คอมพิวเตอร์ . (ภาษาอังกฤษ Computer) หรือในภาษาไทยที่เรียกว่าคณิตกรณ์ .เป็นเครื่องจักรแบบสั่งการได้ที่ออกแบบมา เพื่อดำเนินการกับลำดับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ โดยอนุกรมนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อพร้อม ส่งผลให้คอมพิวเตอร์สามารถแก้ปัญหาได้มากมาย คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานตามชุดคำสั่งอย่างอัตโนมัติ โดยจะทำการคำนวณเปรียบเทียบ ทางตรรกะกับข้อมูล และให้ผลลัพธ์ออกมาตามต้องการ โดยมนุษย์ไม่ต้องเข้าไปเกี่ยวข้องในการประมวลผล
คุณสมบัติของคอมพิวเตอร์
ความเป็นอัตโนมัติ - การทำงานของคอมพิวเตอร์จะทำงานแบบอัตโนมัติภายใต้คำสั่งที่ได้ถูกกำหนดไว้ ทำงานดังกล่าวจะเริ่มตั้งแต่การนำข้อมูลเข้าสู่ระบบ การประมวลผลและแปลงผลลัพธ์ออกมาให้อยู่ในรูปแบบที่มนุษย์เข้าใจได้ความเร็ว - ในปัจจุบันนี้สามารถทำงานได้ถึงร้อยล้านคำสั่งในหนึ่งวินาที
ความเชื่อถือ - คอมพิวเตอร์ทุกวันนี้จะทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืนอย่างไม่มีข้อผิดพลาด และไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย
ความถูกต้องแม่นยำ - วงจรคอมพิวเตอร์นั้นจะให้ผลของการคำนวณที่ถูกต้องเสมอ หากผลของการคำนวณผิดจากที่ควรจะเป็น มักเกิดจากความผิดพลาดของโปรแกรมหรือข้อมูลที่เข้าสู่โปรแกรม
เก็บข้อมูลจำนวนมาก ๆ ได้ - ไมโครคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน จะมีที่เก็บข้อมูลสำรองที่มีความสูงมากกว่าหนึ่งพันล้านตัวอักษร และสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่จะสามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าหนึ่ง
ล้าน ๆ ตัวอักษร
ย้ายข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกทีหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว - โดยใช้การติดต่อสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ซึ่งสามารถส่งพจนานุกรมหนึ่งเล่มในรูปของข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ ไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ไกลคนซีกโลกได้ในเวลาเพียงไม่ถึงหนึ่งวินาที ทำให้มีการเรียกเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมกัน ทั่วโลกในปัจจุบันว่า ทางด่วนสารสนเทศทำงานซ้ำ ๆ ได้ - ช่วยลดปัญหาเรื่องความอ่อนล้าจากการทำงานของแรงงานคน นอกจากนี้ยังลดความผิดพลาดต่างๆได้ดีกว่าด้วย ข้อมูลที่ประมวลผลแม้จะยุ่งยากหรือซับซ้อนเพียงใดก็ตาม จะสามารถคำนวณและหาผลลัพธ์ได้อย่างรวดเร็ว
อุปกรณ์นำเข้าข้อมูล (Input Device)
เป็นอุปกรณ์รับเข้า ทำหน้าที่รับโปรแกรมและข้อมูลเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น
- เมาส์ (Mouse)
- คีย์บอร์ด (Keyboard)
- เครื่องแสกน (Scanner)
- กล้องถ่ายวีดีโอ (Video Camera)
- ไมโครโฟน (Microphone)
ส่วนประมวลผลกลาง (Processing) หรือ ซีพียู (central processing unit: CPU) ของระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยส่วนใหญ่ ๆ 2 ส่วน คือ
- หน่วยคำนวณ (arithmetic and logic unit) เป็นหน่วยที่มีหน้าที่นำเอาข้อมูลที่เป็นตัวเลขฐานสองมาประมวลผลทางคณิตศาสตร์และตรรกะ เช่น การบวก การลบ การเปรียบเทียบ และ การสลับตัวเลข เป็นต้น การคำนวณทำได้เร็วตามจังหวะการควบคุมของหน่วยควบคุม- หน่วยควบคุม (control unit) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน ควบคุมการเขียนอ่านข้อมูลระหว่างหน่วยความจำของซีพียู ควบคุมกลไกการทำงานทั้งหมดของระบบ ควบคุมจังหวะเวลา โดยมีสัญญาณนาฬิกาเป็นตัวกำหนดจังหวะการทำงาน
ส่วนความจำ (Memory Storage) มี 2ประเภท คือ- หน่วยความจำหลัก (primary storage) หรือ หน่วยความจำภายใน (internal memory) จะอยู่ภายในเครื่อง เป็นแหล่งจัดเก็บข้อมูล(data) และชุดคำสั่ง (instruction) มีหน้าที่เก็บข้อมูลที่รับเข้ามาเพื่อนำไปประมวลผล หน่วยความจำส่วนนี้เรียกว่า ที่เก็บข้อมูล (Input Storage Area) เก็บผลลัพธ์ที่ได้ขณะทำการประมวลผลซึ่งยังไม่ใช่ผลลัพธ์สุดท้าย หน่วยความจำส่วนนี้เรียกว่า ที่เก็บข้อมูลขณะดำเนินการ(Working Storage Area) เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลซึ่งเป็นผลลัพธ์สุดท้าย เรียกหน่วยความจำส่วนนี้ว่า ที่เก็บผลลัพธ์ (Output Storage Area) และเก็บชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผล เรียกหน่วยความจำส่วนนี้ว่า ที่เก็บโปรแกรม (Program Storage Area)
- หน่วยความจำสำรอง (Secondary storage) ใช้เป็นส่วนเพิ่มความจำให้มีขนาดใหญ่มากขึ้น ทำงานติดต่ออยู่กับหน่วยความจำหลัก หน่วยความจำสำรองมีความจุมากและมีราคาถูก แต่เรียกหาข้อมูลได้ช้ากว่าส่วนความจำหลัก คือ ทำงานได้ในเวลาเศษหนึ่งส่วนพันวินาทีเช่น แผ่นฟลอปปี้ดิสก์ (Floppy Disk) จานแม่เหล็ก (Hard disk)แผ่นซีดี (CD Rom) เป็นต้นส่วนแสดงผล (Output)
ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์จากคอมพิวเตอร์ โดยมากจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ- หน่วยแสดงผลชั่วคราว (Soft Copy) หมายถึงการแสดงผลออกมาให้ผู้ใช้ได้รับทราบในขณะนั้น แต่เมื่อเลิกการทำงานหรือเลิกใช้แล้วผลนั้นก็จะหายไป ไม่เหลือเป็นวัตถุให้เก็บได้ ถ้าต้องการเก็บผลลัพธ์นั้นก็สามารถส่งถ่ายไปเก็บในรูปของข้อมูลในหน่วยเก็บ ข้อมูลสำรอง เพื่อให้สามารถใช้งานได้ในภายหลัง ได้แก่จอภาพ (Monitor), อุปกรณ์ฉายภาพ (Projector),อุปกรณ์เสียง (Audio Output)
- หน่วยแสดงผลถาวร (Hard Copy) หมายถึงการแสดงผลที่สามารถจับต้อง และเคลื่อนย้ายได้ตามต้องการ มักจะออกมาในรูปของกระดาษ ซึ่งผู้ใช้สามารถนำไปใช้ในที่ต่าง ๆ หรือให้ผู้ร่วมงานดูในที่ใด ๆ ก็ได้ อุปกรณ์ที่ใช้เช่น เครื่องพิมพ์ (Printer), เครื่องพลอตเตอร์ (Plotter) เป็นต้น
ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์
งานธุรกิจ - ใช้ในการทำบัญชี งานประมวลคำ และติดต่อกับหน่วยงานภายนอกผ่านระบบโทรคมนาคม
งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุข - ใช้ในนำมาใช้ในส่วนของการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อนงานคมนาคมและสื่อสาร - ใช้ในการจองวันเวลา ที่นั่ง ซึ่งมีการเชื่อมโยงไปยังทุกสถานีหรือทุกสายการบินได้
งานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรม - ใช้ออกแบบหรือจำลองสภาวการณ์ต่างๆ เช่น การรับแรงสั่นสะเทือนของอาคารเมื่อเกิดแผ่ดินไหว
งานราชการ - มีการใช้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบทบาทและหน้าที่ของหน่วยงานนั้น
การศึกษา - นำคอมพิวเตอร์มาช่วยการสอนในลักษณะบทเรียน CAI หรืองานด้านทะเบียน การเก็บข้อมูลยืมและการส่งคืนหนังสือห้องสมุด
ประเภทของคอมพิวเตอร์
แบ่งตามลักษณะของข้อมูลได้ 3 ประเภท 1. อนาล็อกคอมพิวเตอร์ (Analog Computer) เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ แต่ใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทน ผลคำนวณที่ได้นั้นมีความละเอียดน้อย เหมาะสำหรับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ที่อยู่ในรูปสมการ คณิตศาสตร์ สามารถนำไปใช้ประโยชน์ เช่น การวัดค่าความสั่นสะเทือน การทำแบบจำลองการบิน
2. ดิจิตัลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer) เป็นคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานเกี่ยวกับ ตัวเลข มีหลักการคำนวณแบบลูกคิด จะแสดงผลเป็นหลักเลขฐานสองที่มีสัญลักษณ์เพียงสองตัว คือ 0 และ 1 มีความสามารถในการคำนวณ และมีความแม่นยำมากกว่าอนาล็อกคอมพิวเตอร์ สามารถเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมากจึงต้องใช้สื่อในการบันทึกข้อมูล เช่น จานแม่เหล็ก และเทปแม่เหล็ก
3. ไฮบริดคอมพิวเตอร์ (Hybrid Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กับงานเฉพาะด้าน มีประสิทธิภาพสูงและสามารถทำงานที่ซับซ้อนได้ เนื่องจากมีการนำเทคนิคการทำงานของอนาล็อกคอมพิวเตอร์ และดิจิตัลคอมพิวเตอร์มาใช้งานร่วมกัน เช่น การส่งยานอวกาศขององค์การนาซ่า จะใช้เทคนิคของอนาล็อกคอมพิวเตอร์ในการควบคุมการหมุนของตัวยานอวกาศ ซึ่งเกี่ยวข้องกับความกดดันอากาศ อุณหภูมิ ความเร็ว และใช้เทคนิคของดิจิตัลคอมพิวเตอร์ในการคำนวณระยะทางจากพื้นผิวโลก
1. ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super computer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องคำนวณตัวเลขจำนวนมหาศาลให้เสร็จภายในระยะเวลาอัน สั้น สามารถรองรับการใช้งานจากผู้ใช้จำนวนมากพร้อมๆกันได้ เรียกว่า มัลติโปรเซสซิ่ง (Multiprocessing) จึงนิยมใช้กับงานคำนวณที่ซับซ้อน เช่น การพยากรณ์อากาศ การทดสอบทางอากาศ การคำนวณทางวิทยาศาสตร์ การบิน อุตสาหกรรมน้ำมัน เป็นต้น
ภาพซูเปอร์คอมพิวเตอร์
2. เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ มีความเร็วในการประมวลผลสูงรองลงมาจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ มีจำนวนหน่วยประมวลผลที่น้อยกว่า ระบบคอมพิวเตอร์ของเครื่องเมนเฟรมส่วนมากจะมีระบบคอมพิวเตอร์ย่อยๆประกอบ อยู่ด้วย มีราคาแพงมาก ใช้กับองค์กรใหญ่ๆทั่วไป เช่น ด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ วิทยาศาสตร์ การควบคุมระบบเครือข่าย การพัฒนาระบบ งานด้านธุรกิจ ธนาคาร งานสำมะโนประชากร งานสายการบิน งานประกันชีวิต และมหาวิทยาลัย เป็นต้น
ภาพเมนเฟรมคอมพิวเตอร์
3. มินิคอมพิวเตอร์ (Mini computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดกลางทำงานได้ช้ากว่าเครื่องเมนเฟรม รวมทั้งสื่อที่เก็บข้อมูลมีความจุน้อยกว่าเมนเฟรม จึงเหมาะกับองค์กรขนาดกลางเพราะมีราคาถูกกว่าเครื่องเมนเฟรมมาก เหมาะกับการทำงานเฉพาะด้าน เช่น การคำนวณทางด้านวิศวกรรม การจองห้องพักของโรงแรม การทำงานด้านบัญชีขององค์การธุรกิจ เป็นต้น
4. ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro computer) เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ราคาถูก เรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal computer : PC) เครื่องไมโครระดับสูงในปัจจุบันมีประสิทธิภาพสามารถใช้งานโดยใช้คนเดียว (Stand-alone) หรือเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายเพื่อติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้ PC สามารถเชื่อมโยงเข้ากับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตติดต่อสื่อสารกับผู้อื่น ได้ทั่วโลก เหมาะกับงานทั่วไป เช่น การประมวลผลคำ (Word Processing) การคำนวณ (Spreadsheet) การบัญชี (Accounting) และงานที่เกี่ยวข้องกับฐานข้อมูล เป็นต้น
ภาพไมโครคอมพิวเตอร์
แบ่งคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ได้ดังนี้
- คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Desktop computer) เป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่มีรูปแบบพื้นฐานเหมาะสำหรับตั้งโต๊ะทำงานทั่วไป และได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก
- โน้ตบุคคอมพิวเตอร์ (Notebook computer) เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบา ประมาณ 2 – 4 กิโลกรัม และบางกว่าแบบตั้งโต๊ะสามารถพกพาไปยังสถานที่ต่างๆได้สะดวก- คอมแทบเลท (Tablet computer) มีลักษณะคล้ายโน้ตบุค คือมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา มีความบาง สามารถเคลื่อนย้ายพกพาได้สะดวก แต่จะแตกต่างกันที่ แทบเลทสามารถป้อนข้อมูลทางจอภาพได้ตามเทคโนโลยีของผู้ผลิต
- คอมพิวเตอร์พกพา (Handheld computer ) มีขนาดเล็กเท่าฝ่ามือและใช้อีกมือถือปากกาที่เรียกว่า สไตล์ลัส (Stylus) เขียนข้อความบนจอเพื่อป้อนข้อมูลเข้าสู่เครื่องด้วยเทคโนโลยีรับรู้ลายมือ (Handwriting recognition) พกพาสะดวก สามารถจัดเก็บข้อมูลได้มาก
องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
2. ซอฟต์แวร์ (Software) หมายถึง โปรแกรมที่สร้างขึ้นมาเพื่อเป็นสื่อกลางระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ ได้แก่ - System software - Application software
3. ข้อมูล/สารสนเทศ (Data/Information) คือข้อมูลต่างๆ ที่เรานำมาให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผล คำนวณ หรือกระทำการอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อให้ได้มาซึ่งผลลัพธ์ที่เราต้องการ
4. ผู้ใช้ (People ware)
- เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ (Operator)
- บุคคลที่เกี่ยวข้องกับระบบ (System)
- ผู้จัดการศูนย์ประมวลผลคอมพิวเตอร์ (Electronic Data ProcessingManager)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ (User)