​

        ระบบคอมพิวเตอร์เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจากอดีตถึงปัจจุบัน ตั้งแต่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขนาดใหญ่มากเท่ากับห้องขนาดใหญ่ จนกระทั่งมีขนาดเล็กลงที่สามารถพกพาได้ในหลายรูปแบบ คอมพิวเตอร์เป็นสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีบทบาทต่อการดำรงชีวิตประกอบด้วย ฮาร์ดแวร์และซอฟแวร์ที่ต้องทำงานร่วมกัน ในปัจจุบันความสามารถของซอฟแวร์ได้ถูกพัฒนาจากเดิมที่ทำได้เพียงการนับ หรือการคำนวณอย่างง่าย จนกระทั่งสามารถคิดและแสดงผล หรือโต้ตอบกับมนุษย์ได้โดยอัตโนมัติ

​

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

         ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer system) ประกอบ ด้วยสองส่วนหลัก

คือ ฮาร์ดแวร์ (hardware) และ ซอฟต์แวร์ (Software) ดังนี้

​

         1. ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนประกอบของเครื่อง คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์

ซึ่งประกอบด้วย 3 หน่วย
                           1) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU) 

ทำหน้าที่ คํานวณ เปรียบเทียบ ประสานงานระหว่างหน่วยความจํากับหน่วยรับเข้าและส่งออก

เพื่อให้มีการทํางานตามคําสั่ง

                           2) หน่วยความจําและจัดเก็บ (memory and storage unit) ทําหน้าที่เก็บข้อมูล คําสั่ง หรือโปรแกรม

                           3) หน่วยรับเข้าและส่งออก (input/output unit) รับเข้าข้อมูล/คําสั่งจากภายนอกเข้าสู่การ
ประมวลผล และส่งออกผลลัพธ์จากการประมวลผลออกสู่ภายนอก

         

         2.ซอฟต์แวร์ หมายถึง โปรแกรมหรือชุดของโปรแกรมที่ทําหน้าที่ควบคุมการทํางานของฮาร์ดแวร์ เพื่อให้สามารถดําเนินการต่าง ๆ กับข้อมูลตามที่ผู้ใช้กําหนด โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
                           1) ซอฟต์แวร์ระบบ (System software) แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ

                               • ระบบปฏิบัติการ (operating System) เป็นชุดของโปรแกรมที่ทําหน้าที่จัดการ ควบคุม อํานวยความสะดวกในการประมวลผลซอฟต์แวร์ประยุกต์ ผ่านส่วนต่อประสานกับผู้ใช้ (user interface) โดยจัดสรรฮาร์ดแวร์ตามความต้องการของซอฟต์แวร์ประยุกต์ อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงให้บริการต่าง ๆ ในการใช้งานฮาร์ดแวร์ ตัวอย่างของระบบ ปฏิบัติการสําหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น แมคโอเอส (macOS) วินโดวส์ (Windows) สินุกซ์ (Linux) โครมโอเอส (Chrome OS) ตัวอย่างระบบปฏิบัติการสําหรับอุปกรณ์พกพา เช่น แอนดรอยด์ (Android) ไอโอเอส (iOS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                • โปรแกรมอรรถประโยชน์ (utility program) ได้แก่ โปรแกรมสนับสนุนการทํางานของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ให้ทํางานได้อย่างราบรื่น รวมถึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ ฮาร์ดแวร์ เช่น โปรแกรมสนับสนุนการทํางานผ่านเครือข่าย ตัวแปลภาษาโปรแกรม โปรแกรม กําจัดไวรัส โปรแกรมสํารองไฟล์ โปรแกรมบีบอัดไฟล์ โปรแกรมวินิจฉัยความผิดปกติและ
บํารุงรักษาฮาร์ดแวร์

                           2) ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (application software) เป็นโปรแกรมหรือชุดของโปรแกรมที่ผู้ใช้เรียกใช้งานหรือสั่งประมวลผล เช่น โปรแกรมคํานวณด้านคณิตศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์ โปรแกรม ระบบบัญชี โปรแกรมเกม โปรแกรมสร้างภาพเคลื่อนไหวหรือกราฟิก โปรแกรมประมวลคํา โปรแกรมตารางทํางาน โปรแกรมเว็บเบราว์เซอร์ โปรแกรมสื่อประสม โปรแกรมแชท โปรแกรม รับ-ส่งอีเมล ตลอดจนโปรแกรมที่ผู้ใช้พัฒนาขึ้น โดยทั่วไปซอฟต์แวร์ประยุกต์จะถูกติดตั้งไว้ในหน่วยจัดเก็บข้อมูลของ ระบบคอมพิวเตอร์ เมื่อผู้ใช้สั่งให้มีการประมวลผล ซอฟต์แวร์ประยุกต์จะถูกนำไปไว้ในหน่วยความจำเพื่อจะถูกนำไปไว้ในหน่วยความจำเพื่อเข้าสู่กระบวนการประมวลผลต่อไป
       

หลักการทํางานของระบบคอมพิวเตอร์

         1.หน่วยประมวลผลกลาง
         หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู (Central Processing Unit: CPU)

หรือหน่วยประมวลผล (processing unit) ทําหน้าที่ประมวลผลคําสั่งของ

ผู้ใช้หรือโปรแกรมที่อยู่ในหน่วยความจํา ตัวอย่างซีพียูดังรูป 4.1
 

ซีพียูประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยที่ทํางานร่วมกัน 3 ส่วน ดังนี้

         1) หน่วยคํานวณและตรรกะ (Arithmetic Logic Unit: ALU) ดําเนินการคํานวณทางคณิตศาสตร์
และตรรกะกับข้อมูล

         2) หน่วยควบคุม (Control Unit: CU) ประสานงานระหว่างหน่วยความจํา หน่วยคํานวณและตรรกะ
หน่วยรับเข้าและส่งออก เพื่อให้มีการทํางานตามคําสั่งที่กําหนดในโปรแกรม

         3) รีจิสเตอร์ (register) เป็นหน่วยพักข้อมูลที่ทําหน้าที่เสมือนกระดาษทดของซีพียู เพื่อเก็บผลลัพธ์
หรือคําสั่งที่กําลังประมวลผลไว้ชั่วคราว
         ในการประมวลผลแต่ละคําสั่งของซีพียูประกอบด้วยขั้นตอนการทํางานย่อย 3 ขั้นตอนต่อเนื่องกันที่เรียก รวมว่า วงรอบเครื่องจักร (machine cycle) ภายใต้การกํากับของหน่วยควบคุม โดย 1 วงรอบเครื่องจักรเป็นการ ประมวลผลคําสั่งในภาษาเครื่อง 1 คําสั่ง ซีพียูในปัจจุบันสามารถประมวลผลได้หลายล้านคําสั่งใน 1 วินาทีทั้งนี้ คอมพิวเตอร์บางประเภทอาจมีวงรอบเครื่องจักรที่ประกอบด้วย 2, 4 หรือ 5 ขั้นตอน

 

วงรอบของเครื่องจักร มีการดําเนินการ 3 ขั้นตอนดังนี้

       1. การนําคําสั่ง (fetch) คือ ขั้นตอนการนําคําสั่งในภาษาเครื่อง 1 คําสั่งจากหน่วยความจํามาพักไว้ในรีจิสเตอร์ พร้อมเพิ่มค่าตัวนับระบุตําแหน่งคําสั่ง (ตัวนับระบุตําแหน่งคําสั่งใช้ระบุตําแหน่งคําสั่งที่จะประมวลผลในรอบเครื่องจักรถัดไป)

         2. การถอดรหัส (decode) คือ ขั้นตอนการแปลงคําสั่ง เพื่อตีความคําสั่งให้เป็นขั้นตอนการดําเนินการย่อย
ที่จะนําไปปฏิบัติ

         3. การกระทําการ (execute) คือ ขั้นตอนการปฏิบัติตามการดําเนินการย่อยโดยหน่วยคํานวณและ ตรรกะ รวมทั้งนําผลลัพธ์ที่ได้ (ถ้ามี) เก็บลงในรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจํา
ตัวอย่างการทํางานของวงรอบเครื่องจักรแสดงดังรูป 4.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

         

         2. หน่วยรับเข้าและหน่วยส่งออก
         อุปกรณ์มาตรฐานสําหรับรับเข้าและส่งออก (standard input/output devices) ได้แก่ คีย์บอร์ด (keyboard) และจอภาพ (monitor)

​
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

​

​

         อุปกรณ์บางประเภททําหน้าที่รับเข้าหรือส่งออกอย่างใดอย่างหนึ่ง ขณะที่บางประเภทสามารถทําหน้าที่ ได้ทั้งสองอย่างในอุปกรณ์เดียวกัน ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบันมีการประดิษฐ์และพัฒนาอุปกรณ์รับเข้าและส่งออก อย่างต่อเนื่อง ให้รองรับข้อมูลรูปแบบใหม่ ๆ เพื่อตอบสนองกับความต้องการของการใช้งาน

         

         3. หน่วยความจำและจัดเก็บ

         หน่วยความจำและจัดเก็บ ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและโปรแกรมของผู้ใช้ ดังนี้

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

         • สื่อบันทึกแม่เหล็ก (magnetic storage) เช่น ฮาร์ดดิสก์ ในการอ่านและเขียนข้อมูลลงในฮาร์ดดิสก์ทําได้โดยการหมุนจานแม่เหล็กของฮาร์ดิสก์ไปพร้อมกับการขยับให้หัวอ่าน/เขียนเคลื่อนที่ไปตามตําแหน่ง ต่าง ๆ บนพื้นผิวจานแม่เหล็ก กระบวนการดังกล่าวนี้ทําให้ฮาร์ดดิสก์ทํางานช้าเมื่อเทียบกับสื่อบันทึกประเภทอื่น

         • สื่อบันทึกด้วยแสง (optical storage) เช่น ซีดีรอม (CD-ROM) ซีดีอาร์ (CD-R) ซีดีอาร์ดับเบิลยู (CD-RW) ดีวีดี (DVD) บลูเรย์ (Blu-ray)
           สื่อบันทึกด้วยแสงมีการแทนข้อมูลโดยใช้หลักการสะท้อนของแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวที่แตกต่างกัน 2 สถานะ คือ พื้นผิวราบ (land) กับพื้นผิวที่เป็นหลุม (pit) เพื่อแทนบิต 1 หรือบิต 0

         • หน่วยความจําแบบแฟลช (flash memory) และสื่อบันทึกโซลิดสเตตไดรฟ (solid state drive) ที่เก็บข้อมูลโดยใช้วิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ในการอ่านและเขียนค่าจึงทํางานได้เร็วกว่าฮาร์ดดิสก์ และยังมี ความทนทานมากกว่าอีกด้วย

 

ซอฟต์แวร์ประยุกต์

         ในปัจจุบันมีผู้พัฒนาซอฟต์แวร์สําหรับใช้งานจํานวนมาก เพื่อตอบสนองการใช้งาน ด้านต่าง ๆ เราอาจแบ่งซอฟต์แวร์ประยุกต์ได้ 2 แบบดังนี้

​

         1.ซอฟต์แวร์ประยุกต์ตามลักษณะของแพลตฟอร์ม ซึ่งขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์และระบบปฏิบัติการ ที่ทํางานอยู่บนฮาร์ดแวร์นั้น ๆ ได้แก่
                  1) โปรแกรมประยุกต์บนเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น Microsoft Word, OpenOffice, Photoshop, GIMP
และเบราว์เซอร์ต่าง ๆ

                  2) โปรแกรมประยุกต์บนอุปกรณ์พกพา เช่น Google Docs, Google Sheets, Chrome และ Firefox Focus

                  3) โปรแกรมประยุกต์บนเว็บโดยใช้งานผ่านเบราว์เซอร์ เช่น Google Docs, Google Sheets, Office 365
         

         2.ซอฟต์แวร์ประยุกต์ตามลักษณะการใช้งาน ซึ่งอาจเป็นการใช้งานทั่วไป หรือเพื่อการสื่อสาร และการทํางานร่วมกัน ซึ่งซอฟต์แวร์ประยุกต์เหล่านี้อาจจะใช้งานได้โดยมีหรือไม่มีค่าใช้จ่าย
                  1) ซอฟต์แวร์ประยุกต์สําหรับงานทั่วไป เป็นซอฟต์แวร์สําหรับงานทั่วไปในชีวิตประจําวัน ตัวอย่างดังตาราง 4.1
 

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

                  2) ซอฟต์แวร์ประยุกต์สําหรับสื่อสารและทํางานร่วมกัน เพื่อให้ผู้ใช้สามารถสื่อสาร แบ่งปัน หรือทํางาน

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

สรุปท้ายบท
         ระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก คือ ฮาร์ดแวร์ และซอฟต์แวร์ โดยฮาร์ดแวร์ประกอบ ไปด้วย หน่วยประมวลผลกลาง ทําหน้าที่คํานวณ เปรียบเทียบ ประสานงานระหว่างหน่วยความจํากับ หน่วยรับเข้าและส่งออก เพื่อให้มีการทํางานตามคําสั่ง การประมวลผลคําสั่งมีขั้นตอนย่อยตามวงรอบ เครื่องจักร หน่วยความจําและจัดเก็บทําหน้าที่ในการเก็บข้อมูลและคําสั่งของระบบคอมพิวเตอร์ หน่วยรับเข้า และส่งออก ทําหน้าที่รับเข้าข้อมูล/คําสั่งจากภายนอกเข้าสู่การประมวลผล และส่งออกผลลัพธ์จาก การประมวลผลออกสู่ภายนอก
         สําหรับซอฟต์แวร์เป็นโปรแกรมหรือชุดของโปรแกรมที่ทําหน้าที่ควบคุมการทํางานของฮาร์ดแวร์ เพื่อให้สามารถดําเนินการกับข้อมูลตามที่ผู้ใช้กําหนด โดยแบ่งออกเป็นซอฟต์แวร์ระบบ และซอฟต์แวร์ ประยุกต์
         เมื่อนักเรียนมีความเข้าใจในรายละเอียดการทํางานของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะช่วยให้สามารถ ประเมินสมรรถนะของคอมพิวเตอร์และแก้ปัญหาเบื้องต้นได้ นอกจากนั้นยังสามารถเลือกใช้งานซอฟต์แวร์ ได้อย่างเหมาะสม มีประสิทธิภาพ และสร้างผลงานที่มีประโยชน์ต่อตนเองและสังคม

​