หลักการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

ชนิดของคอมพิวเตอร์

สามารถแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ที่มีในปัจจุบันได้ 3 จำพวกใหญ่ตามลักษณะข้อมูลที่ใช้ใน การประมวลผลตามลักษณะการใช้งาน  และตามขนาดของคอมพิวเตอร์  ได้ดังนี้ 1. แบ่งตามลักษณะข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล สามารถแบ่งได้ 3 ประเภท ดังนี้                 1.1  แอนะล็อกคอมพิวเตอร์  เป็น เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ  แต่จะใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทนไม้บรรทัดคำนวณ  อาจถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของแอนะล็อกคอมพิวเตอร์  ที่ใช้ค่าตัวเลขตามแนวความยาวไม้บรรทัดเป็นหลักของการคำนวณ  โดยไม้บรรทัดคำนวณจะ มีขีดตัวเลขกำกับอยู่  เมื่อไม้บรรทัดหลายอันมาประกบรวมกัน  การคำนวณผล  เช่น การคูณ  จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามตัวเลขของตัวตั้งและตัวคูณของขีดตัว เลขชุดหนึ่ง  แล้วไปอ่านผลคูณของขีดตัวเลขอีกชุดหนึ่ง  แอนะล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าจะแทนขีดตัวเลขตามแนวยาวของไม้บรรทัด                            แอนะล็อกคอมพิวเตอร์    จะมีลักษณะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำและเป็น ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์  จึงเหมาะสำหรับงานคำนวณทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่อยู่ในรูปของสมการ คณิตศาสตร์ เช่น การจำลองการบิน การศึกษาการสั่งสะเทือนของตึกเนื่องจากแผ่นดินไหว ข้อมูลตัวแปรนำเข้าอาจเป็นอุณหภูมิความเร็วหรือความดันอากาศ   ซึ่งจะต้องแปลงให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้า เพื่อนำเข้าแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้าแปรกับ เวลาซึ่งต้องแปลงกลับไปเป็นค่าของตัวแปรที่กำลังศึกษา                         ในปัจจุบันไม่ค่อยพบเห็นแอนะล็อกคอมพิวเตอร์เท่าไรนักเพราะผลการ คำนวณมีความละเอียดน้อย 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  ดิ จิทัลคอมพิวเตอร์  คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปใน ปัจจุบัน จัดเป็นดิจิทัลคอมพิวเตอร์แทบทั้งหมด ดิจิทัลคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานเกี่ยวกับตัวเลข มีหลักการคำนวณที่ไม่ใช่แบบไม้บรรทัดคำนวณ แต่เป็นแบบลูกคิด โดยแต่และหลักของลูกคิดคือ หลักหน่วย หลักร้อย และสูงขึ้นไปเรื่อย ๆ เป็นระบบเลขฐานสินที่แทนตัวเลขจากศูนย์ถ้าเก้าไปสิบตัวตามระบบตัวเลขที่ใช้ ในชีวิตประจำวัน                               ค่าตัวเลขของการคำนวณในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นหลักเช่นเดียวกัน แต่จะเป็นระบบเลขฐานสองที่มีสัญลักษณ์ตัวเลขเพียงสองตัว คือเลขศูนย์กับเลขหนึ่งเท่านั้น โดยสัญลักษณ์ตัวเลขทั้งสองตัวนี้ จะแทนลักษณะการทำงานภายในซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน การคำนวณภายในดิจิทัลคอมพิวเตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสองทั้งหมด ดังนั้นเลขฐานสิบที่เราใช้และคุ้นเคยจะถูกแปลงไปเป็นระบบเลขฐานสองเพื่อการ คำนวณภายในคอมพิวเตอร์ 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 ไปให้คอมพิวเตอร์แบบดิจิตัลทำการประมวลผลและให้ผลลัพธ์ตามโปรแกรมที่กำหนด ไว้ภายในคอมพิวเตอร์  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                           มักจะวัดกันตามขนาดความจุของหน่วยความ จำหลักที่ใช้งาน (Main Memory) ซึ่งหน่วยวัดความจุอาจอยู่ในเทอมของกิโลไบต์ (Kilobyte หรือ KB) โดย 1 KB จะมีค่า =  ไบต์  หรือ 1024 ตัวอักขระ (1 ไบต์ มีค่าเท่ากับ 1 ตัวอักขระ) ดังนั้น ถ้าคอมพิวเตอร์มีความจุ 10 K จะมีความหมายว่าเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นจะสามารถเก็บข้อมูลไว้ในหน่วย ความจำหลักได้ 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