computer บทที่ 1

หลั�กการทำ�างานของคอมพิ�วเตอร�

โดย....ครู�ทนงศั�กด � สุ�ขกาย

คอมพิ�วเตอร� ค�ออะไร...

คอมพิ�วเตอร� ค�อ เคร��องค�านวณอ�เลั�กทำรอน�กส์�ทำ��ม�การทำ�างานแบบอ�ตโนม�ต� ทำ�าหน!าทำ��เหม�อนส์มองกลั ส์ามารถแก!ปั$ญหาต&างๆ

ทำ�(งทำ��ง&ายแลัะซั�บซั!อนตามค�าส์��งของโปัรแกรม มาจากภาษาลัะต�นว&า Computare ซั.�งหมายถ.ง

การน�บ หร�อ การค�านวณ พิจนาน/กรม ฉบ�บราชบ�ณฑิ�ตยส์ถาน พิ.ศ . 2525 ให!ความหมายของคอมพิ�วเตอร�ไว!ว&า "เคร��องอ�เลั�กทำรอน�กส์�

แบบอ�ตโนม�ต� ทำ�าหน!าทำ��เหม�อนส์มองกลั ใช!ส์�าหร�บแก!ปั$ญหาต&างๆ ทำ��ง&ายแลัะซั�บซั!อนโดยว�ธี�ทำาง

คณ�ตศาส์ตร�" 2

บ�ดาแห&งคอมพิ�วเตอร�ต!นก�าเน�ดคอมพิ�วเตอร�

คอมพิ วเตอรู�ม�ว ว�ฒนาการูมาจากน �วม�อมน�ษย� ท�!ใช้$น �วในการูน�บต�วเลข ใช้$ไม$ข�ดเข�ยนบนพิ��นด น หรู�อใช้$

ล�กห นมาเรู�ยงต)อก�นต)อมาได$ม�การูพิ�ฒนาข*�นด$วยการูใช้$เช้�อกรูอยต)อก�น จ�ดเรู�ยงให$เป็,นรูะบบ (คล$ายก�บล�กค ด )หล�งจากน��นก.ม�การูพิ�ฒนาเครู�!องม�อต)างๆ ข*�นมาเพิ�!อใช้$ในการูน�บ ล�กษณะใหญ่)ท�!ค ดก�นม�กจะเป็,นเครู�!องยนต�ท�!ม�กลไก (Mechanics) ท�!ป็รูะกอบด$วยฟั3นเฟั4! อง รูอก

และคาน ซึ่*!งเป็,นเครู�!องม�อท�!ก*!งอ�ตโนม�ต ท�!สุามารูถค8านวณข��นพิ��นฐานได$ ไม)ว)าจะเป็,น บวก ลบ ค�ณ หารู

3

ป็: 1822 ช้าลสุ� แบบเบจ (Charles Babbage) ได$ท8าการูออกแบบเครู�!อง Difference Engine โดยได$รู�บท�นสุน�บสุน�นจากรู�ฐบาล แต)เครู�!อง Difference Engine น��สุรู$างไม)เสุรู.จ เพิรูาะแบบเบจได$ค$นพิบความไม)น)าเช้�!อถ�อบางป็รูะการูในการูค8านวณ จ*งล$มเล ก และไป็ค ดเครู�!องใหม)ท�!ช้�!อว)า Analytical Engine ซึ่*!งป็รูะกอบด$วยหน)วยความจ8า (Memory

Unit) ท�!สุามารูถจ�ดเก.บต�วเลขและน8าไป็ค8านวณ

บ�ดาแห&งคอมพิ�วเตอร�ต!นก�าเน�ดคอมพิ�วเตอร� (ต&อ)

4

คอมพิ�วเตอร�ม�ก��ย/ค...ย/คของคอมพิ�วเตอร� ส์ามารถแบ&งได!เปั7น 5 ย/ค

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ�� 1 (พิ.ศ . 2488-2501)   เปั7นคอมพิ�วเตอร�ทำ��ใช!หลัอดส์/ญญากาศซั.�งใช!ก�าลั�งไฟฟ9าส์:ง จ.งม�ปั$ญหาเร��องความร!อนแลัะไส์!หลัอดขาดบ&อย ถ.งแม!จะม�ระบบระบายความร!อนทำ��ด�มาก การส์��งงานใช!ภาษาเคร��องซั.�งเปั7นรห�ส์ต�วเลัขทำ��ย/&งยากซั�บซั!อน เคร��องคอมพิ�วเตอร�ของย/คน�(ม�ขนาด

ใหญ&โต เช&น มาร�ค ว�น (MARK I), อ�น�แอค (ENIAC), ย:น�แวค (UNIVAC) 5

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ�� 2 (พิ.ศั . 2502-2507)คอมพิ�วเตอร�ย/คน�(ใช!ทำรานซั�ส์เตอร�

(Transistor) เปั7นวงจรอ�เลั�กทำรอน�กส์� แลัะใช!วงแหวนแม&เหลั�กเปั7นหน&วยความจ�า คอมพิ�วเตอร�ม�ขนาดเลั�กกว&าย/คแรก ต!นทำ/นต��ากว&า ใช!กระแส์ไฟฟ9าน!อยกว&า แลัะม�ความ

แม&นย�า

คอมพิ�วเตอร�ม�ก��ย/ค...(ต&อ)

6

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ�� 3 (พิ.ศั - . 2507 2512)คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ��ส์าม อย:&ระหว&างปั; พิ.ศ . 2507ถ.ง พิ.ศ . 2512 เปั7นคอมพิ�วเตอร�ทำ��ใช!วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) โดยวงจรรวม

แต&ลัะต�วจะม�ทำรานซั�ส์เตอร�บรรจ/อย:&ภายในมากมายทำ�าให!เคร��องคอมพิ�วเตอร�จะออกแบบซั�บซั!อนมากข.(น แลัะส์ามารถส์ร!างเปั7นโปัรแกรมย&อย ๆ ในการ

ก�าหนดช/ดค�าส์��งต&าง ๆ ทำางด!านซัอฟต�แวร�ก�ม�ระบบควบค/มทำ��ม�ความส์ามารถส์:งทำ�(งในร:ปัระบบแบ&งเวลัา

การทำ�างานให!ก�บงานหลัาย ๆ อย&าง

คอมพิ�วเตอร�ม�ก��ย/ค...(ต&อ)

7

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ�� 4

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ��ส์�� ต�(งแต&ปั; พิ.ศ . 2513 จนถ.งปั$จจ/บ�น เปั7นย/คของคอมพิ�วเตอร�ทำ��ใช!วงจรรวมความจ/ส์:งมาก (Very Large Scale Integration : VLSI) เช&น ไมโครโพิรเซัส์เซัอร�ทำ��บรรจ/ทำรานซั�ส์เตอร�น�บหม��นน�บแส์นต�ว ทำ�าให!ขนาดเคร��องคอมพิ�วเตอร�ม�ขนาดเลั�กลังส์ามารถต�(งบนโต<ะในส์�าน�กงานหร�อพิกพิาเหม�อนกระเปั=าห�(วไปัในทำ��ต&าง ๆ ได! ขณะเด�ยวก�นระบบซัอฟต�แวร�ก�ได!พิ�ฒนาข�ดความส์ามารถส์:งข.(นมาก ม�โปัรแกรมส์�าเร�จให!เลั�อกใช!ก�นมากทำ�าให!เก�ดความส์ะดวกในการใช!งานอย&างกว!างขวาง

คอมพิ�วเตอร�ม�ก��ย/ค...(ต&อ)

8

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ�� 5

คอมพิ�วเตอร�ย/คทำ��ห!า เปั7นคอมพิ�วเตอร�ทำ��มน/ษย�พิยายามน�ามาเพิ��อช&วยในการต�ดส์�นใจแลัะแก!ปั$ญหาให!

ด�ย��งข.(น โดยจะม�การเก�บความรอบร:!ต&าง ๆ เข!าไว!ในเคร��อง ส์ามารถเร�ยกค!นแลัะด.งความร:!ทำ��ส์ะส์มไว!มาใช!งานให!เปั7นปัระโยชน� คอมพิ�วเตอร�ย/คน�(เปั7นผลัจาก

ว�ชาการด!านปั$ญญาปัระด�ษฐ์� (Artificial Intelligence : AI) ปัระเทำศต&างๆ ทำ��วโลักไม&ว&าจะ

เปั7นส์หร�ฐ์อเมร�กา ญ��ปั/Aน แลัะปัระเทำศในทำว�ปัย/โรปัก�าลั�งส์นใจค!นคว!าแลัะพิ�ฒนาทำางด!านน�(ก�นอย&างจร�งจ�ง

คอมพิ�วเตอร�ม�ก��ย/ค...(ต&อ)

9

ปัระเภทำของเคร��องคอมพิ�วเตอร�...

การจ�ดแบ&งปัระเภทำของ เคร��องคอมพิ�วเตอร� จะอาศ�ยความเร�วของการปัระมวลัผลั แลัะขนาด

ความจ�า ของหน&วยบ�นทำ.กข!อม:ลั ซั.�งส์ามารถแบ&งได! เปั7น 4 ปัระเภทำ ได!แก&

Supercomputers Mainframe Computers

Minicomputers Microcomputers

10

SUPER COMPUTER เปั7นคอมพิ�วเตอร�ทำ��ม�ปัระส์�ทำธี�ภาพิส์:ง ม�

ความเร�วในการปัระมวลัผลัทำ��ส์:งปัระมาณ 100 ค�าส์��งต&อว�นาทำ� แลัะม�ขนาดความจ�าปัร�มาณมาก

ต!องการห!องทำ��ส์ามารถปัร�บอ/ณหภ:ม�ได! แลัะม�กจะใช!งานในว�จ�ยต&าง ๆ เช&น การว�จ�ยเก��ยวก�บ ด�นฟ9าอากาศ(อ/ต/น�ยมว�ทำยา ) การว�เคราะห�ภาพิถ&าย

ดาวเทำ�ยม การว�เคราะห�ด!านโมเลัก/ลัของส์ารต&าง ๆ

11

MAINFRAME COMPUTER

เปั7นคอมพิ�วเตอร�ทำ��ม�ปัระส์�ทำธี�ภาพิรองมาจาก Super Computer ม�ความต!องการการบ�าร/งร�กษาคลั!าย ๆ ก�บ Super Computer  แต&ม�กจะพิบในองค�กรขนาดใหญ&  เช&น ธีนาคาร ธี/รก�จการบ�น บร�ษ�ทำ แลัะมหาว�ทำยาลั�ยต&าง ๆ เพิราะเปั7นเคร��องคอมพิ�วเตอร�ทำ��ส์ามารถเช��อมโยงก�บเคร��องปัลัายทำางได!จ�านวนมาก ทำ�าให!ส์ามารถตอบส์นองการใช!งานของผ:!ใช!ได!พิร!อมก�นหลัาย ๆ คน

12

MINI COMPUTER     เปั7นคอมพิ�วเตอร�ขนาดกลัาง ทำ��ม�กจะพิบใน

หน&วยงานบร�ษ�ทำทำ��ใช!งานเฉพิาะด!าน เช&น ปัระมวลัผลังานบ�ญช� โดยส์ามารถน�าไปัเช��อมต&อก�บเคร��องปัลัายทำางได!หลัายเคร��อง โดยม�ลั�กษณะการทำ�างานแบบ การปัระมวลัผลักระทำ�าอย:&ทำ��ส์&วนกลัาง แลั!วน�าไปัปัระมวลัผลัทำ��เคร��องปัลัายทำาง โดยทำ��เคร��องปัลัาย

ทำางไม&ต!องปัระมวลัผลัเอง (Centralized )

13

MICRO COMPUTER   คอมพิ�วเตอร�ใช!งานทำ��พิบได!อย&างแพิร&หลัาย

โดยอาจจะพิบได!ทำ�(งในร:ปัของเคร��องคอมพิ�วเตอร�ส์&วนบ/คคลัแบบต�(งโต<ะ (Personal Computer ) หร�อแบบพิกพิา (Portable Computer ) ลั�กษณะต&าง ๆ

14