1. หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

การทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ มี 4 ขั้นตอน ดังนี้

1. รับข้อมูล (Input) คอมพิวเตอร์จะทำหน้าที่รับข้อมูลไปประมวลผล อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูล ได้แก่ แป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องสแกน เป็นต้น

2. ประมวลผลข้อมูล (Process) เมื่อคอมพิวเตอร์รับข้อมูลเข้าสู่ระบบแล้วจะทำการประมวลผลตามคำสั่ง หรือโปรแกรมที่กำหนด อุปกรณ์ทีทำหน้าที่ประมวลไผลได้แก่ CPU

3. แสดงผลข้อมูล (Output) เมื่อทำการประมวลผลแล้ว คอมพิวเตอร์จะแสดงผลลัพธ์ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการแสดงผลข้อมูลคือ จอภาพและเครื่องพิมพ์ เป็นต้น

4. จัดเก็บข้อมูล  คอมพิวเตอร์จะทำการจัดเก็บข้อมูลลงในอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูล เช่น ฮาร์ดดิสก์ แผ่นซีดี แฟลชไดรว์

แสดงขั้นตอนการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์

2. องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์

 

เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เราเห็นๆ กันอยู่นี้เป็นเพียงองค์ประกอบส่วนหนึ่งของระบบคอมพิวเตอร์เท่านั้น แต่ถ้าต้องการให้เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตามที่เราต้องการนั้น จำเป็นต้องอาศัยองค์ประกอบพื้นฐาน 4 ประการมาทำงานร่วมกัน ซึ่งองค์ประกอบพื้นฐานของระบบคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วย

• ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
• ซอฟต์แวร์ (Software)
• บุคลากร (People ware)
• ข้อมูล / สารสนเทศ (Data/Information)

ฮาร์ดแวร์ (Hardware) 

หมายถึง อุปกรณ์ต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นโครงร่างสามารถมองเห็นด้วยตาและสัมผัสได้ (รูปธรรม) เช่น จอภาพ คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ เมาส์ เป็นต้น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ตามลักษณะการทำงาน ได้ 4 หน่วย คือ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU) หน่วยแสดงผล (Output Unit) หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage) โดยอุปกรณ์แต่ละหน่วยมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน 

ซอฟต์แวร์ (Software) 

หมายถึง ส่วนที่มนุษย์สัมผัสไม่ได้โดยตรง (นามธรรม) เป็นโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อสั่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงาน ซอฟต์แวร์จึงเป็นเหมือนตัวเชื่อมระหว่างผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์และเครื่องคอมพิวเตอร์ ถ้าไม่มีซอฟต์แวร์เราก็ไม่สามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำอะไรได้เลย ซอฟต์แวร์สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งได้ ดังนี้

• ซอฟต์แวร์สำหรับระบบ (System Software) คือ ชุดของคำสั่งที่เขียนไว้เป็นคำสั่งสำเร็จรูป ซึ่งจะทำงานใกล้ชิดกับคอมพิวเตอร์มากที่สุด เพื่อคอยควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ทุกอย่าง และอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ในการใช้งาน ซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมระบบที่รู้จักกันดีก็คือ DOS, Windows, UNIX, Linux รวมทั้งโปรแกรมแปลคำสั่งที่เขียนในภาษาระดับสูง เช่น ภาษา Basic, FORTRAN, Pascal, COBOL, C เป็นต้น นอกจากนี้โปรแกรมที่ใช้ในการตรวจสอบระบบเช่น Norton’s Utilities ก็นับเป็นโปรแกรมสำหรับระบบด้วยเช่นกัน 
• ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software) คือ ซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมที่สั่งคอมพิวเตอร์ทำงานต่างๆ ตามที่ผู้ใช้ต้องการ ไม่ว่าจะด้านเอกสาร บัญชี การจัดเก็บข้อมูล เป็นต้น ซอฟต์แวร์ประยุกต์สามารถจำแนกได้เป็น 2 ประเภท คือ
  
  - ซอฟต์แวร์สำหรับงานเฉพาะด้าน คือ โปรแกรมซึ่งเขียนขึ้นเพื่อการทำงานเฉพาะอย่างที่เราต้องการ บางที่เรียกว่า User’s Program เช่น โปรแกรมการทำบัญชีจ่ายเงินเดือน โปรแกรมระบบเช่าซื้อ โปรแกรมการทำสินค้าคงคลัง เป็นต้น ซึ่งแต่ละโปรแกรมก็มักจะมีเงื่อนไข หรือแบบฟอร์มแตกต่างกันออกไปตามความต้องการ หรือกฎเกณฑ์ของแต่ละหน่วยงานที่ใช้ ซึ่งสามารถดัดแปลงแก้ไขเพิ่มเติม (Modifications) ในบางส่วนของโปรแกรมได้ เพื่อให้ตรงกับความต้องการของผู้ใช้ และซอฟต์แวร์ประยุกต์ที่เขียนขึ้นนี้โดยส่วนใหญ่มักใช้ภาษาระดับสูงเป็นตัวพัฒนา 
  
  - ซอฟต์แวร์สำหรับงานทั่วไป เป็นโปรแกรมประยุกต์ที่มีผู้จัดทำไว้ เพื่อใช้ในการทำงานประเภทต่างๆ ทั่วไป โดยผู้ใช้คนอื่นๆ สามารถนำโปรแกรมนี้ไปประยุกต์ใช้กับข้อมูลของตนได้ แต่จะไม่สามารถทำการดัดแปลง หรือแก้ไขโปรแกรมได้ ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมเอง ซึ่งเป็นการประหยัดเวลา แรงงาน และค่าใช้จ่ายในการเขียนโปรแกรม นอกจากนี้ ยังไม่ต้องใช้เวลามากในการฝึกและปฏิบัติ ซึ่งโปรแกรมสำเร็จรูปนี้ มักจะมีการใช้งานในหน่วยงานที่ขาดบุคลากรที่มีความชำนาญเป็นพิเศษในการเขียนโปรแกรม ดังนั้น การใช้โปรแกรมสำเร็จรูปจึงเป็นสิ่งที่อำนวยความสะดวกและเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง ตัวอย่างโปรแกรมสำเร็จรูปที่นิยมใช้ได้แก่ MS-Office, Lotus, Adobe Photoshop, SPSS, Internet Explorer และ เกมส์ต่างๆ เป็นต้น

บุคลากร (People ware) 

หมายถึง บุคลากรในงานด้านคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ สามารถใช้งาน สั่งงานเพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามที่ต้องการ แบ่งออกได้ 4 ระดับ ดังนี้

• ผู้จัดการระบบ (System Manager) คือ ผู้วางนโยบายการใช้คอมพิวเตอร์ให้เป็นไปตามเป้าหมายของหน่วยงาน
• นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) คือ ผู้ที่ศึกษาระบบงานเดิมหรืองานใหม่และทำการวิเคราะห์ความเหมาะสม ความเป็นไปได้ในการใช้คอมพิวเตอร์กับระบบงาน เพื่อให้โปรแกรมเมอร์เป็นผู้เขียนโปรแกรมให้กับระบบงาน 
• โปรแกรมเมอร์ (Programmer) คือ ผู้เขียนโปรแกรมสั่งงานเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อให้ทำงานตามความต้องการของผู้ใช้ โดยเขียนตามแผนผังที่นักวิเคราะห์ระบบได้เขียนไว้ 
• ผู้ใช้ (User) คือ ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ทั่วไป ซึ่งต้องเรียนรู้วิธีการใช้เครื่อง และวิธีการใช้งานโปรแกรม เพื่อให้โปรแกรมที่มีอยู่สามารถทำงานได้ตามที่ต้องการ 
  
  เนื่องจากเป็นผู้กำหนดโปรแกรมและใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ มนุษย์จึงเป็นตัวแปรสำคัญในอันที่จะทำให้ผลลัพธ์มีความน่าเชื่อถือ เนื่องจากคำสั่งและข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลได้รับจากการกำหนดของมนุษย์ (People ware) ทั้งสิ้น

ข้อมูล/สารสนเทศ (Data/Information) 

ข้อมูล (Data) เป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่ง การทำงานของคอมพิวเตอร์จะเกี่ยวข้องกับข้อมูลตั้งแต่การนำข้อมูลเข้าจนกลายเป็นข้อมูลที่สามารถใช้ประโยชน์ต่อได้หรือที่เรียกว่า สารสนเทศ (Information) ซึ่งข้อมูลเหล่านี้อาจจะเป็นได้ทั้งตัวเลข ตัวอักษร และข้อมูลในรูปแบบอื่นๆ เช่น ภาพ เสียง เป็นต้น 

ข้อมูลที่จะนำมาใช้กับคอมพิวเตอร์ได้นั้น โดยปกติจะต้องมีการแปลงรูปแบบหรือสถานะให้คอมพิวเตอร์เข้าใจก่อน จึงจะสามารถเอามาใช้งานในการประมวลผลต่างๆ ได้เราเรียกสถานะนี้ว่า สถานะแบบดิจิตอล ซึ่งมี 2 สถานะเท่านั้น คือ เปิด(1) และ ปิด(0)

 

3. แผงวงจรหลักและการรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ

แผงวงจรหลักและการรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆแผงวงจรหลักหรือเมนบอร์ด

                เป็นอุปกรณ์ที่บรรจุอยู่ในเคส (Case) เปรียบเสมือนศูนย์กลางของเครื่องคอมพิวเตอร์ เพราะอุปกรณ์ของหน่วยรับเข้า หน่วยประมวลผล หน่วยความจำหลัก หน่วยความจำรอง และหน่วยส่งออกต้องถูกนำมาเชื่อมต่อกับแผงวงจรหลักจึงจะทำงานได้

 การรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ

                บัส (bus) หมายถึง ช่องทางการสื่อสารขนถ่ายข้อมูลจากหน่วยประมวลผลกลางไปยังอุปกรณ์อื่นๆ เช่น หน่วยความจำหลัก อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ บัสเปรียบเสมือนช่องทางจราจร
                1. บัสข้อมูล (data bus) เป็นเส้นทางผ่านและควบคุมการส่งถ่ายข้อมูลจากหน่วยประมวลผลกลาง ไปยังอุปกรณ์ภายนอกหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอก  เพื่อทำการประมวลผลที่หน่วยประมวลผลกลาง

                2. บัสรองรับข้อมูล (address bus) เป็นบัสที่หน่วยประมวลผลกลาง เลือกว่าจะส่งข้อมูลหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ไหนไปที่ใด และต้องส่งสัญญาณเลือกออกมาทางบัสรองรับข้อมูลนี้
                3. บัสควบคุม (control bus) เป็นบัสที่รับสัญญาณการควบคุมการควบคุมจากหน่วยประมวลผลกลาง เพื่อบังคับว่าจะอ่านข้อมูลเข้ามา หรือจะส่งข้อมูลออกไปจากหน่วยประมวลผลกลาง

                ระบบบัส ทางกายภาพ คือ สายทองแดงที่วางตัวอยู่บนแผงวงจรหลักของเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่เชื่อมโยงกับอุปกรณ์ต่างๆ ความกว้างของบัสจะนับขนาดข้อมูลที่วิ่งอยู่โดยจะมีหน่วยเป็น บิต (bit) เช่น บัสขนาด 8 บิต บัสขนาด 16 บิต บัสขนาด 32 บิตระบบบัสบนแผงวงจรหลักถูกแบ่งเป็นดังนี้

                1. ระบบบัสแบบ พีซีไอ (PCI ) เป็นบัสแบบ 32 บิต มีความเร็วในการติดต่อกับอุปกรณ์ต่างๆที่ความเร็ว 33 MHz ความเร็วในการรับ – ส่งข้อมูล 133 เมกะไบต์ต่อวินาที ใช้กับ การ์ดเสียง โมเด็ม และการ์ดแลน

                2. ระบบบัสแบบ เอจีพี (AGP) เป็นบัสความเร็วสูงใช้กับการ์ดแสดงผลรุ่นใหม่เพื่อรองรับงานสื่อประสม บัสชนิดนี้จะเชื่อมต่ออยู่กับ สล็อต APGแผงวงจรหลัก 1 แผง จะมีสล็อตแบบ AGP ได้เพียงสล็อตเดียว

                3. ระบบบัสแบบพีซีไอเอกเพรส (PCI Express) เป็นระบบบัสแบบใหม่ที่มีความเร็วสูงและอัตรารับส่งข้อมูลสูง

 

4. คุณลักษณะของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง

คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันแบ่งได้ 5 ประเภท 

1. ซูเปอร์คอมพิวเตอร์(Super computer)
-มีความเร็วในการประมวลผลสูงสุด

-ราคาแพงมาก

-มีขนาดใหญ่

-คำนวณทางคณิตศาสตร์ได้หลายแสนล้านครั้งต่อวินาที

-ใช้แก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ได้อย่างรวดเร็ว

2. เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe computer)

-มีสมรรถนะการทำงานสูงไม่เน้นความเร็ว

-ความเร็วสูง

-ให้บริการผู้ใช้จำนวนหลายร้อยคนพร้อมกัน

-นิยมใช้ในองค์กรใหญ่ๆ
3. มินิคอมพิวเตอร์(Minicomputer)

-ใช้งานในองค์กรขนาดกลางที่ให้บริการข้อมูลแก่เครื่องลูกข่าย เช่น โรงแรม
4. ไมโครคอมพิวเตอร์(Microcomputer)

-ได้รับความนิยมมากที่สุด

-มีประสิทธิภาพสูง ราคาไม่แพง

-เหมาะใช้ส่วนตัวที่บ้าน โรงเรียน

5. คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก(Handheld computer)                              

-เก็บข้อมูลประจำวันได้

-สร้างปฏิทิน เล่นเกม ฟังเพลง ฯลฯ

อุปกรณ์ต่อพ่วง

อุปกรณ์ต่อพ่วง หมายถึง อุปกรณ์ต่างๆที่มามารถต่อเข้ากับอุปกรณ์ของหน่วยประมวลผลกลางและประกอบเข้ากับระบบคอมพิวเตอร์เพื่อการใช้งาน

1.แป้นพิมพ์(Keyboard)

เป็นอุปกรณ์ที่รับข้อมูลจากการกดแป้นแล้วทำการเปลี่ยนรหัสเพื่อส่งไปให้คอมพิวเตอร์ประมวลผล แบ่งเป็นแป้นอักขระและแป้นตัวเลข

2.เมาส์(Mouse)

เป็นอุปกรณ์ประเภทตัวชี้รับข้อมูลจากการกดปุ่มบนตัวเมาส์

เมาส์แบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ๆได้ 2 ประเภท คือ

2.1.เมาส์ทางกล

2.2.เมาส์แบบใช้แสง

3.อุปกรณ์ชี้ตำแหน่งสำหรับคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ค

เป็นอุปกรณ์รับเข้าที่ติดอยู่กับตัวเครื่องคอมพิวเตอร์โน๊คบุ๊คได้เลย พกพาง่าย มี 3 ประเภท

3.1.ลูกกลมควบคุม (track ball)

3.2.แท่งชี้ควบคุม (track point)

3.3.แผ่นรองสัมผัส (touch pad)

4.ก้านควบคุม(joystick)

เป็นก้านที่โผล่ออกมาจากกล่องควบคุมโดยการบิดขึ้น-ลง ซ้าย-ขวา นิยมใช้เล่นเกม

5. จอสัมผัส(touch screen)

เป็นอุปกรณ์รับเข้าที่รับข้อมูลจากการสัมผัสบนจอภาพ

6.อุปกรณ์รับเข้าแบบกราดตรวจ

นิยมใช้ 3 ประเภท

6.1.เครื่องอ่านรหัสแท่ง

6.2.เครื่องกราดตรวจหรือสแกนเนอร์

6.3.กล้องดิจิทัล

7. เว็บแคม(Web cam: Web camera)

เป็นอุปกรณ์รับเข้าประเภทกล้องวีดีโอที่ สามารถบันทึกและถ่ายทอดภาพนิ่ง เคลื่อนไหว ผ่านระบบเครือข่ายเว็บไซต์หรือโปรแกรม แล้วส่งไปปรากฏที่จอภาพ

8.จอภาพ(Monitor) มี 2 ชนิด ได้แก่

8.1.จอภาพแบบซีอาร์ที(Cathode Ray Tube)

8.2.จอภาพแบบแอลซีดี(Liquid Crystal Display)

9.ลำโพง(Speaker)

เป็นอุปกรณ์ส่งออกที่แสดงผลเป็นข้อมูลเสียงใช้งานคู่กับการ์ดเสียง(Sound card)

10.หูฟัง(Headphone)

เป็นอุปกรณ์ที่ส่งออกใช้สำหรับฟังเพลง ฟังเสียงจากคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณให้เราได้ยิน

11.เครื่องพิมพ์(Printer)

เป็นอุปกรณ์ส่งออกที่แสดงผลงานพิมพ์ลงบนกระดาษ

11.1.เครื่องพิมพ์แบบจุด

11.2.เครื่องพิมพ์เลเซอร์

11.3.เครื่องพิมพ์แบบฉีดหมึก

11.4.พล็อตเตอร์(Plotter) เป็นเครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่มีความละเอีอดและสัดส่วนที่ถูกต้องสูง สามารถพิมพ์ลงกระดาษขนาดใหญ่ได้

12.โมเด็ม(Modem)

เป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณคอมพิวเตอร์ติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์อื่นๆได้