จำนวนผู้เข้าชม

วันพุธที่ 13 ตุลาคม พ.ศ. 2553

หลักการทํางานของคอมพิวเตอร์

หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ หมายถึง  เครื่องคำนวณ  อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผลและเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ  พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ.2525 ได้ให้คำจำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ค่อนข้างกะทัดรัดว่า  เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกล  ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อน โดยวิธีทางคณิตศาสตร์
        หรืออาจกล่าวได้ว่า เครื่องคอมพิวเตอร์หมายถึง  เครื่องมือที่ช่วยในการคำนวณและการประมวลผลข้อมูล  จากคุณสมบัตินี้ของเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งไม่ใช่เครื่องคิดเลข  เครื่องคอมพิวเตอร์จึงประกอบด้วยคุณสมบัติ 3 ประการคือ
1. ความเร็ว  (Speed)  เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วสูงมาก  ซึ่งหน่วยความเร็วของการทำงานของคอมพิวเตอร์วัดเป็น
    - มิลลิเซกัน (Millisecond)      ซึ่งเปรียบเทียบความเร็วเท่ากับ 1/1000 วินาที  หรือ ของวินาที
    - ไมโครเซกัน (Microsecond) ซึ่งเทียบความเร็วเท่ากับ 1/1,000,000 วินาที    หรือของวินาที
    - นาโนเซกัน (Nanosecond)    ซึ่งเปรียบเทียบความเร็วเท่ากับ 1/1,000,000,000 วินาที  หรือของวินาที
ความเร็วที่ต่างกันนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แต่ละยุค  ซึ่งได้มีการพัฒนาให้เครื่องคอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น  การใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ประมวลข้อมูล ได้เร็วในเวลาไม่เกิน 1 วินาที  จะทำให้คอมพิวเตอร์มีบทบาทในการนำมาเป็นเครื่องมือใช้งานอย่างดียิ่ง
2. หน่วยความจำ (Memory)  เครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยความจำ  ซึ่งสามารถใช้บันทึกและเก็บ
ข้อมูลได้คราวละมากๆ และสามารถเก็บคำสั่ง (Instructions) ต่อๆกันได้ที่เราเรียกว่าโปรแกรม แลนำมาประมวลในคราวเดียวกัน ซึ่งเป็นปัจจัยทำให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานเก็บข้อมูลได้ครั้งละมากๆ เช่น    การสำรวจสำมะโนประชากร  หรือรายงานผลการเลือกตั้งซึ่งทำให้มีการประมวลได้รวดเร็วและถูกต้อง   จากการที่หน่วยความจำสามารถบันทึกโปรแกรมและข้อมูลไว้ในเครื่องได้  ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์มีคุณสมบัติพิเศษ  คือสามารถทำงานได้อย่างอัตโนมัติ   ในกรณีที่มีงานที่ต้องทำซ้ำๆหรือบ่อยครั้งถ้าใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยในการทำงานเหล่านั้นก็จะทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงซึ่งจะได้ทั้งความรวดเร็ว  ถูกต้องแม่นยำและประหยัดเนื่องจากการเขียนคำสั่งเพียงครั้งเดียวสามารถทำงานซ้ำๆได้คราวละจำนวนมากๆ
3. ความสามารถในการเปรียบเทียบ (Logical)
  ในเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบไปด้วยหน่วยคำนวณและตรรกะซึ่งนอกจากจะสามารถในการคำนวณแล้วยังสามารถใช้ในการเปรียบเทียบซึ่งความสามารถนี้เองที่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ต่างกับเครื่องคิดเลข และคุณสมบัตินี้ทีทำให้นักคอมพิวเตอร์สร้างโปรแกรมอัตโนมัติขึ้นใช้อย่างกว้างขวาง เช่นการจัดเรียงข้อมูลจำเป็นต้องใช้วิธีการเปรียบเทียบ การทำงานซ้ำๆตามเงื่อนไขที่กำหนด หรือการใช้คอมพิวเตอร์ในกิจการต่างๆซึ่งเกิดขึ้นมากมายในปัจจุบัน และการใช้แรงงานจากคอมพิวเตอร์แทนแรงงานจากมนุษย์ทำให้รวดเร็วถูกต้อง สะดวกและแม่นยำ เป็นการผ่อนแรงมนุษย์ได้เป็นอย่างมาก
ยุคของคอมพิวเตอร
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1 อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2 คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2506 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ โดยมีแกนเฟอร์ไรท์เป็นหน่วยความจำ มีอุปกรณ์เก็บข้อมูลสำรองในรูปของสื่อบันทึกแม่เหล็ก เช่น จานแม่เหล็ก ส่วนทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีการพัฒนาดีขึ้น โดยสามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงซึ่งเป็นภาษาที่เขียนเป็นประโยคที่คนสามารถเข้าใจได้ เช่น ภาษาฟอร์แทน ภาษาโคบอล เป็นต้น ภาษาระดับสูงนี้ได้มีการพัฒนาและใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน
3. คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3 (พ.ศ. 2508 - 2513) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ใช้วงจรไอซี ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำที่สามารถบรรจุวงจรกึ่งตัวนำเอาไว้มาก แล้วพิมพ์บนแผ่นซิลิคอน เรียกว่า "ชิป" (Chip) ซึ่งมีขนาดเล็กมาก จึงทำให้เครื่องในยุคนี้มีขนาดเล็กลง เขียนชุดคำสั่งด้วยภาษาระดับสูง และเริ่มมีโปรแกรมสำเร็จรูปใช้งาน ตัวอย่างเครื่องในยุคนี้ ได้แก่ IBM360
4. คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4 (พ.ศ. 2514 - 2523) คอมพิวเตอร์ในยุคนี้จนถึงปัจจุบัน ใช้วงจร LSI (Large-Scale Integrated Circuit) คือ การใช้เทคโนโลยีใหม่ โดยรวมวงจรไอซีจำนวนมากลงในแผ่นซิลิคอนชิป 1 แผ่น ซึ่งทำให้เล็กลงไปอีกมาก และกลายเป็นวงจร VLSI (Very Large -Scale Integrated Circuit) ซึ่งสามารถบรรจุวงจรได้มากกว่า 1 ล้านวงจร และด้วยเทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้เกิดแนวคิดในการบรรจุวงจรที่สำคัญสำหรับการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ลงในชิปตัวเดียว นั่นคือส่วนของ CPU (Central Processing ๊๊Unit) อยู่บนชิปตัวเดียวเรียกว่า "ไมโครโปรเซสเซอร์" ตัวอย่างเครื่องในยุคนี้ ได้แก่ IBM 370 ซึ่งเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ และไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก คือ Altair 8800 , a\Apple II เป็นต้น
5. คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5 (พ.ศ. 2524 - ปัจจุบัน) ยุคของวงจร VLSI เป็นช่วงที่กำลังพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า "ไมโครโปรเซสเซอร์" ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ทั้งทางด้านเทคโนโลยี ทางสถาปัตยกรรมโครงสร้าง และการพัฒนาภาษาที่ใช้กับระบบซอท์ฟแวร์เพื่อให้รับรู้ภาษาพูดของมนุษย์โดยตรง มีหน่วยความจำขนาดมหึมาพอกับการจัดการระบบฐานข้อมูลขนาดใหญ่ได้อย่างเพียงพอ ซึ่งต่อไปเครื่องคอมพิวเตอร์จะไม่หยุดทำงานเพราะมีระบบแก้ไขข้อขัดข้องภายในตัวมันเอง และมีความสามารถสูงพอที่จะรับคำสั่งจากภาษาพูดของมนุษย์ได้ จนถือว่าเป็นเครื่องมือเครื่องใช้จำเป็นอย่างหนึ่งภายในบ้าน

ชนิดของคอมพิวเตอร์  
                   สามารถแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ที่มีในปัจจุบันได้ 3 จำพวกใหญ่ตามลักษณะข้อมูลที่ใช้ใน การประมวลผลตามลักษณะการใช้งาน  และตามขนาดของคอมพิวเตอร์  ได้ดังนี้
1. แบ่งตามลักษณะข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล สามารถแบ่งได้ 3 ประเภท ดังนี้                1.1
 แอนะล็อกคอมพิวเตอร์  เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ  แต่จะใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทนไม้บรรทัดคำนวณ  อาจถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของแอนะล็อกคอมพิวเตอร์  ที่ใช้ค่าตัวเลขตามแนวความยาวไม้บรรทัดเป็นหลักของการคำนวณ  โดยไม้บรรทัดคำนวณจะ
มีขีดตัวเลขกำกับอยู่  เมื่อไม้บรรทัดหลายอันมาประกบรวมกัน  การคำนวณผล  เช่น การคูณ  จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามตัวเลขของตัวตั้งและตัวคูณของขีดตัวเลขชุดหนึ่ง  แล้วไปอ่านผลคูณของขีดตัวเลขอีกชุดหนึ่ง  แอนะล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าจะแทนขีดตัวเลขตามแนวยาวของไม้บรรทัด       
                    แอนะล็อกคอมพิวเตอร์    จะมีลักษณะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำและเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์  จึงเหมาะสำหรับงานคำนวณทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่อยู่ในรูปของสมการคณิตศาสตร์ เช่น การจำลองการบิน การศึกษาการสั่งสะเทือนของตึกเนื่องจากแผ่นดินไหว ข้อมูลตัวแปรนำเข้าอาจเป็นอุณหภูมิความเร็วหรือความดันอากาศ   ซึ่งจะต้องแปลงให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้า เพื่อนำเข้าแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้าแปรกับเวลาซึ่งต้องแปลงกลับไปเป็นค่าของตัวแปรที่กำลังศึกษา    
                    ในปัจจุบันไม่ค่อยพบเห็นแอนะล็อกคอมพิวเตอร์เท่าไรนักเพราะผลการคำนวณมีความละเอียดน้อย ทำให้มีขีดจำกัดใช้ได้กับงานเฉพาะบางอย่างเท่านั้น
                     สรุป  คอมพิวเตอร์แบบแอนะลอก (Analog Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ในการวัดข้อมูลแบบต่อเนื่อง   (Continuous Data) เช่น  ข้อมูลอุณหภูมิ  ความเร็ว หรือความดัน  ซึ่งข้อมูลประเภทนี้จะ
ไม่มีค่าที่สามารถนับได้ทีละ 1 ได้  แต่จะออกมาเป็นทศนิยม  ซึ่งไม่สามารถวัดให้ถูกต้องตรงทีเดียวได้
คอมพิวเตอร์แบบนี้จะใช้กับงานเฉพาะด้าน  เช่นคอมพิวเตอร์ตรวจคลื่นสมอง หรือหัวใจ  เป็นต้น
                 1.2  ดิจิทัลคอมพิวเตอร์  คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปในปัจจุบัน จัดเป็นดิจิทัลคอมพิวเตอร์แทบทั้งหมด ดิจิทัลคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานเกี่ยวกับตัวเลข มีหลักการคำนวณที่ไม่ใช่แบบไม้บรรทัดคำนวณ แต่เป็นแบบลูกคิด โดยแต่และหลักของลูกคิดคือ หลักหน่วย หลักร้อย และสูงขึ้นไปเรื่อย ๆ เป็นระบบเลขฐานสินที่แทนตัวเลขจากศูนย์ถ้าเก้าไปสิบตัวตามระบบตัวเลขที่ใช้ในชีวิตประจำวัน          
                    ค่าตัวเลขของการคำนวณในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นหลักเช่นเดียวกัน แต่จะเป็นระบบเลขฐานสองที่มีสัญลักษณ์ตัวเลขเพียงสองตัว คือเลขศูนย์กับเลขหนึ่งเท่านั้น โดยสัญลักษณ์ตัวเลขทั้งสองตัวนี้ จะแทนลักษณะการทำงานภายในซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน การคำนวณภายในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสองทั้งหมด ดังนั้นเลขฐานสิบที่เราใช้และคุ้นเคยจะถูกแปลงไปเป็นระบบเลขฐานสองเพื่อการคำนวณภายในคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ก็ยังเป็นเลขฐานสองอยู่ ซึ่งคอมพิวเตอร์จะแปลงเป็นเลขฐานสิบเพื่อแสดงผลให้ผู้ใช้เข้าใจได้ง่าย
                        สรุป คอมพิวเตอร์แบบดิจิตัล (Digital Computer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการประมวลผลแบบ ไม่ต่อเนื่อง (Discret Data) หรือ เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการนับข้อมูลที่เป็นตัวเลข  โดยจะนับทีละ 1 หน่วยได้
เช่น จำนวนนักศึกษาในมหาวิทยาลัยจำนวนประชากรในประเทศไทยหรือใช้คำนวณ  ซึ่งจะได้รับความถูกต้องแม่นยำมากกว่าข้อมูลที่มาจากการวัด
                1.3 ไฮบริกคอมพิวเตอร์ (Hybrid Computer)   เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่รวมเอาความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 แบบแรกเข้าด้วยกัน ตัวอย่างของระบบประเภทนี้  ได้แก่  การใช้แอนะลอกในการวัดการทำงานของหัวใจ  อุณหภูมิ  และความดันต่างๆของคนไข้  ข้อมูลที่ได้รับก็จะถูกแปลงออกเป็นตัวเลข  เพื่อส่ง
ไปให้คอมพิวเตอร์แบบดิจิตัลทำการประมวลผลและให้ผลลัพธ์ตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ภายในคอมพิวเตอร์  เช่น
ถ้าหัวใจเต้นเร็ว  หรือช้ากว่าที่กำหนด  ก็ให้ระบบทำการส่งสัญญาณเตือนให้ทราบ เป็นต้น
2. แบ่งตามลักษณะการใช้งานสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท ดังนี้                      2.1 คอมพิวเตอร์อเนกประสงค์ (General purpose Computer) เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการออกแบบ  ให้ประยุกต์ใช้งานได้อย่างไม่ถ้วน  นั่นคือ  ระบบจะทำงานตามคำสั่งในโปรแกรมที่เขียนขึ้นมา  และยังสามารถเก็บโปรแกรมทางด้านต่างๆไว้ในเครื่องเดียวกันได้  เช่น  โปรแกรมทางด้านระบบเงินเดือน โปรแกรมทางด้านบัญชีลูกหนี้ ฯลฯ และเมื่อเราต้องการใช้เครื่องทำอะไร  ก็เพียงแต่ทำการเรียกโปรแกรมทางด้านนั้นขึ้นมาทำงาน                    
                      2.2 คอมพิวเตอร์เฉพาะกิจ (Special Purpose Computer)
จะถูกออกแบบมาให้ทำงานเฉพาะอย่างเท่านั้น  โดยไม่สามารถนำไปใช้งานด้านอื่นได้  เช่น  คอมพิวเตอร์ที่ใช้การควบคุมระบบการนำวิถีของจรวด  เป็นต้น

3. แบ่งตามขนาดของเครื่องคอมพิวเตอร์  
                        
มักจะวัดกันตามขนาดความจุของหน่วยความจำหลักที่ใช้งาน (Main Memory) ซึ่งหน่วยวัดความจุอาจอยู่ในเทอมของกิโลไบต์ (Kilobyte หรือ KB) โดย 1 KB จะมีค่า =  ไบต์  หรือ 1024 ตัวอักขระ (1 ไบต์ มีค่าเท่ากับ 1 ตัวอักขระ) ดังนั้น ถ้าคอมพิวเตอร์มีความจุ 10 K จะมีความหมายว่าเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นจะสามารถเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำหลักได้ ไบต์ หรือเท่ากับ 10,240 ตัวอักขระ
          นอกจากนี้ขนาดหน่วยความจำยังอาจมีหน่วยวัดอยู่ในเทอมของเมกะไบต์ (Megabyte หรือ MB หรือ M ) โดย 1 MB = 1024 KB = 1024 X 1024 =1,048,576 ไบต์ (ตัวอักขระ)
          หรืออาจอยู่ในเทอมของจิกะไบต์ (Gigabyte หรือ GB) โดย 1 = 1024 MB = 1024  X 1024 X 1024 =
1,073,741,824 ไบต์(ตัวอักขระ) เป็นต้น   
                     3.1  ไมโครคอมพิวเตอร์
     เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็ก บางคนเห็นว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานส่วนบุคคล หรือเรียกว่า พีซี (Personal Computer : PC) สามารถใช้เป็นเครื่องต่อเชื่อมในเครือข่าย หรือใช้เป็นเครื่องปลายทาง (terminal) ซึ่งอาจจะทำหน้าที่เป็นเพียงอุปกรณ์รับและแสดงผลสำหรับป้อนข้อมูลและดูผลลัพธ์ โดยดำเนินการการประมวลผลบนเครื่องอื่นในเครือข่ายอาจจะกล่าวได้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยประมวลผลกลางเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ใช้งานง่าย ทำงานในลักษณะส่วนบุคคลได้ สามารถแบ่งแยกไมโครคอมพิวเตอร์ตามขนาดของเครื่องได้ดังนี้  
  3.1.1  คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Desktop Computer)   เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กถูกออกแบบมาให้ตั้งบนโต๊ะ  มีการแยกชิ้นส่วน  ประกอบเป็นซีพียู  จอภาพ  และแผงแป้นอักขระ
3.1.2 แล็ปท็อปคอมพิวเตอร์ (Laptop Computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่วางใช้งานบนตักได้  จอภาพที่ใช้เป็นแบบราบชนิดจอภาพผนึกเหลว (Liquid Crystal Display :LCD) น้ำหนักของ
เครื่องประมาณ 3-8 กิโลกรัม
3.1.3 โน้ตบุ๊คคอมพิวเตอร์  (notebook Computer)     เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดและเบากว่าแล็ปท็อป  นำหนักประมาณ 1.5-3 กิโลกรัม จอภาพแสดงผลเป็นแบบราบชนิดมีทั้งแสดงผลสีเดียว  หรือแบบหลายสี  โน้ตบุ๊คที่มีขายทั่วไปมีประสิทธิภาพและความสามารถเหมือนกับแล็ปท็อป
3.1.4 ปาล์มท็อปคอมพิวเตอร์ (Palmtop Computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์สำหรับทำงานเฉพาะ อย่าง
เช่น เป็นพจนานุกรม  เป็นสมุดจดบันทึกประจำวัน  บันทึกการนัดหมายและการเก็บข้อมูลเฉพาะ บางอย่างที่สามารถพกพาติดตัวไปมาได้สะดวก
           

                     3.2 มินิคอมพิวเตอร์    เป็นเครื่องที่สามารถใช้งานพร้อม ๆ กันได้หลายคน จึงมีเครื่องปลายทางต่อได้ มินิคอมพิวเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงกว่าสถานีงานวิศวกรรม นำมาใช้สำหรับประมวลผลในงานสารสนเทศขององค์การขนาดกลาง จนถึงองค์การขนาดใหญ่ที่มีการวางระบบเป็นเครือข่ายเพื่อใช้งานร่วมกัน เช่น งานบัญชีและการเงิน งานออกแบบทางวิศวกรรม งานควบคุมการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม มินิคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การที่เรียกว่าเครื่องให้บริการ (server) มีหน้าที่ให้บริการกับผู้ใช้บริการ (client) เช่น ให้บริการแฟ้มข้อมูล ให้บริการข้อมูล ให้บริการช่วยในการคำนวณ และการสื่อสาร
                3.3 เมนเฟรมคอมพิวเตอร์   เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีการพัฒนามาตั้งแต่เริ่มแรก เหตุที่เรียกว่า เมนเฟรมคอมพิวเตอร์เพราะตัวเครื่องประกอบด้วยตู้ขนาดใหญ่ที่ภายในตู้มีชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ อยู่เป็นจำนวนมาก แต่อย่างไรก็ตามในปัจจุบันเมนเฟรมคอมพิวเตอร์มีขนาดลดลงมากเมนเฟรมเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงมาก มักอยู่ที่ศูนย์คอมพิวเตอร์หลักขององค์การ และต้องอยู่ในห้องที่มีการควบคุมอุณหภูมิและมีการดูแลรักษาเป็นอย่างดี   บริษัทผู้ผลิตเมนเฟรมได้พัฒนาขีดความสามารถของเครื่องให้สูงขึ้น ข้อเด่นของการใช้เมนเฟรมอยู่ที่งานที่ต้องการให้มีระบบศูนย์กลาง และกระจายการใช้งานไปเป็นจำนวนมาก เช่น ระบบเอทีเอ็มซึ่งเชื่อมต่อกับฐานข้อมูลที่จัดการโดยเครื่องเมนเฟรม อย่างไรก็ตามขนาดของเมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์ก็ยากที่จะจำแนกจากกันให้เห็นชัด ปัจจุบันเมนเฟรมได้รับความนิยมน้อยลงทั้งนี้เพราะคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กมีประสิทธิภาพและความสามารถดีขึ้นราคาถูกลงขณะเดียวกันระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ก็ดีขึ้นจนทำให้การใช้งานบนเครือข่ายกระทำได้เหมือนการใช้งานบนเมนเฟรม
                3.4 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์   เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องมีการคำนวณตัวเลขจำนวนหลายล้านตัวภายในเวลาอันรวดเร็ว เช่น งานพยากรณ์อากาศ ที่ต้องนำข้อมูลต่าง ๆ เกี่ยวกับอากาศทั้งระดับภาคพื้นดิน และระดับชั้นบรรยากาศเพื่อดูการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของอากาศ งานนี้จำเป็นต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูงมาก นอกจากนี้มีงานอีกเป็นจำนวนมากที่ต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ซึ่งมีความเร็วสูง เช่น งานควบคุมขีปนาวุธ งานควบคุมทางอวกาศ งานประมวลผลภาพทางการแพทย์ งานด้านวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะทางด้านเคมี เภสัชวิทยา และงานด้านวิศวกรรมการออกแบบ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็ว และมีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพิวเตอร์ชนิดอื่น การที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็ว เพราะมีการพัฒนาให้มีโครงสร้างการคำนวณพิเศษ เช่นการคำนวณแบบขนานที่เรียกว่า เอ็มพีพี (Massively Parallel Processing : MPP) ซึ่งเป็นการคำนวณที่กระทำกับข้อมูลหลาย ๆ ตัวในเวลาเดียวกัน


องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
เครื่องคอมพิวเตอร์โดยลำพังเองแล้วมันจะไม่สามารถทำงานได้ด้วยตนเอง  จำเป็นต้องมีองค์ประกอบอยู่ด้วยกัน 4 อย่างที่มีความสำคัญเท่าเทียมกันและต้องทำงานประสานกัน    จึงทำให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้จะกล่าวถึงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบใดบ้าง  แต่ละองค์ประกอบมีความสำคัญอย่างไร  ซึ่งจะเป็นพื้นฐานสำคัญที่จะทำให้เข้าใจเกี่ยวกับคุณลักษณะและหน้าที่ของอุปกรณ์ต่างๆภายในระบบคอมพิวเตอร์รวมไปถึงการทำงานของระบบ  ซึ่งพอจะสรุปถึงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ที่สำคัญได้ดังนี้
1. องค์ประกอบทางด้านฮาร์ดแวร์ (Hardware)      ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึงส่วนประกอบของตัวเครื่องที่เราสามารถจับต้องได้  จะสามารถแบ่งส่วน ประกอบของฮาร์ดแวร์ออกได้เป็น 5 หน่วยที่สำคัญ ดังนี้
         1.1 หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) ทำหน้าที่ในการรับโปรแกรม  และข้อมูลเข้าสู่คอมพิวเตอร์  ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้ในการรับข้อมูลเข้า ได้แก่  แป้นพิมพ์หรือคีย์บอร์ด (Keyboard) เครื่องสแกนต่างๆ เช่น เครื่อง
รูดบัตร  สแกนเนอร์ ฯลฯ
         1.2 หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมหรือข้อมูลที่รับมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งให้หน่วยประมวลผลกลางทำการประมวลผล  และรับผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล  เพื่อเตรียมส่งออกหน่วยแสดงข้อมูลต่อไป
         1.3 หน่วยประมวลผลกลาง (CPU หรือ Central Processing Unit) ทำหน้าที่ปฏิบัติงานตามคำสั่งที่ปรากฏอยู่ในโปรแกรม หน่วยนี้จะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ อีก 2 หน่วย  ได้แก่  หน่วยคำนวณเลขคณิตและตรรกวิทยา (ALU หรือArithmetic and Logical Unit)  และ หน่วยควบคุม (CU หรือ Control Unit)
         1.4 หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง
(Secondary Storge) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือโปรแกรมที่จะป้อนเข้าสู่หน่วยความจำหลักภายในเครื่องก่อนทำการประมวลผลโดย ซีพียู  รวมทั้งเป็นแหล่งเก็บผลลัพท์จากการประมวลผลด้วย เพื่อการใช้งานในภายหลัง
         1.5 หน่วยแสดงข้อมูล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลลัพท์จากการประมวลผล  เช่น จอภาพ  เครื่องพิมพ์  เป็นต้น
2. องค์ประกอบทางด้านซอฟต์แวร์ (Software)      ซอฟต์แวร์ (Software) หมายถึง โปรแกรมหรือชุดของคำสั่งที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานซอฟต์แวร์นี้จึงเปรียบเสมือนตัวเชื่อมระหว่างผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์และเครื่องคอมพิวเตอร์  
      ซอฟต์แวร์ สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น
                        1. ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software)
                        2. ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software)
                        3. ซอฟต์แวร์สำเร็จรูป (Package)  
        2.1  ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software)   
หมายถึงชุดของคำสั่งที่เขียนไว้เป็นคำสั่งสำเร็จรูป  ซึ่งจะทำงานใกล้ชิดกับคอมพิวเตอร์มากที่สุด  เพื่อ คอยควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ทุกอย่างและอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ในการงาน  ซอฟต์แวร์ระบบนี้ยังสามารถแบ่งออกได้อีกดังนี้     
                        1. ซอฟต์แวร์ควบคุมระบบปฏิบัติการ (Operating System --OS)
                        2. ซอฟต์แวร์จัดการอุปกรณ์ต่อพ่วง (Device Driver Software)
                        3. ซอฟต์แวร์การสื่อสาร(Communications Software)
                        4. ซอฟต์แวร์ช่วยพัฒนาโปรแกรม (Program Development Software)
                        5.ซอฟต์แวร์อำนวยความสะดวก (Utility Software)
         2.2 ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software)                         คือซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อการทำงานเฉพาะอย่างที่เราต้องการ  เช่นงานส่วนตัว  งานทางด้านธุรกิจ  หรืองานทางด้านวิทยาศาสตร์  เราอาจเรียกโปรแกรมประเภทนี้ว่า User's Program  ซอฟต์แวร์ประเภทนี้โดยส่วนใหญ่  มักใช้ภาษาระดับสูงในการพัฒนา เช่น ภาษาซี  โคบอล  ปาสคาล เบสิก ฯลฯ ตัวอย่าง ของโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นใช้ในทางธุรกิจ เช่น โปรแกรมการทำบัญชีจ่ายเงินเดือน (Payroll Program) โปรแกรมระบบเช่าซื้อ (Hire Purchase) โปรแกรมการทำสินค้าคงคลัง (Stock Program) ฯลฯ ซึ่งแต่ละโปรแกรมก็อาจมีเงื่อนไขหรือแบบฟอร์มที่แตกต่างกันไปตามความต้องการหรือกฏเกณฑ์ของแต่ละหน่วยงานที่ใช้  โปแกรมประเภทนี้จะสามารถดัดแปลงแก้ไขเพิ่มเติม (Modifications) ในบางส่วนของโปรแกรมเองได้  เพื่อให้ตรงกับความต้องการของผู้ใช้งานโปรแกรม   
         2.3 ซอฟต์แวร์สำเร็จรูป (Package)
      
       เป็นซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมประยุกต์ทีมีผู้จัดทำไว้เพื่อใช้ในการทำงานประเภทต่างๆโดยผู้ใช้คนอื่นๆสามารถนำซอฟต์แวร์ประเภทนี้ไปใช้กับข้อมูลของตนได้  แต่จะไม่สามารถทำการดัดแปลงหรือแก้ไขโปรแกรมได้   ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมขึ้นมาเอง  จึงเป็นการประหยัด  แรงงาน  และค่าใช้จ่ายในการเขียนโปรแกรม  นอกจากนี้ยังไม่ต้องใช้เวลามากในการเขียนโปรแกรม  ดังนั้นการใช้ซอฟต์แวร์สำเร็จรูปจึงเป็นสิ่งที่อำนวยความสะดวกและเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง  ตัวอย่างของซอฟต์แวร์สำเร็จรูป  เช่น  ซอฟต์แวร์ระบบจัดการฐานข้อมูล  ซอฟต์แวร์จัดพิมพ์รายงาน หรือเวิร์ดโปรเซสเซอร์ (Word Processor) ซอฟต์แวร์กระดาษทดอิเล็กทรอนิกส์หรือสเปรดชีต (Spreadsheet) เป็นต้น


3. องค์ประกอบทางด้านบุคคลากร (Personnel)
ถึงแม้ระบบคอมพิวเตอร์จะประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ แต่ระบบคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทำงานได้ถ้าขาดอีกองค์ประกอบหนึ่ง  ซึ่งได้แก่  องค์ประกอบทางด้านบุคลากร
ที่จะเป็นผู้จัดการและควบคุมระบบคอมพิวเตอร์ให้สามารถปฏิบัติงานได้อย่างราบรื่น  คอยแก้ไขปัญญาหาต่างๆที่เกิดขึ้นกับระบบคอมพิวเตอร์  พัฒนาโปรแกรมประยุกต์ต่างๆ รวมไปถึงการใช้งานโปรแกรมประยุกต์ที่ถูกพัฒนาขึ้น      เราสามารถแบ่งบุคลากรที่มีหน้าที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ประเภทตามลักษณะของงานดังนี้
           1. หัวหน้าหน่วยงานคอมพิวเตอร์ (EDP Manager หรือ Electronic Data Processing Manager)
 
                       เป็นบุคคลที่อยู่ในตำแหน่งทางบริหาร  ซึ่งจะเป็นหัวหน้าของบุคคลทางคอมพิวเตอร์ทั้งหมด  จะมีหน้าที่วางแผนงาน  กำหนดนโยบายของหน่วยงาน  จัดทำโครงการและแผนงานการใช้ระบบคอมพิวเตอร์  จัดหาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นจะต้องใช้ในองค์กร  อำนวยการฝึกอบรมความรูให้กับบุคลากรทางคอมพิวเตอร์  เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและนอกจากนี้จะต้องเป็นผู้คอยตรวจสอบและติดตามผลงานของผู้ที่อยู่ใต้บังคับบัญชาว่ามีความก้าวหน้าในการทำงานเป็นอย่างไรด้วย ดังนั้นบุคลากรในตำแหน่งนี้จึงต้องเป็นผู้ที่มีความรับผิดชอบสูง  มีความรู้ความสามารถ  มองเห็นการณ์ไกล  และต้องหมั่นติดตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอยู่เสมอ
           2. บุคคลากรทางด้านระบบ (System)      ประกอบด้วยบุคคลากรที่มีตำแหน่งดังต่อไปนี้
                 2.1 นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst หรือ SA)
                เป็นผู้ที่มีหน้าที่ในการวิเคราะห์และออกแบบระบบ  โดยจะรวบรวมข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวข้องกับระบบงานเดิมและความต้องการของผู้ใช้  เพื่อนำมาทำการวิเคราะห์และออกแบบระบบงานใหม่  หรือปรับปรุงระบบงานเดิม  เพื่อให้การทำงานในระบบงานใหม่มีประสิทธิภาพดีขึ้นกว่าระบบงานเดิม โดยปกติ SA จะต้องเป็นผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์เป็นอย่างดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งจะต้องเป็นผู้ที่มีประสบการณ์ทำงานมาพอสมควร  และควรมีพื้นฐานการเขียนโปรแกรมมาก่อน  ถึงแม้ว่า SA จะไม่ได้เป็นผู้เขียนโปรแกรมเอง  แต่ SA จะต้องเป็นผู้ค้นหาวิธีการและขั้นตอนต่างๆ ในการเขียนโปรแกรมส่งให้กับนักเขียนโปรแกรมทำการเขียนอีกทีหนึ่ง  นอกจ
ากนี้ SA ควรจะเป็นผู้ที่มีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์  มีมนุษย์สัมพันธ์ดี  เพราะจะต้องมีหน้าที่ติดต่อกับคนในหลายระดับ  ซึ่งในบางองค์กรอาจมีพนักงานบางคนที่ไม่เข้าใจในระบบคอมพิวเตอร์  และต่อต้านการนำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้  ดังนั้น SA จะต้องเป็นผู้ที่มีความสามารถในการชี้นำให้เขาเห็นถึงประโยชน์ของการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการทำงานได้
                 2.2 นักเขียนโปรแกรมระบบ (System Programmer  หรือ SP)
                        จะมีหน้าที่เขียนโปรแกรมระบบควบคุมเครื่อง  จะคอยตรวจสอบและแก้ไขเมื่อระบบคอมพิวเตอร์มีปัญหา บุคลากรประเภทนี้จะต้องมีความรู้ทางด้านฮาร์ดแวร์เป็นอย่างดี  เพราะต้องมีหน้าที่ในการให้คำปรึกษาต่างๆเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์เมื่อระบบคอมพิวเตอร์มีปัญหา  และต้องคอยพัฒนาโปรแกรมอำนวยความสะดวกต่างๆขึ้นมา เช่น โปรแกรมที่ช่วยในการสำรองข้อมูลในแต่ละวันหรือแต่ละสัปดาห์  เพื่อช่วยให้การทำงานระบบคอมพิวเตอร์มีความสะดวกมากยิ่งขึ้น
                 2.3 บุคคลากรทางด้านการเขียนโปรแกรม

 
                       นักเขียนโปรแกรมหรือโปรแกรมเมอร์ (Programmer) จะทำหน้าที่เขียนโปรแกรมประยุกต์ (Application Program) ทางคอมพิวเตอร์  ตามขั้นตอนวิธีที่นักวิเคราะห์ระบบได้ออกแบบไว้  เพื่อให้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถใช้งานโปรแกรมประยุกต์นั้นได้  นักเขียนโปรแกรมจึงควรเป็นผู้มีความรู้เกี่ยวกับซอฟต์แวร์เป็นอย่างดี  แต่อาจไม่จำเป็นต้องมีความรู้ในรายละเอียดเกี่ยวกับฮาร์แวร์ก็ได้  ควรเป็นคนมีความอดทนในการทำงานสูง เนื่องจากการเขียนโปรแกรมจะต้องพบกับข้อผิดพลาด (errors) ของโปรแกรมที่อาจเกิดขึ้นมากมาย  ซึ่งจะต้องใช้เวลาในการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นนั้นให้ได้นอกจากนี้ควรมีความรอบคอบและมีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์  หมั่นติดตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยี  หาความรู้ใหม่ๆ  เพิ่มเติมอยู่ตลอดเวลา  เพื่อพัฒนาเทคนิคที่เหมาะสมในการพัฒนาโปรแกรมให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
                    นักเขียนโปรแกรมยังสามารถแบ่งออกได้เป็นอีก 2 แบบ ตามลักษณะงานดังนี้
                   - งานการสร้างโปรแกรมประยุกต์  (Application Programming)
                                    เป็นผู้ที่มีหน้าที่ในการเขียนและพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ทั้งหมดของระบบตามที่นักวิเคราะห์ระบบเป็นผู้ออกแบบให้ ซึ่งมักจะเป็นระบบที่เริ่มมีการพัฒนาเป็นครั้งแรก
                   - งานการบำรุงรักษาโปรแกรม  (Maintenance Programming)                         ระบบอาจมีการพัฒนาเสร็จแล้ว  แต่ต่อมาต้องการเปลี่ยนแปลงระบบในบางจุด  เช่น  อาจต้องมีการปรับปรุงให้มีความทันสมัย  ดังนั้นนักเขียนโปรแกรมทางด้านนี้ต้องคอยตามแก้ไขโปรแกรมเก่าๆ ในระบบ
ที่เขียนไว้แล้วเพื่อให้เป็นไปตามความต้องการใหม่ของระบบ
        3. ดีบีเอ (DBA หรือ DataBase Administrator)                 เป็นบุคลากรที่จะพบในองค์กรที่มีการจัดการข้อมูล ซึ่ง DBA จะเป็นผู้มีหน้าที่ในการออกแบบและควบคุมกาใช้งานฐานข้อมูล  จะสามารถสร้างและแก้ไขเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของฐานข้อมูลได้ ซึ่งโดยปกติผู้ใช้งานทั่วไปจะไม่สามารถเข้าไปยุ่งหรือจัดการกับฐานข้อมูล  นอกจากนี้จะต้องควบคุมดูแลฐานข้อมูลมีการเก็บข้อมูลที่ถูกต้อง  ทันสมัยอยู่เสมอ  และยังคอยแก้ปัญหาเมื่อระบบฐานข้อมูลมีปัญหาเกิดขึ้นด้วย
          4. ผู้ปฏิบัติการ (Operator)
                จะเป็นเจ้าหน้าที่คอมพิวเตอร์  ที่มีหน้าที่คอยปิดและเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์  และคอยเฝ้าดูระบบ  เมื่อมีปัญหาใดๆเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์  ก็จะเป็นผู้แจ้งให้กับนักเขียนโปรแกรมระบบทราบเพื่อทำการแก้ไขต่อไป  และยังมีหน้าที่ส่งงานต่างๆเข้าไปประมวลผลในคอมพิวเตอร์  และคอยรับรายงานการประมวลผล  เพื่อแจกจ่ายให้แก่ฝ่ายที่เกี่ยวข้อง  นอกจากนี้ยังต้องทำหน้าที่สำรอง (Backup) ข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นไปเก็บไว้ในสื่อบันทึกข้อมูล  เช่น เทป  ทุกสิ้นวันหรือสิ้นเดือน  เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ได้  เช่น  กรณีที่เครื่องคอมพิวเตอร์ขัดข้อง หรือดิสก์เกิดความเสียหาย  เป็นต้น
              บุคลากรทางด้านนี้ไม่จำเป็นต้องมีความรู้สูงนัก  เนื่องจากลักษณะงานเป็นสิ่งที่มีการกำหนดขั้นตอนไว้ตายตัวแล้ว  แต่ต้องเป็นผู้ที่มีความรับผิดชอบ  และใส่ใจในการทำงาน         
          5. ผู้ใช้ (User)
                  เป็นผู้ใช้ระบบคอมพิวเตอร์  ซึ่งจะมีความสำคัญต่อการออกแบบและพัฒนาระบบมาก  เพราะผู้ใช้ระบบจะเป็นผู้ตัดสิน และระบุความต้องการลงไปว่าต้องการให้ระบบคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรบ้าง  ซึ่งบรรดานักคอมพิวเตอร์ต่างๆก็จ้องพยายามตอบสนองความต้องการของผู้ใช้นั้น

4. องค์ประกอบทางด้านข้อมูล
(Data) 
     ข้อมูลเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งในระบบคอมพิวเตอร์  เป็นสิ่งที่ต้องป้อนเข้าไปในคอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมที่นักเขียนโปรแกรมเขียนขึ้น  เพื่อนำไปใช้ในโปรแกรมและผลิตผลลัพธ์ที่ต้องการออกมา  ดังนั้น  ข้อมูลที่นำเข้าจะต้องมีความถูกต้องสมบูรณ์  จึงจะผลิตผลลัพธ์ที่ถูกต้องสมบูรณ์ออกมาได้
ส่วนประกอบและหน้าที่ของคอมพิวเตอร
            ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์    ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน  คือ
            1. ส่วนนำเข้า (Input Unit) มีหน้าที่รับข้อมูลหรือค่าส่งจากสื่อนำเข้าไปไว้เก็บในหน่วยความจำ  เช่น
การบันทึกข้อมูลประวัตินักเรียนผ่านทางสื่อ  หรือการอ่านคะแนนสอบจากบัตรคำตอบ เป็นต้น
            2. ส่วนประมวลผลกลาง (Central  Processong Unit) เป็นส่วนที่ทำการประมวลผลข้อมูลที่ได้นำเข้าจากส่วนนำข้อมูลเข้า  ส่วนประมวลผลกลางจะประกอบไปด้วย 3 หน่วยหลักๆ คือ
                    2.1 หน่วยความจำ (Memory) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลจากการนำเข้าหรือจากการประมวลผลของคอมพิวเตอร์  หน่วยความจำแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

RAM(Random Access Memory)
ROM(Read Only Memory)
เป็นหน่วยความจำชนิดที่สามารถบันทึกข้อมูลได้และลบข้อมูลได้  แต่ไม่จำข้อมูลในขณะที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยง หน่วยความจำประเภทนี้เรียกว่าหน่วยความจำหลัก  ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่เครื่องคอมพิวเตอร์ใช้งานเป็นหลัก
 เป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลได้เพียงอย่างเดียวไม่สามารถบันทึกข้อมูลใหม่ได้  ส่วนใหญ่จะใช้เก็บโปรแกรมสำคัญหรือกราฟิกต่างๆ
                 2.2 หน่วยคำนวณ (Arithmetic & Logic) หลักการคำนวณของคอมพิวเตอร์มี 2 หลักการ คือ
                            1.  การคำนวณ (Arithmetic&Logic) คือ การบวก  ลบ คูณ  หาร
                            2. การเปรียบเทียบ (Logical)  เช่น การคำนวณหาค่าผลรวมของยอดกำไรขาดทุน  และ
                                 การเปรียบเทียบข้อมูลแต่ละกลุ่ม  หรือแต่ละหมวดแต่ละหมู่
                 2.3 หน่วยควบคุม(Control Unit) ทำหน้าที่ในการควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์และทำหน้าที่ประสานงานการทำงานภายในและงานภายนอกของคอมพิวเตอร์
             3. ส่วนแสดงผลข้อมูล (Output Unit)   ทำหน้าที่ในการแสดงผลจากการประมวลผลแล้วไปยังสื่อที่แสดงผลลัพธ์ ได้แก่ จอภาพ  เครื่องพิมพ์  หรือเก็บไว้ที่หน่วยความจำ  ได้ทั้งความรวดเร็ว ถูกต้อง แม่นยำและประหยัด  เนื่องจากการเขียนคำสั่งเพียงครั้งเดียวสามารถทำงานซ้ำๆได้คราวละจำนวนมากๆ

คอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
คอมพิวเตอร์ (อังกฤษ: computer) หรือในภาษาไทยว่า คณิตกรณ์[2][3] คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่มีความสามารถในการคำนวณอัตโนมัติตามคำสั่ง ส่วนที่ใช้ประมวลผลเรียกว่าหน่วยประมวลผล ชุดของคำสั่งที่ระบุขั้นตอนการคำนวณเรียกว่าโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ออกมานั้นอาจเป็นได้ทั้ง ตัวเลข ข้อความ รูปภาพ เสียง หรืออยู่ในรูปอื่น ๆ อีกมากมาย
ลักษณะทางกายภาพของคอมพิวเตอร์นั้นมีหลากหลาย มีทั้งขนาดที่ใหญ่มากจนต้องใช้ห้องทั้งห้องในการบรรจุ และขนาดเล็กจนวางได้บนฝ่ามือ การจัดแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์สามารถจัดแบ่งได้ตามขนาดทางกายภาพเป็นสำคัญ ซึ่งมักจะแปลผันกับประสิทธิภาพความเร็วในการประมวลผล โดยขนาดคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเรียกว่า ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ใช้กับการคำนวณผลทางวิทยาศาสตร์ ขนาดรองลงมาเรียกว่า เมนเฟรม มักใชัในบริษัทขนาดใหญ่ที่ต้องมีการประมวลผลธุรกรรมทางธุรกิจจำนวนมากๆ สำหรับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้ในระดับบุคคลเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่พกพาได้เรียกว่า คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค ส่วนคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่สามารถวางบนฝ่ามือได้เรียกว่า พีดีเอ อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์มีใช้กันอย่างกว้างขวางมาก ซึ่งมีอุปกรณ์หลายๆชนิดได้นำคอมพิวเตอร์ไปใช้เป็นกลไกหลักในการทำงาน เช่น กล้องดิจิทัล เครื่องเล่นเอ็มพีสาม หรือในรถยนต์เองก็มีคอมพิวเตอร์ที่ใช้ช่วยในการตรวจสอบระบบการทำงานของเครื่องยนต์
ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์โดยรวมแล้ววัดกันที่ความเร็วการประมวลผล ซึ่งตามกฏของมัวร์ (Moore's Law) คอมพิวเตอร์จะเพิ่มประสิทธิภาพเป็นเท่าทวีคูณในทุกปี

เนื้อหา

[ซ่อน]

[แก้] ประวัติของคอมพิวเตอร์


คอมพิวเตอร์ อตานาซอฟฟ์-เบอร์รี หนึ่งในคอมพิวเตอร์ที่เก่าแก่ที่สุดของโลก ในรูปเป็นเครื่องจำลองตั้งอยู่ที่ มหาวิทยาลัยไอโอวาสเตต
เป็นเรื่องยากที่จะชี้ชัดลงไปว่าอุปกรณ์ใดจัดเป็นคอมพิวเตอร์ยุคแรก ๆ เพราะคำว่า "คอมพิวเตอร์" เองก็มีการตีความเปลี่ยนไปมาอยู่เสมอ แต่จุดเริ่มของคำนี้หมายถึงคนที่ทำหน้าที่เป็นนักคำนวณในสมัยนั้น
ช่วงปี ค.ศ. 1930 ถึงช่วงปี ค.ศ. 1940 เป็นช่วงที่โลกได้มีคอมพิวเตอร์ที่สามารถโปรแกรมได้และคำนวณผลลัพธ์ได้มีประสิทธิภาพจริง แต่เป็นการยากที่จะตัดสินได้ว่าคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกENIAC (Electronics Numerical Integrator and Computer) เกิดขึ้นในปี1946 และประดิษฐ์โดย จอห์น ดับลิว มอชลีย์ (John W. Mauchly) และ เจ เพรสเพอร์ เอคเกิรต (J. Prespern Eckert) ทำงานโดยใช้หลอดสุญญากาศจำนวน 18,000 หลอด มีน้ำหนัก 30 ตัน ใช้เนื้อที่ห้อง 15,000 ตารางฟุต เวลาทำงานต้องใช้กำลังไฟถึง 140 กิโลวัตต์ คำนวณในระบบเลขฐานสิบ
  • ค.ศ. 1941 เป็นครั้งแรกที่โลกได้มีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่สามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างอิสระ ผู้พัฒนาคือ Konrad Zuse และชื่อคอมพิวเตอร์คือ Z1 Computer
  • ค.ศ. 1941 จอห์น อตานาซอฟฟ์ และ คลิฟฟอร์ด เบอร์รี ที่ มหาวิทยาลัยไอโอวาสเตต ได้ร่วมกันสร้าง คอมพิวเตอร์ อตานาซอฟฟ์-เบอร์รี ซึ่งสามารถประมวลผลเลขฐานสอง
  • ค.ศ. 1944 John Presper Eckert และ John W. Mauchly ได้ร่วมกันสร้างอีนิแอก ซึ่งใช้หลอดสูญญากาศจำนวน 20,000 หลอด เพื่อสร้างหน่วยประมวลผล และถือได้ว่าเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกสำหรับการใช้งานทั่วไป โดยมีการประมวลผลแบบทศนิยม โดยหากต้องการตั้งโปรแกรมจะต้องต่อสายเชื่อมต่อเครื่องอุปกรณ์ใหม่ทั้งหมด
  • ค.ศ. 1948 Frederic Williams และ Tom Kilburn สร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้ หลอดรังสีคาโทด เป็นหน่วยความจำ
  • ค.ศ. 1947 ถึง 1948 John Bardeen, Walter Brattain และ Wiliam Shockley สร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทราสซิสเตอร์ ถือว่าเป็นจุดเปลี่ยนของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ
  • ค.ศ. 1951 John Presper Eckert และ John W. Mauchly ได้พัฒนา UNIVAC Computer ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่มีการขาย
  • ค.ศ. 1953 ไอบีเอ็ม (IBM) ออกจำหน่าย EDPM เป็นครั้งแรก และเป็นก้าวแรกของไอบีเอ็มในธุรกิจคอมพิวเตอร์
  • ค.ศ. 1954 John Backus และ IBM ร่วมกันสร้างภาษาคอมพิวเตอร์ชื่อ FORTRAN ซึ่งเป็นภาษาระดับสูง (high level programming language) ภาษาแรกในประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์
  • ค.ศ. 1955 (ใช้จริง ค.ศ. 1959) สถาบันวิจัยสแตนฟอร์ด, ธนาคารแห่งชาติอเมริกา, และ บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริก ร่วมกันสร้าง ERMA และ MICR ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกในธุรกิจธนาคาร
  • ค.ศ. 1958 Jack Kilby และ Robert Noyce เป็นผู้สร้าง Integrated Circuit หรือ ชิป (Chip) เป็นครั้งแรก
  • ค.ศ. 1962 สตีฟ รัสเซลล์ และ เอ็มไอที ได้พัฒนาเกมคอมพิวเตอร์เป็นครั้งแรกของโลกชื่อว่า "Spacewar"
  • ค.ศ. 1964 Douglas Engelbart เป็นผู้ประดิษฐ์เมาส์ และ ระบบปฏิบัติการแบบวินโดวส์
  • ค.ศ. 1969 เป็นปีที่กำเนิด ARPAnet ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของอินเทอร์เน็ต
  • ค.ศ. 1970 อินเทล พัฒนาหน่วยความจำชั่วคราวของคอมพิวเตอร์หรือ RAM เป็นครั้งแรก
  • ค.ศ. 1971 Faggin, Hoff และ Mazor พัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกของโลกให้อินเทล (Intel)
  • ค.ศ. 1971 Alan Shugart และ IBM พัฒนา ฟลอปปี้ดิสก์ เป็นครั้งแรก
  • ค.ศ. 1973 Robert Metcalfe และ Xerox ได้พัฒนาระบบอีเทอร์เน็ต (Ethernet) สำหรับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
  • ค.ศ. 1974 ถึง ค.ศ. 1975 Scelbi และ Mark-8 Altair และ IBM ร่วมกันวางจำหน่ายคอมพิวเตอร์สำหรับผู้ใช้รายย่อยเป็นครั้งแรก
  • ค.ศ. 1976 ถึง ค.ศ. 1977 ถือกำเนิด Apple I, II และ TRS-80 และ Commodore Pet Computers ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลรุ่นแรกๆ ของโลก
  • ค.ศ. 1981 ไมโครซอฟท์ วางจำหนาย MS-DOS ซึ่งเป็นระบบปฏิบัติการที่ได้รับความนิยมที่สุดในช่วงนั้น
  • ค.ศ. 1983 บริษัทแอปเปิล ออกคอมพิวเตอร์รุ่น Apple Lisa ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์รุ่นแรกที่ใช้ระบบ GUI
  • ค.ศ. 1984 บริษัทแอปเปิล วางจำหน่ายคอมพิวเตอร์รุ่น แอปเปิล แมคอินทอช ซึ่งทำให้มีการใช้คอมพิวเตอร์อย่างกว้างขวาง
  • ค.ศ. 1985 ไมโครซอฟท์ วางจำหน่าย ไมโครซอฟท์ วินโดวส์ เป็นครั้งแรก

[แก้] ประเภทของคอมพิวเตอร์

ในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ได้ใช้วงจรเบ็ดเสร็จขนาดใหญ่มาก (very large scale integrated circuit) ซึ่งสามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้มากกว่าสิบล้านตัว เราสามารถแบ่งคอมพิวเตอร์ในรุ่นปัจจุบันออกเป็น 4 ประเภทดังต่อไปนี้

[แก้] ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer)

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ถือได้ว่าเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วมาก และมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์ชนิดอื่น ๆ เครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีราคาแพงมาก มีขนาดใหญ่ สามารถคำนวณทางคณิตศาสตร์ได้หลายแสนล้านครั้งต่อวินาที และได้รับการออกแบบ เพื่อให้ใช้แก้ปัญหาขนาดใหญ่มากทางวิทยาศาสตร์และทางวิศวกรรมศาสตร์ได้อย่างรวดเร็ว เช่น การพยากรณ์อากาศล่วงหน้าเป็นเวลาหลายวัน การศึกษาผลกระทบของมลพิษกับสภาวะแวดล้อมซึ่งหากใช้คอมพิวเตอร์ชนิดอื่นๆ แก้ไขปัญหาประเภทนี้ อาจจะต้องใช้เวลาในการคำนวณหลายปีกว่าจะเสร็จสิ้น ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์สามารถแก้ไขปัญหาได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น เนื่องจากการแก้ปัญหาใหญ่ ๆ จะต้องใช้หน่วยความจำสูง ดังนั้น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จึงมีหน่วยความจำที่ใหญ่มาก ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีหลายประเภท ตั้งแต่รุ่นที่มีหน่วยประมวลผล (processing unit) 1 หน่วย จนถึงรุ่นที่มีหน่วยประมวลผลหลายหมื่นหน่วยซึ่งสามารถทำงานหลายอย่างได้พร้อม ๆ กัน

[แก้] เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (mainframe computer)

เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มีสมรรถภาพที่ต่ำกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์มาก แต่ยังมีความเร็วสูง และมีประสิทธิภาพสูงกว่ามินิคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์สามารถให้บริการผู้ใช้จำนวนหลายร้อยคนพร้อม ๆ กัน ฉะนั้น จึงสามารถใช้โปรแกรมจำนวนนับร้อยแบบในเวลาเดียวกันได้ โดยเฉพาะถ้าต่อเครื่องเข้าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ผู้ใช้สามารถใช้ได้จากทั่วโลก ปัจจุบัน องค์กรใหญ่ๆ เช่น ธนาคาร จะใช้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ในการทำบัญชีลูกค้า หรือการให้บริการจากเครื่องฝากและถอนเงินแบบอัตโนมัติ (automatic teller machine) เนื่องจากเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้ถูกใช้งานมากในการบริการผู้ใช้พร้อม ๆ กัน เมนเฟรมคอมพิวเตอร์จึงต้องมีหน่วยความจำที่ใหญ่มาก

[แก้] มินิคอมพิวเตอร์ (minicomputer)

มินิคอมพิวเตอร์ คือ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ๆ ซึ่งสามารถบริการผู้ใช้งานได้หลายคนพร้อม ๆ กัน แต่จะไม่มีสมรรถภาพเพียงพอที่จะบริการผู้ใช้ในจำนวนที่เทียบเท่าเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้ จึงทำให้มินิคอมพิวเตอร์เหมาะสำหรับองค์กรขนาดกลาง หรือสำหรับแผนกหนึ่งหรือสาขาหนึ่งขององค์กรขนาดใหญ่เท่านั้น

[แก้] ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer) หรือ พีซี (personal computer หรือ PC )

ไมโครคอมพิวเตอร์ คือ คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กแบบขนาดตั้งโต๊ะ (desktop computer) หรือขนาดเล็กกว่านั้น อาทิเช่น ขนาดสมุดบันทึก (notebook computer) และขนาดฝ่ามือ (palmtop computer) ไมโครคอมพิวเตอร์ได้เริ่มมีขึ้นในปีพ.ศ. 2518 ถึงแม้ว่าในระยะหลัง เครื่องชนิดนี้จะมีประสิทธิภาพที่สูง แต่เนื่องจากมีราคาไม่แพงและมีขนาดกระทัดรัด ไมโครคอมพิวเตอร์จึงยังเหมาะสำหรับใช้ส่วนตัว ไมโครคอมพิวเตอร์ได้ถูกออกแบบสำหรับใช้ที่บ้าน โรงเรียน และสำนักงานสำหรับที่บ้าน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการทำงบประมาณรายรับรายจ่ายของครอบครัวช่วยทำการบ้านของลูกๆ การค้นคว้าข้อมูลและข่าวสาร การสื่อสารแบบอิเล็กทรอนิกส์ (electronic mail หรือ E - mail) หรือโทรศัพท์ทางอินเทอร์เน็ต (internet phone) ในการติดต่อทั้งในและนอกประเทศ หรือแม้กระทั่งทางบันเทิง เช่น การเล่นเกมบนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ สำหรับที่โรงเรียน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการช่วยสอนนักเรียนในการค้นคว้าข้อมูลจากทั่วโลกสำหรับที่สำนักงาน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการช่วยพิมพ์จดหมายและข้อมูลอื่นๆ เก็บและค้นข้อมูล วิเคราะห์และทำนายยอดซื้อขายล่วงหน้า

[แก้] โน้ตบุ๊ค (notebook or laptop)

โน้ตบุ๊ค คือ คอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่าไมโครคอมพิวเตอร์ ถูกออกแบบไว้เพื่อนำติดตัวไปใช้ตามที่ต่างๆ มีขนาดเล็ก และน้ำหนักเบา ในปัจจุบันมีขนาดพอๆกับสมุดที่ทำด้วยกระดาษ

[แก้] การทำงานของคอมพิวเตอร์

Stored-program.png
คอมพิวเตอร์ในยุคแรกๆเช่น ENIAC เวลาโปรแกรมต้องใช้วิธีการเปลี่ยนสายเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งเป็นวิธีการที่ยุ่งยากมาก จึงเกิดแนวคิดว่าตัวโปรแกรมน่าจะจัดเก็บอยู่ในส่วนที่สามารถปรับเปลี่ยนแก้ไขได้ง่าย เป็นที่มาของแนวคิดที่ทำการจัดเก็บข้อมูลต่างๆรวมถึงโปรแกรมไว้ใน หน่วยความจำ หรือ memory ทำให้คอมพิวเตอร์จะได้รับคำสั่งโดยการอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำ และการปรับเปลี่ยนโปรแกรมสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงค่าภายในหน่วยความจำ
แนวคิดข้างต้นรู้จักในชื่อว่า "Stored-Program Concept" หรือ อีกชื่อว่าสถาปัตยกรรม von Neumann โดยเข้าใจว่า J. Presper Eckert และ John William Mauchly ซึ่งเป็นนักออกแบบ ENIAC เป็นผู้คิดค้นขึ้น
แนวคิดการทำงานแบบ Stored-Program ถูกใช้เป็นแนวคิดหลักของการทำงานในคอมพิวเตอร์จนถึงปัจจุบัน โดยแนวคิดนี้จะแบ่งการทำงานของคอมพิวเตอร์เป็น 4 ส่วนหลักได้แก่
  • หน่วยประมวลผลในรูปแบบข้อมูล Binary หรือที่เรียกว่า Arithmetic-Logical Unit (ALU) เป็นการทำงานโดยเลขฐาน 2 เปรียบเสมือนหัวใจของคอมพิวเตอร์ หน้าที่หลักของมันคือทำการประมวลผลทางคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐานอันได้แก่การบวกและลบ และการทำการเปรียบเทียบข้อมูลสองข้อมูลว่ามีค่าเท่ากันหรือไม่ถ้าไม่จะมีค่ามากกว่าหรือน้อยกว่า
  • หน่วยความจำ หรือ Memory ใช้สำหรับเก็บข้อมูล (Data) และ คำสั่ง (Instructions) โดยข้อมูลภายในหน่วยความจำจะถูกแบ่งเป็นส่วนๆเล็กๆเท่าๆกัน แต่ละส่วนมีที่อยู่ (address) เพื่อใช้เข้าถึงข้อมูลที่ถูกจัดเก็บเอาไว้
  • อุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต หรือ I/O Device เป็นส่วนที่ใช้นำข้อมูลจากโลกภายนอกเข้ามาภายในระบบคอมพิวเตอร์ เพื่อนำมาประมวลผล และเมื่อได้ผลลัพธ์ก็จะนำข้อมูลที่ได้มาแสดงผลให้โลกภายนอกคอมพิวเตอร์ได้รับทราบ
  • หน่วยควบคุมการทำงาน หรือ Control Unit เป็นส่วนที่ใช้เชื่อมต่อแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน หน้าที่หลักๆคือทำการอ่านข้อมูลคำสั่งที่อยู่ภายในหน่วยความจำหรือที่ได้จากอุปกรณ์อินพุต ทำการแปลความหมายและส่งไปประมวลผลใน ALU จากนั้นนำผลที่ได้ไปจัดเก็บในหน่วยความจำหรืออุปกรณ์เอาต์พุต หน้าที่หลักอีกประการ คือควบคุมลำดับการทำงานของแต่ละขั้นตอนให้อยู่ในเวลาที่เหมาะสม

[แก้] หน่วยประมวลผล

การทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง หน่วยประมวลผล จะรับคำสั่งและข้อมูลจากหน่วยความจำ โดยส่งเข้าที่ Queue Prefetch Unit จะตรวจสอบว่า ค่าใน Queue เป็นคำสั่งหรือไม่ ถ้าเป็นคำสั่งจะสั่งให้ Bus Interface Unit (BIU) ส่งค่าของคำสั่งไปที่ Decode Unit ถ้าเป็นค่าที่อยู่ (Address) ของหน่วยความจำ จะถูกส่งไปที่ Segment and Paging Unit Segment and Paging Unit จะแปลงที่อยู่ของหน่วยความจำ จากที่อยู่เสมือน (Virtual Address) ในรูปแบบของ segment : offset ให้กลายเป็นที่อยู่จริง (Physical Address) ที่ Bus Interface Unit เข้าใจ หน่วยถอดรหัส (Decode Unit) จะตรวจสอบและแยกแยะคำสั่ง แล้วแปลคำสั่ง และส่งสัญญาณควบคุมไปให้ Execution Unit ทำงานตามคำสั่งนั้นใน Execution Unit จะประกอบด้วย
Control Unit (CU) จะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานภายในโปรเซสเซอร์เป็นตัวสั่งงาน Unit อื่นๆตามคำสั่งที่แปลจาก Decode Unit Protection Test Unit จะป้องกันและตรวจสอบการทำงานของส่วนต่างๆ ไม่ให้ทำผิดกฏเกณฑ์ จนเกิดข้อผิดพลาดขึ้น Register จะทำหน้าที่เก็บค่าชั่วคราวก่อนและหลังการประมวลเพื่อส่งให้ส่วนอื่นๆต่อไป เป็นเหมือนกระดาษทดชัว่คราว สำหรับ ALU Arithmetic Logic Unit (ALU) เป็นส่วนการคำนวณทางคณิตศาสตร์และหาค่าตรรกะของการเปรียบเทียบ
เมื่อ ALU คำนวณหรือเปรียบเทียบค่าเรียบร้อยแล้ว จะส่งไปเก็บไว้ที่ Register แล้ว Control Unit จะสั่งให้ BIU เก็บค่าผลลัพธ์ลงในหน่วยความจำ โดยแปลงที่อยู่เสมือนที่ Control Unit กำหนด ให้กลายเป็น ที่อยู่จริงของหน่วยความจำที่จะนำผลลัพธ์ไปเก็บไว้

[แก้] หน่วยความจำ

หน่วยความจำเป็นพื้นที่การทำงานและเป็นพื้นที่การจัดเก็บข้อมูลของคอมพิวเตอร์ เพราะคอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานตามลำพังโดยอาศัยเพียงหน่วยประมวลผลหลักได้ หน่วยความจำแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ได้แก่ หน่วยความจำชั่วคราว หรือ หน่วยความจำสำรอง คือ แรม (RAM: Random Access Memory) โดยแรมจะเป็นหน่วยความจำที่ใช้ขณะคอมพิวเตอร์ทำงาน และจะหายไปเมื่อปิดเครื่อง อีกชนิดหนึ่งคือหน่วยความจำถาวร หรือหน่วยความจำหลัก ได้แก่ ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk) ที่ใช้ในการเก็บข้อมูล และ รอม (ROM: Read Only Memory) ที่ใช้ในการเก็บค่าไบออส หน่วยความจำถาวรจะใช้ในการเก็บข้อมูลของเครื่องคอมพิวเตอร์และจะไม่สูญหายเมื่อปิดเครื่อง

[แก้] ตัวอย่างประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์มีประโยชน์กับเรามากมาย เช่น
  1. การใช้งานภาครัฐ งานทะเบียนราษฎร์ของรัฐบาล เช่น การแจ้งเกิด ตาย ย้ายที่อยู่ การทำบัตรประจำตัวประชาชน งานภาษี เช่น ยื่นแบบประเมินภาษีภาษีผ่านอินเทอร์เน็ต เก็บทะเบียนประวัติผู้เสียภาษี ตรวจสอบการเสียภาษี
  2. งานสายการบิน การสำรองที่นั่งผู้โดยสาร การลดงานเอกสาร
  3. ทางด้านการศึกษา สื่อคอมพิวเตอร์ช่วยสอน การเรียนออนไลน์ให้กับผู้เรียนที่อยู่ห่างไกล
  4. ธุรกิจการนำเข้าสินค้าและส่งออก การทำธุรกิจแบบพานิชอิเล็กทรอนิกส์
  5. ธุรกิจธนาคาร ช่วยด้านงานข้อมูลธนาคาร รับ-จ่ายเงิน เก็บประวัติลูกค้า ธนาคารอิเล็กทรอนิกส์ การทำธุรกรรมผ่านโทรศัพท์มือถือ
  6. วิทยาศาสตร์และการแพทย์ การเก็บข้อมูลเกี่ยวกับประวัติการรักษาของคนไข้ วิจัย คำนวณ และ การจำลองแบบ
  7. งานสถาปนิก ช่วยออกแบบ เขียนแบบ หรือทำแบบจำลองสามมิติ
  8. งานภาพยนตร์ การ์ตูน แอนิเมชัน ช่วยสร้างตัวการ์ตูนเคลื่อนไหว ออกแบบตัวการ์ตูน จำลองตัวการ์ตูนสามมิติ การตัดต่อภาพยนตร์
  9. งานด้านสถิติ ช่วยเก็บบันทึกข้อมูล วิเคราะห์ จำลองแบบข้อมูล และการเผยแพร่ข้อมูล
  10. ด้านสันทนาการ ช่วยให้ความบันเทิง ดูหนัง ฟังเพลง ร้องคาราโอเกะ เล่นเกม

[แก้] อ้างอิง

[แก้] ดูเพิ่ม

Commons

วันอังคารที่ 12 ตุลาคม พ.ศ. 2553

คอมพิวเตอร์

เทคโนโลยีสารสนเทศ

ข้อมูลในคอมพิวเตอร์

ข้อมูลในคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยหลักการทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สัญญาณทางไฟฟ้าแทนตัวเลขศูนย์และหนึ่ง ซึ่งเป็นตัวเลขในระบบเลขฐานสอง แต่ละหลักเรียกว่า “บิต” (Binary Digit) : Bit) และเมื่อนำตัวเลขหลาย ๆ บิตมาเรียงกัน จะใช้สร้างรหัสแทนจำนวน อักขระ สัญลักษณ์ ทั้งภาษาไทยและภาษาอังกฤษได้ และเพื่อให้การแลกเปลี่ยนข้อความระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์เป็นไปในแนวเดียวกัน จึงมีการกำหนดมาตรฐานรหัสแทนข้อมูลในระบบเลขฐานสองขึ้น โดยรหัสมาตรฐานที่นิยมใช้กันมากมีสองกลุ่ม คือ รหัสแอสกีและรหัสเอบซีดิก 
2.3.1  ระบบเลขฐานสอง
ในชีวิตประจำวันของมนุษย์ต้องได้พบเจอกับจำนวนและการคำนวณอยู่ทุกวัน หากเราสังเกตจะพบว่าจำนวนที่เราคุ้นเคยอยู่ทุกวันนั้น ไม่ว่าจะเป็นการซื้อของเป็นเงิน 39,587 บาท จำนวนเงินฝากในธนาคาร 1,426,000 บาท หรือ จำนวนเงินในใบแจ้งหนี้ค่าโทรศัพท์เป็น 2,560 บาท  ล้วนแล้วแต่ประกอบขึ้นจากตัวเลข 10 ตัว คือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 และ 9 ทั้งสิ้น ตัวเขทั้ง 10 ตัวนี้ถือได้ว่าเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการนับจำนวนของมนุษย์ การที่มนุษย์เลือกเลข 10 ตัวในการแทนการนับ อาจเนื่องจากมนุษย์มีนิ้วมือที่สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ช่วยนับได้เพียง 10 นิ้ว จึงกำหนดระบบตัวเลขนี้ขึ้นมาและเรียกว่า “ระบบเลขฐานสิบ” (Decimal) 
ต่อมาเมื่อมีการใช้งานคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานแบบดิจิตอล และใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าแสดงสถานะเพียง 2สถานะ คือ ปิด (แทนด้วย 0) และเปิด (แทนด้วย 1) หรืออาจกล่าวได้ว่าเครื่องคอมพิวเตอร์รู้จักตัวเลขเพียง 2 ตัวเท่านั้น คือ 0 และ 1 หากมนุษย์ต้องการใช้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือช่วยทำงาน มนุษย์ต้องเรียนรู้ระบบเลขที่ประกอบด้วยตัวเลขเพียง 2 ตัวเช่นกัน จึงได้มีการคิดค้นระบบเลขฐานสอง (Binary) ขึ้นเพื่อช่วยในการสื่อสารกับเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยระบบเลขฐานสองเป็นระบบตัวเลขที่ประกอบด้วยตัวเลขเพียง 2 ตัว คือ 0 และ 1 เท่านั้น ตัวอย่างเลขฐานสอง เช่น 1102  101102 
นอกจากระบบเลขฐานสองแล้ว ในการทำงานของคอมพิวเตอร์นั้นยังอาจเกี่ยวข้องกับระบบตัวเลขระบบอื่นอีก เช่น ระบบเลขฐานแปดและระบบเลขฐานสิบหก ซึ่งระบบเลขฐานทั้งสองจะมีแนวคิดในทำนองเดียวกันกับระบบเลขฐานสองและฐานสิบ กล่าวคือ ระบบเลขฐานแปดก็คือระบบเลขที่ประกอบด้วยตัวเลขเพียง 8 ตัว คือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 และ 7 ตัวอย่างเลขฐานแปด เช่น 16738  765138 ในขณะที่ระบบเลขฐานสิบหกนั้นจะประกอบด้วยตัวเลขทั้ง 10 ตัวที่ใช้อยู่ในระบบเลขฐานสิบ และเพิ่มตัวอักขระภาษาอังกฤษ A, B, C, D, E และ F แทนจำนวน 10, 11, 12, 13, 14 และ 15 ตามลำดับ ตัวอย่างเลขฐานสิบหก เช่น A154916 F7DA216 874316 
จากที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นว่าการเขียนเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสิบหกนั้น มักจะเขียนตัวเลข 2 8 และ 16 กำกับอยู่ที่ตัวสุดท้าย ทั้งนี้เพื่อป้องกันความสับสน เช่น 8743 หากเราไม่เขียนตัวเลขกำกับไว้ ตัวเลขนี้อาจเป็นเลขฐานสิบหรือฐานสิบหกก็ได้ เราก็จะไม่ทราบว่าตัวเลขที่เขียนนั้นเป็นเลขฐานใด ตารางด้านล่างนี้เป็นตารางแสดงค่าของตัวเลขในระบบเลขฐานทั้ง 4 ระบบที่กล่าวถึงข้างต้น 
ที่มา http://www.utcbanyat.com/Web%20_Digital/Data/Binary1_clip_image001.gif 
ตารางที่ 2.1 ตารางแสดงรูปแบบของเลขในฐานสอง ฐานสิบ ฐานแปด และฐานสิบหก 
ดังที่กล่าวแล้วว่ามนุษย์ต้องอาศัยระบบเลขฐานสองในการสื่อสารกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นการเก็บข้อมูลหรือการสั่งงานเครื่องคอมพิวเตอร์ ดังนั้นเราต้องสามารถแปลงค่าเลขฐานสิบให้อยู่ในรูปแบบของเลขฐานสองได้ ในขณะเดียวกันก็ต้องสามารถแปลงเลขฐานสองให้อยู่ในรูปแบบของเลขฐานสิบได้เช่นกัน ในบทนี้จะกล่าวถึงวิธีการในการแปลงเลขระหว่างเลขฐานสองและฐานสิบ 
(1)  การแปลงเลขฐานสิบเป็นฐานสอง
คำศัพท์ที่จำเป็นต้องทำความรู้จักเพื่อให้เข้าใจตรงกันในการดำเนินการต่าง ๆ ในระบบเลขฐานสอง มีดังนี้
ก)  บิต (Bit)  คือ หลักแต่ละหลักในระบบเลขฐานสอง เช่น 1102 ประกอบด้วย 3 บิต
ข)  บิตที่มีนัยสำคัญสูงสุด (Most Significant Bit : MSB)  คือ บิตที่อยู่ซ้ายมือสุด เป็นบิตที่มีค่าประจำหลักมากที่สุด เช่น 1002 บิตที่มีนัยสำคัญสูงสุดคือ 1 มีค่าประจำหลักเป็น 22
ค) บิตที่มีนัยสำคัญต่ำสุด (Least Significant Bit : LSB) คือ บิตที่อยู่ขวามือสุด เป็นบิตที่มีค่าประจำหลักน้อยที่สุด เช่น 1102 บิตที่มีนัยสำคัญสูงสุดคือ 0 มีค่าประจำหลักเป็น 20 (สังเกตว่าค่าประจำหลักของบิตที่มีนัยสำคัญต่ำสุดจะมีค่าเป็น 20 เสมอ)
การแปลงเลขฐานสิบให้เป็นฐานสองนั้น เราอาจใช้วิธีการหาร โดยให้ตัวเลขฐานสิบเป็นตัวตั้ง แล้วหารด้วยเลข 2 ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งผลหารเป็น 0 และในการหารแต่ละครั้ง ต้องเขียนเศษที่ได้จากการหารไว้ หลังจากที่หารจนผลหารเป็น 0 เราจะได้เลขฐานสองที่มีค่าเท่ากับเลขฐานสิบที่เป็นตัวตั้ง โดยการเขียนเศษที่ได้จากการหารแต่ละครั้งจากล่างขึ้นบน ดังตัวอย่างต่อไปนี้ 
 
ตัวอย่างที่ 2.1 แสดงการแปลง 19 ซึ่งเป็นเลขฐานสิบให้อยู่ในรูปเลขฐานสอง 
 
ตัวอย่างที่ 2.2 แสดงการแปลง 29 ซึ่งเป็นเลขฐานสิบให้อยู่ในรูปเลขฐานสอง 
(2)  การแปลงเลขฐานสองเป็นฐานสิบ
การแปลงเลขฐานสองกลับเป็นเลขฐานสิบต้องอาศัยค่าประจำหลักของแต่ละบิตในเลขฐานสองที่ต้องการแปลง โดยเราจะแยกตัวเลขแต่ละบิตมาคูณด้วยค่าประจำหลัก แล้วนำผลลัพธ์จากการคูณดังกล่าวมารวมกัน จะได้เลขฐานสิบที่มีค่าตรงกับเลขฐานสอง ดังตัวอย่าง 
 
 
(3)  การบวกเลขฐานสอง
การบวกเลขฐานสองมีหลักการเหมือนกับการบวกเลขฐานสิบที่เราคุ้นเคย เพียงแต่ตัวเลขในแต่ละหลักของเลขฐานสองจะมีค่ามากที่สุดคือ 1 นั้นหมายความว่าในหลักใด ๆ ที่มี 1 บวกกับ 1 จะได้ผลลัพธ์เป็น 0 และทดค่า 1 ไว้ในหลักถัดไปทางซ้าย ดังตัวอย่าง 
 
ตัวอย่างที่ 2.5 แสดงการหาค่า 10011 + 1010 
 
ตัวอย่างที่ 2.6 แสดงการหาค่า 1001 + 1111 
(4)  การลบเลขฐานสอง
การลบเลขฐานสองก็เช่นเดียวกับการลบเลขฐานสิบ คือพิจารณาเอาเลขที่เป็นตัวตั้งลบด้วยตัวลบทีละหลัก หากตัวตั้งเป็น 1 ตัวลบเป็น 0 ผลลัพธ์ได้เป็น 1 แต่ถ้าตัวตั้งเป็น 0 และตัวลบเป็น 1 ต้องมีการดึงค่าในหลักที่อยู่ทางซ้ายมาได้ผลลัพธ์เป็น 1 และมีผลให้ค่าของหลักที่ถูกดึงมามีค่าเป็น 0 ดังตัวอย่าง 
 
ตัวอย่างที่ 2.7 แสดงการหาค่า 10011 – 1010 
 
ตัวอย่างที่ 2.8 แสดงการหาค่า 11001 – 1111 
เมื่อมนุษย์สามารถแปลงเลขฐานสิบเป็นฐานสอง และแปลงเลขฐานสองกลับเป็นเลขฐานสิบได้ ก็สามารถเขียนโปรแกรมเพื่อสั่งการให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ตามที่ต้องการ และพัฒนาวิธีการในการสื่อสารหรือสั่งการคอมพิวเตอร์มาเรื่อย ๆ จนในปัจจุบันผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปอาจไม่ต้องทำความเข้าใจการทำงานของคอมพิวเตอร์อย่างลึกซึ้งเช่นนี้ เนื่องจากมีบุคลากรที่ทำหน้าที่คิดค้นโปรแกรมที่สามารถรับข้อความหรือคำสั่งในรูปแบบของภาษาและระบบตัวเลขที่ผู้ใช้คุ้นเคย แล้วแปลความหมายเป็นเลขฐานสองก่อนส่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ประมวลผล 
2.3.2  รหัสแทนข้อมูล
(1)  รหัสแอสกี (American Standard Code Information Interchange : ASCII)
เป็นมาตรฐานที่นิยมใช้กันมากในระบบคอมพิวเตอร์และระบบสื่อสารข้อมูล รหัสแทนข้อมูลชนิดนี้ใช้เลขฐานสองจำนวน 8 บิต หรือเท่ากับ 1 ไบต์ แทนอักขระหรือสัญลักษณ์แต่ละตัว ซึ่งหมายความว่าการแทนอักขระแต่ละตัวจะประกอบด้วยตัวเลขฐานสอง 8 บิตเรียงกัน ซึ่งลำดับของแต่ละบิตเป็นดังนี้
 
จากหลักการของระบบเลขฐานสอง แต่ละบิตสามารถแทนค่าได้ 2 แบบ คือ เลข 0 หรือเลข 1 ถ้าเราเขียนเลขฐานสองเรียงกัน 2 บิตในการแทนอักขระ เราจะมีรูปแบบในการแทนอักขระได้ 22 หรือ 4 รูปแบบ คือ 00, 01, 10 และ 11 ดังนั้นในการใช้รหัสแอสกีซึ่งมี 8 บิตในการแทนอักขระแล้ว เราจะมีรูปแบบที่ใช้แทนได้ถึง 28 หรือ 256 รูปแบบ ซึ่งเมื่อใช้แทนตัวอักษรภาษาอังกฤษแล้วยังมีเหลืออยู่ สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม หรือ สมอ. จึงได้กำหนดรหัสภาษาไทยเพิ่มลงไปเพื่อให้ใช้งานร่วมกัน ตามตารางดังรูปที่ 2.3
 
รูปที่ 2.3 ตารางแสดงรหัส ASCII แทนตัวอักษรภาษาอังกฤษและภาษาไทย 
(2)  รหัสเอบซีดิก (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code : EBCDIC)
พัฒนาโดยบริษัทไอบีเอ็ม รหัสแทนข้อมูลนี้ไม่เป็นที่นิยมใช้แล้วในปัจจุบัน การกำหนดรหัสจะใช้ 8 บิตต่อหนึ่งอักขระเหมือนกับรหัสแอสกี แต่แบบของรหัสที่กำหนดจะแตกต่างกัน โดยรหัสเอบซีดิกจะเรียงลำดับแต่ละบิตที่ใช้แทนอักขระ ดังนี้
 
(3)  รหัสยูนิโค้ด (Unicode)
เป็นรหัสที่สร้างขึ้นมาในระยะหลังที่มีการสร้างแบบตัวอักษรของภาษาต่าง ๆ รหัสยูนิโค้ดเป็นรหัสที่ต่างจาก 2 ชนิดที่ได้กล่าวมาข้างต้น คือ ใช้เลขฐานสอง 16 บิตในการแทนตัวอักษร เนื่องจากที่มาของการคิดค้นรหัสชนิดนี้ คือ เมื่อมีการใช้งานคอมพิวเตอร์ในหลายประเทศและมีการสร้างแบบตัวอักษร (Font) ของภาษาต่าง ๆ ทั่วโลก ในบางภาษา เช่น ภาษาจีนและภาษาญี่ปุ่น เป็นภาษาที่เรียกว่าภาษารูปภาพ ซึ่งมีตัวอักษรเป็นหมื่นตัว หากใช้รหัสที่เป็นเลขฐานสอง 8 บิต เราสามารถแทนรูปแบบตัวอักษรได้เพียง 256 รูปแบบดังที่ได้อธิบายมาข้างต้น ซึ่งไม่สามารถแทนตัวอักษรได้ครบ จึงสร้างรหัสใหม่ขึ้นมาแทน และสามารถแทนตัวอักขระได้ถึง 65,536 ตัว ซึ่งมากพอและสามารถแทนสัญลักษณ์กราฟิกและสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ได้อีกด้วย
2.3.3  การจัดเก็บข้อมูลในหน่วยความจำ
หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์เป็นที่เก็บข้อมูลและคำสั่งในขณะประมวลผล การเก็บข้อมูลในหน่วยความจำเป็นการเก็บรหัสตัวเลขฐานสอง ข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลทั้งตัวเลขหรือตัวอักษรจะได้รับการแทนเป็นตัวเลขฐานสอง แล้วเก็บไว้ในหน่วยความจำ เช่น ข้อความว่า BANGKOK เก็บในคอมพิวเตอร์จะแทนเป็นรหัสเรียงกันไป ดังนี้
 
รูปที่ 2.4 แสดงตัวอย่างการแทนข้อมูลด้วยรหัสเลขฐานสองในหน่วยความจำ 
หน่วยความจำของไมโครคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันอยู่ขณะนี้  มีขนาดความกว้าง 8 บิต และเก็บข้อมูลเรียงกันไป โดยมีการกำหนดตำแหน่งซึ่งเรียกว่า ตำแหน่งที่อยู่ (Address)
เพื่อให้ข้อมูลที่เก็บมีความถูกต้อง การเขียนหรืออ่านทุกครั้งจึงต้องตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล วิธีที่ง่ายและนิยมใช้กันคือการเพิ่มบิตพาริตี (Parity Bit) เพื่อตรวจสอบจำนวนเลข 1 ในรหัสแทนข้อมูลว่ามีจำนวนคู่หรือจำนวนคี่ ตัวอย่างเช่น พาริตีคู่ (Even Parity) ซึ่งเป็นการทำให้จำนวนของเลข 1 เป็นจำนวนคู่ บิตพาริตีที่เติมสำหรับข้อมูลตัวอักษร A และ E เป็นดังนี้
 
ข้อมูล A มีเลข 1 สองตัว ซึ่งเป็นจำนวนคู่ จึงใส่บิตพาริตีเป็นเลข 0
ข้อมูล E มีเลข 1 เป็นจำนวนคี่ จึงใส่บิตพาริตีเป็น 1 เพื่อให้มีเลข 1 เป็นจำนวนคู่
เมื่อต้องการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลให้พิจารณาจำนวนของเลข 1 ที่ปรากฏในรหัสแทนข้อมูลนั้นร่วมกับบิตพาริตี ถ้ามีจำนวนเลข 1 เป็นจำนวนคู่แสดงว่าข้อมูลถูกต้อง แต่ถ้าได้เป็นจำนวนคี่แสดงว่าข้อมูลไม่ถูกต้อง
ข้อความ BANGKOK เมื่อเก็บในหน่วยความจำหลักของไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีบิตพาริตีด้วย จะเป็นดังรูปที่ 2.5
 
รูปที่ 2.5 แสดงตัวอย่างการแทนข้อความในหน่วยความจำแบบบิตพาริตี 
2.3.4  การจัดเก็บคำสั่งในหน่วยความจำ
ในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ นอกจากข้อมูลแล้ว สิ่งสำคัญอีกอย่างที่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการต่าง ๆ ตามที่เราต้องการได้ คือ ชุดคำสั่ง โดยหน่วยควบคุมของคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในหน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ซีพียู ทำการอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมาย และกระทำตามคำสั่ง การแปลความหมายคำสั่ง หมายถึง การนำคำสั่งที่เขียนขึ้นด้วยภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่งมาแปลงให้เป็นภาษาคอมพิวเตอร์ระดับพื้นฐานที่เรียกว่า “ภาษาเครื่อง” (Machine Langauge) ซึ่งมีลักษณะเป็นรหัสเลขฐานสอง คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งมีคำสั่งที่ใช้ได้หลายร้อยคำสั่ง แต่ละคำสั่งจะมีความหมายเฉพาะ เช่น คำสั่งนำข้อมูลที่มีค่าเป็น 3 จากหน่วยความจำตำแหน่งที่ 8000 มาบวกกับข้อมูลที่มีค่าเป็น 5 ในตำแหน่งที่ 8001 ผลลัพธ์ที่ได้ให้เก็บไว้ในหน่วยความจำตำแหน่งที่ 8002 เมื่อเขียนคำสั่งเป็นภาษาเครื่องจะมีลักษณะเป็นเลขฐานสองเรียงต่อกันเป็นจำนวนมาก ซึ่งเข้าใจได้ยาก จึงมักใช้ตัวอักษรแทนรหัสภาษาเครื่องเหล่านี้ ดังตัวอย่างแสดงในรูปที่ 2.6 
 
รูปที่ 2.6 แสดงตัวอย่างการแทนคำสั่งภาษาเครื่อง 
รหัสภาษาเครื่องเมื่อเก็บอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะมีลักษณะเรียงต่อกันไป สมมติให้ส่วนของคำสั่งเก็บในหน่วยความจำเริ่มจากตำแหน่ง 1000 และส่วนของข้อมูลเก็บไว้เริ่มจากตำแหน่ง 8000 ดังรูปที่ 2.7 
ภาษาเครื่องเป็นภาษาสั่งการพื้นฐานที่ใช้รหัสตัวเลขฐานสอง คอมพิวเตอร์ที่ใช้หน่วยประมวลผลกลางต่างตระกูลกันจะมีภาษาเครื่อง ที่แตกต่างกัน เช่น เครื่องที่ใช้ซีพียูเพนเทียม (Pentium) กับซีพียูที่ใช้ในเครื่องแมคอินทอช มีรหัสคำสั่งต่างกัน
 
รูปที่ 2.7 การเก็บข้อมูลและคำสั่งลงในหน่วยความจำด้วยรหัสเลข