โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์และโครงสร้างระบบปฏิบัติการ

โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์

รู้จักโครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์

ความหมายของโครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์

          ความหมายของคำว่า “ โครงสร้าง” มาจากคำภาษาอังกฤษว่า “Stucture” ซึ่งมีความหมายตามพจนานุกรม New Model English – Thai Dictionary ของ So Sethaputra ว่า

             - โครงร่าง, โครง, แผน, รูป, ร่าง

             - อาการ ( หรือวิธี) สร้างของสิ่งใด ๆ

              - ลักษณะ, ทำนอง

             - สิ่งที่สร้างขึ้น, ตึก, โรงเรียน

             คำว่า Structure” จาก Computer Dictionary ของ Microsoft Press Second Edition ให้ ความหมายไว้ว่า  Structure : The design and composition of a program, including program flow, hierarchy, and modularity; also, a collection of data elements ซึ่งแปลว่า การออกแบบและส่วนประกอบของโปรแกรม รวมถึงแผนภูมิไหลขอโปรแกรม (Program Flow Chart), ลำดับขั้นตอนและส่วนประกอบ, และมีความหมายถึงการรวมกันของข้อมูลด้วยพจนานุกรม “Modern American Dictionary” ให้ความหมายของคำว่า Structure ได้ดังนี้

             - Mode of Building of Arrangement of Parts.

             - Something Constructed.

             - Complex System

คำว่า โครงสร้างในภาษาไทย มาจากคำว่า โครง + สร้าง

             คำว่า โครง หมายถึง โครงร่าง, เค้าโครง หรือโครงสำหรับใช้ในการสร้างสิ่งใดสิ่งหนึ่ง เช่น โครงที่ใช้ในการสร้างอาคาร, โครงที่ใช้ในการสร้างโต๊ะ เก้าอี้, โครงกระดูกของคน ของสัตว์, ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดเป็นรูปร่างขึ้นมา หรืออีกความหมายหนึ่งจะหมายถึงชิ้นส่วนที่สำคัญที่ใช้เป็นโครสำหรับการสร้างสิ่งใดสิ่งหนึ่งขึ้นมาก็ได้ส่วนคำว่า สร้าง หมายถึง การกระทำอย่างใดอย่างหนึ่งหรือกระทำสิ่งใดสิ่งหนึ่งให้เป็นผลสำเร็จออกมาจากความหมายดังกล่าวข้างต้นพอจะกล่าวโดยสรุปได้ว่า โครงสร้างคอมพิวเตอร์ คือ ส่วนประกอบที่สำคัญของคอมพิวเตอร์นั่นเอง แต่อะไรคือส่วนประกอบสำคัญของคอมพิวเตอร์

โครงสร้างคอมพิวเตอร์มีความสำคัญต่อการเรียนวิชาคอมพิวเตอร์อย่างไร

             ทุกสิ่งทุกอย่างล้วนเป็นสิ่งที่ถูกสร้างโดยองค์ประกอบสำคัญอย่างใดอย่างหนึ่งเสมอ ในการเรียนวิชาคอมพิวเตอร์ ถ้าเราได้ศึกษาถึงโครงสร้างของคอมพิวเตอร์โดยละเอียดแล้ว จะทำให้เรารู้ถึงความสำคัญและความสัมพันธ์ของส่วนประกอบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ อย่างน้อยจะทำให้เรียนมีความสามารถดังนี้

             - ออกแบบสร้าง หรือบอกส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการใช้ หรือออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เหมาะกับงานที่ต้องการได้

             - สามารถเลือกซื้อหรือเลือกใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ให้เหมาะกับงานได้

             - สามารถประกอบหรือปรับปรุง (Up Grade) เครื่องคอมพิวเตอร์ให้ทันสมัยหรือเหมาะกับการใช้งาน

             - สามารถบอกหรือซ่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขัดข้องด้วยตัวเองได้

โครงสร้างคอมพิวเตอร์ คือส่วนประกอบใดของคอมพิวเตอร์

             ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ จะหมายถึงสิ่งสำคัญ 2 ประการด้วยกัน คือ

             - ชิ้นส่วน หรืออุปกรณ์ที่นำมาประกอบกันขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ซีพียู จอมอนิเตอร์ว่าจะต้องมีอะไรบ้าง และแต่ละชิ้นนั้นมีหน้าที่ในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์อย่างไร วงจรการทำงานของอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนนั้น ๆ เพราะการทำงานของชิ้นส่วนต่าง ๆ หรือของอุปกรณ์ต่าง ๆ จะขึ้นอยู่กับวงจร ถ้าไม่มีวงจรอุปกรณ์นั้นจะทำงานไม่ได้ หรือถ้าวงจรของอุปกรณ์นั้นเกิดชำรุดเสียหาย อุปกรณ์นั้นก็จะทำงานไม่ได้หรือทำงานผิดพลาดขึ้น

            

ความหมายของ เครื่องคอมพิวเตอร์

ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ และระบบการทำวานของเครื่องคอมพิวเตอร์

             ความหมายของคำว่า “ คอมพิวเตอร์” “ ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์” และ “ ระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์” ดังนั้น จะต้องทำความเข้าใจใน 3 เครื่องที่สำคัญนี้ก่อน คือ

             - คำว่า “ คอมพิวเตอร์” ภาษาอังกฤษ เรียกว่า Computer ซึ่งมาจากคำว่าCompute แปลว่า “ คำนวณ” และคำว่า “Computer” ก็แปลว่า “ เครื่องคำนวณ” นั่นเอง ทั้งนี้เพราะวัตถุประสงค์ของผู้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ในครั้งแรกก็เพื่อใช้ในการคำนวณ หลักการสำคัญในการทำงานของคอมพิวเตอร์ จะเรียกว่า “ การโปรเซส (Process)” ซึ่งเป็นวงจรที่มีหน้าที่สั่งการและควบคุมการทำงานของวงจรการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกวงจรให้ทำงานตามความต้องกมารของโปรแกรมที่ได้กำหนดไว้ ต่อมาได้มีการพัฒนาปรับปรุงวงจรโปรเซสเซอร์ ให้อยู่ในรูปของวงจรรวม ที่เรียกว่า วงจรไอซี (IC : Integrated Circuit) หรือที่เรียกในปัจจุบันว่า “ ซีพียู (CPU : Central Processing Unit)” ความหมายของ “ คอมพิวเตอร์” หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ จะหมายถึงตัวProcessor หรือตัว CPU นั่นเอง ซึ่งจะไม่รวมอุปกรณ์เครื่องพ่วงอื่น ๆ เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย

             - คำว่า “ ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์” หมายถึง “ ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์” ประกอบกับอุปกรณ์ทำงานต่าง ๆ ของเครื่องที่เรียกว่า เครื่องพ่วงหรืออุปกรณ์พ่วง (Peripheral)ต่าง ๆ ที่ ประกอบกันเข้าเป็นระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ (Computer System) ดังนั้น คำว่าระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงหมายถึง เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วนคือ

                          - อุปกรณ์เครื่องพ่วงที่ใช้เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้า ที่เรียกว่า Input Unit เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ สแกนเนอร์ เป็นต้น

                          - ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือซีพียู ซึ่งมีหน้าที่สั่งการ และควบคุมการทำงานของวงจรทางด้านนำข้อมูลเข้า (Input Devices) และอุปกรณ์นำข้อมูลออก (Output Devices)

                          - อุปกรณ์เครื่องพ่วงที่ใช้เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลออก ที่เรียกว่า Output Unit เช่น Printer และจอมอนิเตอร์ เป็นต้น

รูปแสดงระบบคอมพิวเตอร์

             อุปกรณ์เครื่องพ่วงทุกชิ้นไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ทางด้านนำข้อมูลเข้า หรือนำข้อมูลออก เป็นอุปกรณ์อิสระที่สามารถทำงานด้วยตัวของตัวเอง และมีลักษณะเป็นชิ้นส่วนที่สามารถแยกหรือนำมาประกอบกันได้ เรียกว่า โมดูล (Module) ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถที่จะนำชิ้นส่วนใด ๆ ตามที่ต้องการ จึงเรียกระบบคอมพิวเตอร์ว่าเป็นระบบโมดูลา (Modular System) ทำให้ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ได้รับประโยชน์อย่างน้อย ดังนี้

             - ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเลือกใช้อุปกรณ์อะไรเป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้า และนำข้อมูลออก ประกอบเป็นระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ตามความต้องการที่เหมาะสมกับงานและเงินของตนเอง

             - เป็นการประหยัดเวลาในการสร้างหรือประกอบระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ เพราะอุปกรณ์ทุกชิ้นเป็นโมดูล (Module)

             - เป็นการประหยัดเงิน และค่าใช้จ่ายในการประกอบเป็นระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ เพราะใช้แต่อุปกรณ์ที่จำเป็นในการทำงานเท่านั้น

             - เป็นการสะดวกและง่ายในการปรับปรุงเปลี่ยนแปลง ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ ในกรณีอุปกรณ์ชำรุด หรือเสีย หรือในกรณีที่ต้องการเพิ่มหรือลด (Upgrade) เช่น การเพิ่มหน่วยความจำ การเพิ่มความจุของดิสก์ เป็นต้น

       - ระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ หมายถึง หลักและวิธีการทำงานในระบบคอมพิวเตอร์ซึ่งมีอยู่หลายวิธีการด้วยกัน เมื่อกล่าวโดยสรุป วิธีการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์แบ่งออกได้เป็น 2 วิธีใหญ่ ๆ คือ

             - การทำงานในลักษณะของแบ็ตโปรเซสซิง (Batch Processing) ซึ่งอาจจะทำครั้งละหนึ่งงาน หรือครั้งละหลายงานพร้อมกันก็ได้ เรียกว่า การทำงานเป็นแบบมัลติโปรแกรมมิง (Multi Programming) วิธีนี้เป็นวิธีการที่รวบรวมงานทั้งหมดที่จะทำในครั้งเดียวกัน เอามาทำพร้อมกัน โปรเซสพร้อมกัน และได้ผลของงานพร้อมกัน

             - การทำงานในลักษณะออนไลน์ (On-line Processing) เป็นการทำงานในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่ไม่จำเป็นต้องรวบรวมงานเพื่อทำเป็นกลุ่ม เช่น การฝาก – ถอนเงินจากเครื่องคอมพิวเตอร์ออนไลน์ (ATM) การอัพเดตบัญชีด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ของธนาคารโดยเจ้าของบัญชีเป็นผู้ทำงานเอง

การเลือกใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงาน

             เครื่องคอมพิวเตอร์ 4 ประเภทที่เหมาะกับการทำงาน

             - ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supper Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง และมีอัตราการทำงานสูง ส่วนมากจะเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์สำหรับการทำงานชนิดพิเศษ เช่น โรงงานอุตสาหกรรม เครือข่ายสายการบิน

             - เครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรม (Main Frame Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่รองลงมาจากซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ส่วนมากจะใช้กับงานขนาดใหญ่ เช่น เครื่องของสำนักงานสถิติแห่งชาติสำหรับการประมวลผลสำมะโนต่าง ๆ เป็นต้น เครื่องแมนเฟรมยังแบ่งออกตามวัตถุประสงค์ได้เป็นอีก 4 ประเภทด้วยกัน คือ

             - เครื่องสำหรับงานด้านวิทยาศาสตร์ แต่จะมีการประมวลผลหรือการคำนวณมากการทำงานของเครื่องจะหนักไปในการใช้ซีพียูมาก ซึ่งเรียกว่า การทำงานแบบ CPU Bound

             - เครื่องสำหรับงานด้านธุรกิจ (Business Purposed Computer) เหมาะสำหรับการประมวลผลที่มีข้อมูลนำเข้า และข้อมูลนำออกเป็นจำนวนมากแต่ต้องการใช้ซีพียูน้อย เช่น

             - งานทางด้านประมวลผลสถิติ หรืองานทางด้านธุรกิจการเงิน การบัญชี และมักจะเรียกงานประเภทนี้ว่า เป็นงาน I/O Bound

             - เครื่อง คอมพิวเตอร์สำหรับงานเฉพาะกิจอย่างใดอย่างหนึ่ง เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นมาสำหรับการใช้งานอย่างใดอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้สำหรับงานแพทย์โดยเฉพาะ

             - เครื่องคอมพิวเตอร์สำหรับงานทั่วไป เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับใช้ได้กับงานทั่ว ๆ ไป ส่วนมากจะเป้นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีอุปกรณ์ทางด้านอินพุตและเอาท์พุตจำนวนมาก มีหน่วยความจำค่อนข้างมากและมีซีพียูที่มีประสิทธิภาพสูง

             -เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) เป็นเครื่อง คอมพิวเตอร์ชนิดเมนเฟรมแต่เป็นขนาดเล็ก เหมาะสำหรับการช่วยเครื่องเมนเฟรมทำงานต่าง ๆ เช่น ใช้เป็นเครื่องรับ / ส่งข้อมูลในระบบออนไลน์ของเครื่องเมนเฟรม

เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ หรือที่เรียกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC : Personal Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่าเครื่องเมนเฟรมและมินิคอมพิวเตอร์มาก แต่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง ซึ่งสามารถทำงานที่มีขนาดใหญ่ ๆ แทนเครื่องเมนเฟรมได้ เป็นเครื่องที่มีความเร็วในการทำงานสูงแต่มีราคาถูกกว่าเครื่องเมนเฟรมมาก