หน่วยที่ 3 ซอฟต์แวร์และภาษาคอมพิวเตอร์

หน่วยที่ 3 ซอฟต์แวร์และภาษาคอมพิวเตอร์

ซอฟต์แวร์คืออะไร

            ซอฟต์แวร์ (Software) คือ การลำดับขั้นตอนการทำงานของชุดคำสั่ง เพื่อบอกคอมพิวเตอร์ว่า
ผู้ใช้ต้องการทำอะไร โดยเราสามารถเห็นหรือสัมผัสหีบห่อที่บรรจุซอฟต์แวร์นั้นได้ เช่น แผ่นบันทึก หรือ แผ่นซีดี

ซอฟต์แวร์สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์พีซี

          มีความแตกต่างกับซอฟต์แวร์สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบมินิและเมนเฟรม เนื่องจากลักษณะการใช้งานและออกแบบแตกต่างกัน ซึ่งสามารถแบ่งซอฟต์แวร์ออกได้ 2 ประเภท คือ
          1. ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software)
          2. ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software)

ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software)

เป็นตัวกลางระหว่างฮาร์ดแวร์และโปรแกรม เพื่อใช้ในการควบคุมการทำงานทั้งหมดของระบบคอมพิวเตอร์

          ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการ (Operating Software หรือ OS) ทำหน้าที่ควบคุมกิจกรรม
ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ที่เป็นฮาร์ดแวร์ทุกส่วนของระบบคอมพิวเตอร์ทำงาน
ร่วมกันได้อย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ เช่น การบริหารจัดการข้อมูลและแฟ้มข้อมูลในเครื่องฯ เช่น การสำเนาข้อมูล (Copy) การเรียงลำดับ (Sort) การลบ (Delete) และอื่นๆ

          ระบบปฏิบัติการที่นิยมใช้ ได้แก่ ระบบปฏิบัติการดอส (Dos) ระบบปฏิบัติการวินโดวส์ (Windows) ระบบปฏิบัติการยูนิกส์ (UNIX) และ ระบบปฏิบัติการแมค (MAC OS)

 ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software)

          เป็นโปรแกรมที่ออกแบบมาเพื่อให้เราสามารถใช้งานเฉพาะเรื่องตามที่เราต้องการ เช่น งานพิมพ์เอกสาร งานพิมพ์รายงาน วาดภาพ เล่นเกม หรือโปรแกรมระบบบัญชีซึ่งจะนำมาใช้ในบริษัทเพื่อทำงานทางด้านบัญชี รายรับรายจ่าย และเงินเดือนโปรแกรมอินเทอร์เน็ตเอกซ์พลอเรอร์ ใช้เพื่อการสืบค้นข้อมูลและเชื่อมโยงกับระบบอินเทอร์เน็ตก็ได้ เน้นการใช้งานที่สะดวก

ภาษาคอมพิวเตอร์

                เป็นภาษาที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้สื่อสารแทนผู้ใช้โปรแกรมกับเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยภาษาคอมพิวเตอร์จะทำหน้าที่แปลความต้องการของผู้ใช้กับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ซึ่งมีรูปแบบ
แตกต่างกันออกไป

           หลักการสร้างซอฟต์แวร์มีหลักการสร้างเหมือนหลักการทางอิเล็กทรอนิกส์ คือการเปิดและปิดกระแสไฟฟ้า โดยสามารถเรียกหลักการเบื้องต้นนี้ว่า “ระบบดิจิทัล” ซึ่งมีการทำงานโดยเมื่อเปิดกระแสไฟฟ้าจะแทนด้วยตัวเลข 1 และเมื่อปิดกระแสไฟฟ้าจะแทนด้วย 0 โดยระบบดิจิทัลนี้เป็นพื้นฐานของภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้สำหรับสื่อสารหรือสั่งงานเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งเรียกว่า ภาษาเครื่อง (Machine Language)
          ภาษาเครื่องที่เกิดจากการปิดและเปิดกระแสไฟฟ้าเพื่อสั่งงานหรือสื่อสารสิ่งใดสิ่งหนึ่ง เรียกว่า ชุดคำสั่ง และ ชุดคำสั่งหลายๆ ชุดประกอบกัน เรียกว่า ซอฟต์แวร์ โดยซอฟต์แวร์เหล่านั้นจะถูกบันทึกไว้ที่อุปกรณ์บันทึกข้อมูลเพื่อนำไปใช้งานต่อไป
           แต่เนื่องจากการใช้ภาษาเครื่องเพื่อจัดทำชุดคำสั่งนั้น จะต้องประกอบไปด้วยเลข 0 และเลข 1 เป็นจำนวนมาก ทำให้เข้าใจและใช้งานยาก จึงมีการกำหนดภาษาต่างๆ ให้ผู้ใช้งานสามารถเข้าใจภาษาเครื่องเหล่านั้นได้สะดวกและง่ายยิ่งขึ้น

ภาษาคอมพิวเตอร์ : ภาษาระดับต่ำ (Low Level Language)
         คือ ภาษาที่สร้างขึ้นเพื่อควบคุมอุปกรณ์คอมพิวเตอร์หรือฮาร์ดแวร์แต่ละส่วนเฉพาะเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นๆ ไม่สามารถใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทอื่นได้ ภาษาระดับต่ำสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท ได้แก่
          1. ภาษาเครื่อง (Machine Language) คือ ภาษาที่พัฒนามาพร้อมกับการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้โดยไม่ต้องใช้ตัวแปลภาษาต่างๆ ซึ่งประกอบไปด้วยตัวเลข 0 กับตัวเลข 1 หรือเลขฐานสองเท่านั้น เช่น 10100111 หมายถึง ตัวอักษร “ง” เป็นต้น
          ผู้สร้างหรือผู้เขียนภาษาเครื่องประเภทนี้ จำเป็นต้องมีความรู้ด้านระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นอย่างดี จึงจะสามารถสร้างหรือเขียนภาษาเครื่องได้ เพราะภาษาเครื่องเป็นภาษาที่มนุษย์เข้าใจได้ยาก มีความสลับซับซ้อนมาก จึงทำให้ใช้เวลาในการสร้างมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับภาษาคอมพิวเตอร์ประเภทอื่นๆ
           2. ภาษาสัญลักษณ์ (Symbolic Language) หรือ ภาษาแอสเซมบลี (Assembly) คือ ภาษาที่ใช้รหัส สัญลักษณ์ ตัวแปลทางคณิตศาสตร์ หรือคำย่อแทนคำสั่งการทำงาน ซึ่งพัฒนามาจากภาษาเครื่องในปี พ.ศ. 2495 ประกอบไปด้วยเลขฐานสอง เลขฐานแปด เลขฐานสิบหก และเลขฐานสิบ
          ภาษาสัญลักษณ์สามารถสื่อความหมายกับมนุษย์ได้มากขึ้น แต่คงคุณสมบัติในการควบคุมอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ได้เหมือนภาษาเครื่อง ทำให้เป็นภาษาที่ใช้เฉพาะหรือรู้จักกันในผู้สร้างหรือผู้ศึกษาเฉพาะด้านนี้เท่านั้น การเขียนหรือการสร้างภาษานี้ยังต้องมีขั้นตอนการทำงานอย่างละเอียด ต้องอาศัยผู้รู้และเข้าใจระบบการทำงานภายในเครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ชิ้นนั้นๆ เป็นอย่างดี

ภาษาคอมพิวเตอร์ : ภาษาระดับสูง (High Level Language)

          คือ ภาษาที่ได้รับการพัฒนาให้มีลักษณะคล้ายกับภาษาที่มนุษย์ใช้ในชีวิตประจำวัน โดยผู้สร้างหรือผู้เขียนภาษาระดับสูงไม่จำเป็นต้องรู้ถึงระบบการทำงานภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงมีความง่ายและใช้เวลาในการสร้างหรือเขียนน้อยกว่าภาษาระดับต่ำ

          ภาษาระดับสูงยังสามารถใช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง ไม่เฉพาะเจาะจงว่าจะเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์แบบใดหรือเครื่องใด ซึ่งอาจมีการปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงภาษาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

          ตัวอย่างภาษาระดับสูง ได้แก่ ภาษาเบสิก (BASIC Language) ภาษาปาสคาล (Pascal Language) และ ภาษาโคบอล (COBOL Language) เป็นต้น

ภาษาคอมพิวเตอร์ : ภาษาระดับสูงมาก
          เป็นภาษาที่ได้รับการพัฒนาให้มีความง่ายในการเขียนและการทำความเข้าใจต่อมนุษย์มากที่สุด ซึ่งสามารถเขียนหรือสั่งงานเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วยภาษาที่สั้นกะทันรัด โดยผู้เขียนไม่จำเป็นต้องเรียนรู้หรือสนใจกระบวนการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น เมื่อต้องการให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรก็สามารถสร้างหรือเขียนคำสั่งนั้นลงไปได้เลย
          การสร้างหรือการเขียนภาษาระดับสูง มักสร้างหรือเขียนด้วยโปรแกรมที่มีลักษณะเป็นคำสั่ง
สำเร็จรูปต่างๆ ภายในโปรแกรมสำหรับสร้างภาษาอีกทีหนึ่ง
ตัวอย่างภาษาระดับสูง ได้แก่ ภาษาเอสคิวแอล (SQL = Structured Query Language)
ภาษาคิวบีอี (QBE = Query By Example)
          นอกจากภาษาระดับสูงมากข้างต้นแล้ว ยังมีการพัฒนาและสร้างภาษาที่เป็นภาษาธรรมชาติ (Nature Language) ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยสามารถพิมพ์คำสั่งที่ต้องการให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้ในโปรแกรมสร้างหรือเขียนภาษา จากนั้นโปรแกรมนั้นจะแปลเป็นภาษาเครื่องให้คอมพิวเตอร์
เข้าใจได้โดยตรง หากเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่เข้าใจคำสั่งนั้นก็จะถามกลับมา ภาษาธรรมชาตินี้จะใช้ระบบฐานความรู้ (Knowledge Base System) ช่วยในการแปลความหมายของคำสั่งต่างๆ
Knowledge Base System

ตัวแปลภาษา

 เนื่องจากเราสามารถสื่อสารกับเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เข้าใจได้เพียงภาษาเดียวเท่านั้น คือ “ภาษาเครื่อง” ซึ่งเป็นภาษาที่มีความสลับซับซ้อนและเข้าใจยาก มนุษย์จึงสร้างหรือเขียนโปรแกรมสำหรับแปลภาษาขึ้น เรียกว่า ตัวแปลภาษา (Language Translator) โดยทำหน้าที่แปลภาษาต่างๆ ให้เป็นภาษาเครื่อง เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำงานตามคำสั่งของภาษาที่ถูกป้อนเข้าไปได้

ตัวแปลภาษาของภาษาสัญลักษณ์หรือภาษาแอสเซมบลี (Assembly) ซึ่งเป็นภาษาในระดับต่ำของภาษาคอมพิวเตอร์

คือ ตัวแปลภาษาสำหรับภาษาระดับสูงและระดับสูงมาก มีหลักการทำงานโดยการแปลคำสั่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานทีละคำสั่งจนจบโปรแกรม

คือ ตัวแปลภาษาในระดับสูงและระดับสูงมาก มีหลักการทำงานโดยการแปลคำสั่งทั้งหมดเก็บไว้ในแฟ้มก่อน แล้วจึงสั่งให้เครื่องทำงานทีเดียวจนจบโปรแกรม ตัวแปลภาษาคอมไพเลอร์จึงมีการทำงานเร็วกว่าอินเทอร์พรีเตอร์ตัวแปลภาษาจะเปลี่ยนไปตามภาษาต่างๆ ที่ใช้ตามระดับของภาษาคอมพิวเตอร์ สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ  1. แอสเซมเบลอร์ (Assembler)   2. อินเทอร์พรีเตอร์ (Interpreter) และ 3. คอมไพเลอร์ (Compiler)