คอมพิวเตอร์และระบบคอมพิวเตอร์

ยุคของคอมพิวเตอร์
1. ยุคที่หนึ่ง (First Generation)

ยุคนี้เริ่มตั้งแต่ ค.ศ. 1944 เป็นต้นมา หรือประมาณปี พ.ศ. 2494 – 2502 เทคโนโลยีที่ใช้สร้างคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จะใช้หลอดสุญญากาศ และวงจรไฟฟ้า ซึ่งต้องใช้พลังความร้อนในขณะทำงานสูง ดังนั้นเครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จึงมีขนาดใหญ่และต้องใช้ เครื่องปรับอากาศมาช่วยในการระบายความร้อน นอกจากนั้นยังมีการใช้เทปกระดาษหรือบัตรเจาะรูในการรับส่งข้อมูล สำหรับปัญหาที่เกิดในยุคนี้จะเป็นปัญหาในด้านการบำรุงรักษา และการซ่อมแซมเครื่องเพื่อให้เครื่องสามารถทำงานได้ นอกจากนั้นการใช้คำสั่งในการสั่งงานก็ค่อนข้างยาก เพราะส่วนมากแล้วในการทำงานต้องสั่งงานโดยใช้ภาษาเครื่อง (Machine Language) ซึ่งจะถือเป็นภาษาระดับต่ำ รหัสคำสั่งต่าง ๆจะจดจำค่อนข้างยาก การใช้งานคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ส่วนใหญ่จะเป็นงานทางด้านวิทยาศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ส่วนงานทางด้านธุรกิจมีการเริ่มใช้ในยุคนี้เช่นกัน แต่มีการใช้ที่ค่อนข้างน้อย

2.  ยุคที่สอง (Second Generation)

ยุคนี้เริ่มในปี ค.ศ. 1957 หรือประมาณปี พ.ศ. 2502-2507  ในยุคนี้ได้มีการริเริ่มนำเอาทรานซิสเตอร์ (Transistor) และไดโอด (Diodes) มาใช้แทนหลอดสุญญากาศ ซึ่งมีขนาดเล็ก มีราคาถูกลงและทำงานได้เร็วขึ้น ขนาดของเครื่องคอมพิวเตอร์จึงเล็กลงตามไปด้วย ในการทำงานจะใช้วงแหวนแม่เหล็ก สำหรับเก็บข้อมูลและใช้เทปแม่เหล็ก จานแม่เหล็กเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูล นอกจากนั้นยังมีการเพิ่มอุปกรณ์ ในการรับข้อมูล และอุปกรณ์ในการแสดงผลลัพธ์อีกมากมาย มีการใช้เครื่องพิมพ์ จานแม่เหล็ก บัตรเจาะรู จอภาพ และแป้นพิมพ์เป็นเครื่องปลายทาง ในยุคนี้ได้เปลี่ยนจากการสั่งงานด้วยภาษาเครื่องเป็น การใช้สัญลักษณ์แทนจึงทำให้การสั่งงานง่ายขึ้นและมีภาษาระดับสูงบางภาษาเกิดขึ้นในยุคนี้เช่นกัน

3.  ยุคที่สาม (Third Generation)

เริ่มในปี ค.ศ. 1965 ในยุคนี้มีการนำเอาวงจรผนึกมาใช้แทนทรานซิสเตอร์ ทำให้คอมพิวเตอร์ในยุคนี้มีขนาดเล็กลงไปอีก ความเร็วก็สูงขึ้นและราคาก็ลดลงไปอีก มีการพัฒนาโปรแกรมกว้างขวางขึ้น และมีการเริ่มใช้ภาษาระดับสูงมาช่วยในการเขียนโปรแกรม จึงมีหลายบริษัทเริ่มผลิตโปรแกรมสำเร็จรูปมาใช้ในการทำงาน

4. ยุคที่สี่ (Fourth Generation)
เริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 1976 มีการนำเอาแผงวงจรรวมมาใช้แทนวงจรผนึก และมีการปรับปรุงอุปกรณ์อื่น ๆ ให้มีความสามารถสูงขึ้น จึงทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้เร็วขึ้น นอกจากนั้นยังมีการเปลี่ยนหน่วยความจำจากวงแหวนแม่เหล็กมาเป็นหน่วยความจำสารกึ่งตัวนำ มีการผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ขึ้นทำให้มีการสร้างคอมพิวเตอร์ขนาดกลาง (Minicomputer) และขนาดเล็ก (Microcomputer) ขึ้นมาเพื่อขาย ความเหมาะสมในการใช้งานในแต่ละประเภท ในยุคนี้มีประชาชนสนใจคอมพิวเตอร์มากขึ้น ทำให้มีการใช้อย่างแพร่หลายในหมู่ประชาชนทั่วไป ไม่ว่าจะเป็นนักเรียน นักศึกษา ครูอาจารย์ นายแพทย์ นักธุรกิจ เป็นต้น
วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์          
นับตั้งแต่อดีตมาจนถึงปัจจุบันจะพบว่าคอมพิวเตอร์มีวิวัฒนาการ เปลี่ยนแปลงไปมากทั้งทางด้านฮาร์ดแวร์และทางด้านซอฟต์แวร์ เพื่อให้ทันสมัยและรวดเร็ว ทันต่อเหตุการณ์ สำหรับการเปลี่ยนแปลงทางด้านฮาร์ดแวร์นั้นได้มีวิวัฒนาการหรือการเปลี่ยนแปลงดังนี้
ปี ค.ศ. 1981         
ได้ผลิตเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นไอบีเอ็มพีซีขึ้น โดยบริษัทอินเทล ในรุ่นนี้ใช้ CPU เบอร์ 8088 ซึ่งถือว่าเป็นต้นกำเนิดของเครื่องพีซีในปัจจุบัน

ปี ค.ศ. 1982         

ได้พัฒนาเป็นรุ่นไอบีเอ็มพีซีเอ็กซ์ที (IBM PC/XT) มีการออกแบบวงจรภายในใหม่ ให้มีขนาดเล็กลงและทำงานรวดเร็วขึ้น แต่ยังคงใช้ CPU เบอร์ 8088 ของอินเทล เครื่องรุ่นนี้สามารถติดตั้งฮาร์ดดิสก์ได้มีการเปลี่ยนไปจากเดิม คือ 8 เซกเตอร์ต่อแทรก เป็น 9 เซกเตอร์ต่อแทรก ทำให้สามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้นเป็น 360 กิโลไบต์

ปี ค.ศ. 1985   
ได้พัฒนาเป็นรุ่นไอบีเอ็มพีซีเอที (IBM PC/AT) ในรุ่นนี้ได้เปลี่ยนไปใช้ CPU เบอร์ 80286 ซึ่งเป็นตัวใหม่ของบริษัทอินเทลในการเก็บข้อมูลก็มีการเพิ่มฮาร์ดดิสก์ ให้มีความจุเพิ่มขึ้นเป็น 20 เมกะไบต์ ฟลอปปีดิสก์ก็สามารถเก็บข้อมูลได้ถึง 1.2 เมกะไบต์ ทำให้มีประสิทธิภาพสูงและทำงานเร็วกว่ารุ่นไอบีเอ็มเอ็กซ์ที

ปี ค.ศ. 1987   

บริษัทไอบีเอ็มได้สร้างคอมพิวเตอร์รุ่น PS/2 ขึ้นมา ในรุ่นนี้ฮาร์ดดิสก์จะมีความจุมากขึ้น    ฟลอปปีดิสก์ก็เพิ่มความจุจากเดิม 720 กิโลไบต์ เป็น 1.44 เมกะไบต์ และเปลี่ยนเป็นแผ่นดิสก์ขนาด 3.5 นิ้ว ปีต่อมา  ได้พัฒนาเป็นเครื่องมือที่ใช้ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 80386 ของอินเทล ซึ่งมีขนาด 32 บิต และมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องเอทีมาก แต่ก็มีปัญหาหนึ่งของเครื่อง  386 คือระบบปฏิบัติการและแอพพลิเคชั่นที่ผ่านมาถูกพัฒนาขึ้นมาบนเครื่องพีซีธรรมดาเท่านั้น โปรแกรมเหล่านั้นจึงไม่สามารถใช้ความสามารถของ ซีพียู 80386 ได้เต็มที่นักจะมีก็แต่ความเร็วที่สูงขึ้นเท่านั้น ปัจจุบัน  บริษัท อินเทล ได้พัฒนาเครื่องพีซี 586 (Pentium) ขึ้นมา เพื่อการใช้งานกับแอพพลิเคชั่นบนวินโดวส์โดยเฉพาะและรองรับความเร็วของซีพียูได้ สำหรับในปัจจุบันรุ่นนี้เป็นรุ่นที่กำลังได้รับความนิยมในการทำงานค่อนข้างสูง

ประเภทของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในปัจจุบันนี้ จะพบว่ามีหลายประเภทหลายแบบ ซึ่งผู้ใช้สามารถเลือกได้ตามความต้องการ แต่ถ้าต้องการแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ตามการสร้างแล้ว สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ

1. ดิจิตอล (Digital Computer)
2. อนาลอก (Analog Computer)
3. ผสม  (Hybrid Computer)

สำหรับการแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์นั้น มักจะดูจากลักษณะการทำงานมาเป็นเกณฑ์ในการแบ่ง ซึ่งอาจจะดูจากประเภทของข้อมูลที่รับเข้ามาประมวลผลว่าเป็นข้อมูลชนิดใด นอกจากนั้นยังดูถึงการเก็บข้อมูล การแสดงข้อมูล และการนำไปประยุกต์ใช้งานอีกด้วย สำหรับการทำงานและข้อแตกต่างของคอมพิวเตอร์ทั้ง 3 ประเภท มีดังนี้
1. คอมพิวเตอร์ชนิดดิจิตอล (Digital computer)

คอมพิวเตอร์ชนิดดิจิตอลเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีการคำนวณโดยการนับจำนวนโดยตรง ข้อมูลที่นับได้จะเก็บเป็นรหัสตัวเลขฐาน 2 คือ มีเลข 0 กับเลข 1 การประมวลผลจะทำงานต่อเนื่องกันไป และมีการเก็บข้อมูลไว้ให้อย่างถูกต้องแม่นยำ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับงานที่นำไปใช้ด้วย เช่น ใช้ในการจองสายการบิน การควบคุมการยิงขีปนาวุธ การพยากรณ์สภาพภูมิอากาศ เป็นต้น

2.  คอมพิวเตอร์ชนิดอนาลอก (Analog Computer)
คอมพิวเตอร์ชนิดอนาลอกเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ทำงานโดยการรับข้อมูลแบบวัดจำนวนที่ต่อเนื่องกัน ซึ่งจะนำข้อมูลที่วัดได้มาแปลงเป็นค่าตัวเลข เช่น การวัดอุณหภูมิของอากาศ การวัดแรงดันไฟฟ้า การวัดความดังของเสียงเครื่องยนต์ การวัดปริมาณอากาศที่เป็นพิษ เป็นต้น ซึ่งผลจากการวัดที่ได้จะมีความละเอียดค่อนข้างมาก จึงเหมาะกับงานทางด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรม และทางด้านคณิตศาสตร์ เนื่องจากงานเหล่านี้จะต้องใช้ค่าตัวเลขที่ละเอียด มีจุดทศนิยมหลายตำแหน่ง
3.  คอมพิวเตอร์แบบผสม (Hybrid Computer)
คอมพิวเตอร์แบบผสมเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่นำลักษณะการทำงานแบบดิจิตอลและแบบอนาลอกมาผสมกัน ลักษณะการทำงานของคอมพิวเตอร์แบบนี้จะมีการรับข้อมูลเข้าเครื่องหรือมีการแสดงผลข้อมูลออกมาอย่างต่อเนื่อง นอกจากนั้นคอมพิวเตอร์แบบนี้ยังมีความสามารถในด้านการคำนวณที่ถูกต้องแม่นยำ และสามารถทำงานตามโปรแกรมที่ซับซ้อนได้
สำหรับงานที่จะใช้คอมพิวเตอร์แบบผสม หรือไฮบริดนั้น มักจะเป็นงานเฉพาะด้าน เช่น งานทางด้านวิทยาศาสตร์ การฝึกนักบิน ใช้ในการควบคุมการทำงานด้านอุตสาหกรรม หรืออาจจะใช้ในวงการแพทย์ เป็นต้น
ขนาดของคอมพิวเตอร์
                การแบ่งคอมพิวเตอร์ออกตามขนาดนั้น ไม่ได้แบ่งว่ามีขนาดใหญ่หรือเล็ก แต่จะแบ่งจากขนาดของหน่วยความจำและอุปกรณ์ที่ใช้ในการรับและแสดงข้อมูล ดังนั้นการที่จะเลือกคอมพิวเตอร์ขนาดใดมาใช้งานนั้น จะต้องคำนึ่งถึงงานด้วยว่า มีความซับซ้อน ยุ่งยาก ต้องใช้หน่วยความจำในการเก็บข้อมูลมากหรือไม่ ถ้าเรามีการเลือกขนาดคอมพิวเตอร์ที่เหมาะสมกับงานแล้ว งานที่ได้ก็จะมีประสิทธิภาพสูงและได้ผลรวดเร็ว ถูกต้อง ขนาดของคอมพิวเตอร์นั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ขนาดดังนี้
1.  ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer)
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและสามารถประมวลผลได้เร็วที่สุด ซึ่งส่วนมากแล้วจะผลิตมาใช้กับงานเฉพาะด้านเท่านั้น เช่น งานทางวิทยาศาสตร์ที่ยุ่งยากซับซ้อน และต้องมีการคำนวณมาก งานออกแบบเครื่องบิน งานวิจัยทางด้านนิวเคลียร์ ซึ่งเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดนี้จะมีราคาที่ค่อนข้างแพงมาก ดังนั้นจึงมีใช้ไม่แพร่หลายมากนัก
2.  เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Miainframe Computer)
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพสูง มีความเร็วในการทำงานและมีหน่วยความจำสูงมาก เหมาะกับหน่วยงานขนาดใหญ่ เช่น ธนาคาร
3.  มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer)
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดรองลงมา มีขนาดหน่วยความจำน้อยกว่า 2 แบบแรก แต่ก็มีความรวดเร็วในการประมวลผลสูง มักจะใช้กับงานที่มีข้อมูลไม่มาก เช่น การควบคุมอุปกรณ์ในการทดลอง การควบคุมเครื่องจักรในโรงงาน เป็นต้น
4.  ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer)
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กที่สุด แต่ก็มีประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันเป็นเครื่องที่นิยมใช้กันมาก เนื่องจากมีขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบา ราคาไม่แพง สามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายและสะดวก บางรุ่นมีลักษณะเป็นกระเป๋าหิ้วหรือที่เรียกว่า Note Book สามารถพกพาได้ สำหรับงานที่จะใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์นั้น ส่วนมากแล้วจะเป็นงานไม่ใหญ่มาก เช่น งานในสำนักงานทั่วไป งานเก็บข้อมูลต่าง ๆ ปัจจุบันนี้เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาออกแบบหลายแบบหลายรุ่น เพื่อให้ผู้ใช้เลือกซื้อได้และมีการพัฒนารุ่นต่าง ๆ ออกมาอยู่ตลอดเวลา
ส่วนประกอบของ Computer

เครื่องคอมพิวเตอร์ถ้าจะทำงานได้นั้นจะต้องประกอบไปด้วยส่วนประกอบ 3 ส่วน ใหญ่ ๆ ด้วยกัน คือ ส่วนแรกนั้นจะเป็นตัวเครื่องหรือที่เรียกกันว่า ฮาร์ดแวร์ (Hardware) ซึ่งประกอบไปด้วย จอภาพ ชุดซีพียู คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ และแผ่นดิสก์  ส่วนที่ 2 เรียกว่า ซอฟต์แวร์ (Software) ซึ่งหมายถึงโปรแกรมต่าง ๆ ที่ไว้ใช้สั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามที่เราต้องการ ส่วนสุดท้าย เรียกว่า พีเพิลแวร์ (Peopleware) ซึ่งส่วนนี้จะหมายถึง  บุคคลที่มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นพนักงานป้อนข้อมูล นักเขียนโปรแกรม หรือนักวิเคราะห์ออกแบบระบบงานต่าง ๆ บนคอมพิวเตอร์ ทั้ง 3 ส่วนนี้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของ Computer ถ้าขาดส่วนหนึ่งส่วนใดไปแล้ว Computer ก็ไม่สามารถใช้งานได้เลย สำหรับในบทนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดของฮาร์ดแวร์ ซึ่งมีส่วนประกอบดังต่อไปนี้

ฮาร์ดแวร์ (Hardware)

หมายถึง ส่วนที่เป็นตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบไปด้วยหน่วยต่าง ๆ ดังต่อไปนี้ คือ

หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)  ทำหน้าที่ในการรับข้อมูลที่บันทึกไว้ในสื่อต่าง ๆ เข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจำ สำหรับอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยรับข้อมูล ได้แก่ Keyboard, Disk Drive, Magnetic Tape, Card Reader, Mouse, Touch Screen  และ Scanner เป็นต้น

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) ทำหน้าที่ในการคำนวณและประมวลผล ซึ่งถือว่าเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์ สำหรับในหน่วยนี้มีหน้าที่ 2 อย่างคือ ควบคุมการทำงาน คำนวณและตรรก อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นี้ได้แก่ CPU

หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูล และคำสั่งต่าง ๆ ที่ส่งมาจากหน่วยรับข้อมูลหรือส่งมาจากหน่วยประมวลผลกลางมาเก็บไว้ เพื่อรอการเรียกใช้หรือรอการประมวลผลภายหลัง สำหรับหน่วยความจำแบ่งเป็นหน่วยความจำหลัก ซึ่งในที่นี้คือ ROM กับ RAM และหน่วยความจำสำรอง ซึ่งได้แก่ เทปแม่เหล็ก, Disk, Tape เป็นต้น

หน่วยแสดงผลลัพธ์ (Output Unit) ทำหน้าที่ในการแสดงผลลัพธ์ที่ได้มาจากกรประมวลผล อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยแสดงผลลัพธ์ ได้แก่ Monitor, Printer, Diskette, CD-ROM, Plotter, Disk Drive และ Magnetic Tape เป็นต้น