาใช้งานได้เลยทันที แต่ต้องมีการวางระบบงานกันเสียก่อน ว่าจะนำคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วย ในการทำงานด้านใดบ้าง แล้วยังจะต้องมีการเขียนโปรแกรมคำสั่ง เพื่อใสั่งให้คอมพิวเตอร์ ทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้ ซึ่งขั้นตอนในการวางระบบงาน จำเป็นต้องใช้เวลาพอสมควร
2. การรบกวนระบบงานปกติ เมื่อมีการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้ในหน่วงาน ที่ไม่เคยใช้เครื่องคอมพิวเตอร์มาก่อน แน่นอนจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงระบบงานเดิม ที่เคยเป็นอยู่ เช่นการเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงาน หรือคุณสมบัติของพนักงาน โดยอาจมีการส่งพนักงานไปฝึกอบรม การใช้งานคอมพิวเตอร์ เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงนี้ มีผลกระทบถึง จิตใจของพนักงาน และอาจสร้างความไม่พอใจ และความวุ่นวายหลายประการได้ ในระยะแรกๆ ที่ต้องมีการปรับตัวให้เข้ากับระบบงานใหม่
3. การทำงานขึ้นอยู่กับมนุษย์ คอมพิวเตอร์เป็นได้แค่เครื่องมือช่วยมนุษย์ ในการทำงาน ทั้งนี้เพราะเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่มีความคิดเป็นของตัวเอง และทำงานเฉพาะที่ได้รับคำสั่งจากมนุษย์เท่านั้น ไม่ว่างานที่สั่งให้ทำจะถูกหรือผิด เครื่องคอมพิวเตอร์ไม่รู้จักคิดหรือรับปรุงวิธีการทำงานให้ดีขึ้น นับเป็นข้อจำกัดอย่างหนึ่งของเครื่องคอมพิวเตอร์