หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

เมื่อพิจารณาศัพท์คำว่า Computer ถ้าแปลกันตรงตัวตามคำภาษาอังกฤษ จะหมายถึง เครื่องคำนวณ ดังนั้นถ้ากล่าวอย่างกว้าง ๆ
เครื่องคำนวณที่มีส่วนประกอบเป็นเครื่องกลไกหรือเครื่องไฟฟ้า ต่างก็จัดเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งสิ้น ลูกคิดที่เคยใช้กันในร้านค้า ไม้บรรทัด คำนวณ (slide rule) ซึ่งถือเป็นเครื่องมือประจำตัววิศวกรในยุคยี่สิบปีก่อน หรือเครื่องคิดเลข ล้วนเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งหมด


ในปัจจุบันความหมายของคอมพิวเตอร์จะระบุเฉพาะเจาะจง หมายถึง เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผลและเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ แต่ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ได้ให้คำจำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ค่อนข้างกะทัดรัดว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่าง ๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อน โดยวิธีทางคณิตศาสตร์"

คุณลักษณะสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ มี 4 ประการ คือ
1. ทำงานโดยอัตโนมัติ ถ้าสังเกตการทำงานของคอมพิวเตอร์ จะพบว่า อุปกรณ์ทุกอย่างของคอมพิวเตอร์ทำงานได้เองโดยอัตโนมัติ โดยที่คนไม่ได้เข้าไปควบคุม ไม่ว่าจะเป็นการอ่านข้อมูล การคำนวณ หรือการพิมพ์ผลลัพธ์

2. ทำงานได้อเนกประสงค์ เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้อเนกประสงค์ เพราะทำงานได้หลายชนิดขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่ใช้ เช่น โปรแกรมเงินเดือน โปรแกรมคิดคะแนนสอบของนักเรียน เป็นต้น

3. เป็นอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ประกอบกันเข้าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น ล้วนแล้วแต่เป็นอุปกรณ์ทางด้าน
อิเล็คทรอนิคส์ทั้งสิ้น เช่น ทรานซิสเตอร์ วงจรไอซี ดังนั้นจึงทำงานด้วยความเร็วสูงมาก

4. เป็นระบบดิจิตอล คำว่า ดิจิตอล (Digital) มาจากคำว่า Digit หมายถึง ตัวเลข เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ ทำงานโดยใช้ระบบตัวเลข ข้อมูลทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นตัวเลข ตัวหนังสือ หรือเครื่องหมายในทางคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เมื่อส่งเข้าเครื่องรับข้อมูลของคอมพิวเตอร์แล้ว
จะถูกเปลี่ยนเป็นตัวเลขหมด



การทำงานของคอมพิวเตอร์
เครื่องคอมพิวเตอร์มีขั้นตอนการทำงาน 3 ขั้นตอน คือ
1. รับโปรแกรมและข้อมูล โปรแกรมในที่นี้ หมายถึง ชุดของคำสั่งที่จะให้คอมพิวเตอร์ทำงาน ส่วนข้อมูล อาจเป็นตัวเลขหรือตัวหนังสือก็ได้ ที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผล

2. การประมวลผล หมายถึง การจัดระเบียบแบบแผนของข้อมูล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ ซึ่งทำได้โดยการคำนวณ
เปรียบเทียบ วิเคราะห์โดยใช้สูตรทางวิทยาศาสตร์ หรือ คณิตศาสตร์ โดยอาศัยคำสั่งหรือโปรแกรมที่เขียนขึ้น

3. แสดงผลลัพธ์ คือ การนำผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลเสร็จเรียบร้อย แสดงออกในรูปแบบต่าง ๆ ที่ผู้ใช้เข้าใจ และนำไปใช้ประโยชน์ได้
ขั้นตอนทั้ง 3 แสดงได้ด้วยแผนภาพดังนี้

บทบาทของคอมพิวเตอร์

ในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นสิ่งสำคัญในชีวิตของเรา และความสำคัญนี้ได้ทวีมากยิ่งขึ้นในอนาคต คอมพิวเตอร์ได้เข้าไปมีบทบาทในทุกวงการอาชีพ โดยเฉพาะกับงานที่มีข้อมูลมาก ๆ และกำลังจะกลายเป็นเครื่องใช้สามัญในบ้านเหมือนกับเครื่องรับวิทยุ โทรทัศน์ บทบาทของคอมพิวเตอร์ในงานต่าง ๆ จำแนกได้ดังนี้




1. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในสถานศึกษา
คอมพิวเตอร์ช่วยในงานบริหาร เช่น การคิดคะแนน
ทำทะเบียนบุคลากร
คอมพิวเตอร์ช่วยในงานบริการ เช่น งานห้องสมุด งานแนะแนว
คอมพิวเตอร์ช่วยในการเรียนการสอน

2. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในวงราชการ
คอมพิวเตอร์ช่วยในการทำทะเบียนราษฎร์
คอมพิวเตอร์ช่วยในการนับคะแนนเลือกตั้ง คิดภาษี อากร การบริหารทั่วไป
คอมพิวเตอร์ช่วยในการรวบรวมข้อมูลและสถิติ
การบริหารงานทั่วไปของหน่วยงานราชการ ทำให้เกิดความสะดวก รวดเร็ว ยิ่งขั้น

3. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในงานสังคมศาสตร์
คอมพิวเตอร์ช่วยในงานวิจัย เพื่อให้ได้คำตอบออกมาอย่างรวดเร็วและถูกต้อง

4.บทบาทของคอมพิวเตอร์ในวงการแพทย์
คอมพิวเตอร์ช่วยในการบันทึก
ค้นหาทะเบียนประวัติผู้ป่วย
คอมพิวเตอร์ช่วยในการวินิจฉัยโรค เช่น ตรวจคลื่น สมอง บันทึกการเต้นของหัวใจ
คอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณหาตำแหน่งที่ถูกต้อง ของอวัยวะก่อนการผ่าตัด

5และสื่อสาร
คอมพิวเตอร์ช่วยในการจองตั๋วเครื่องบิน
คอมพิวเตอร์ช่วยในการเก็บข้อมูล สถิติของผู้โดยสาร
คอมพิวเตอร์ช่วยในการควบคุมการจราจรทางอากาศ

6. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในงานธุรกิจ
คอมพิวเตอร์ช่วยในการวางแผนธุรกิจ
คอมพิวเตอร์ช่วยในการประเมินสถานการณ์ทาาง เศรษฐกิจในอนาคตได้อย่างแม่นยำ
คอมพิวเตอร์ช่วยงานธุรการ เช่น งานพัสดุ งานภาษี การทำจดหมายโต้ตอบ

7. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในงานธนาคาร
คอมพิวเตอร์ช่วยในการรับฝากและถอนเงิน ที่เป็นภาระกิจประจำของธนาคาร
คอมพิวเตอร์ช่วยในการคิดดอกเบี้ยในอัตราต่างๆ
คอมพิวเตอร์ช่วยให้ลูกค้า ฝากถอนเงินด่วน หรือโอนเงินจากเครื่องได้โดยอัตโนมัติ (ATM)

8. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในงานวิศวกรรม
คอมพิวเตอร์ช่วยในการเขียนแบบ
คอมพิวเตอร์ช่วยในการควบคุมหุ่นยนต์ให้ทำงาน
คอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณโครงสร้าง วางแผน ควบคุมการก่อสร้าง

9. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในงานวิทยาศาสตร์
คอมพิวเตอร์ช่วยในการเปรียบเทียบ คัดเลือกข้อมูล
คอมพิวเตอร์ช่วยในการทดลองที่เป็นอันตราย
คอมพิวเตอร์ช่วยในการเดินทางของยานอวกาศ การถ่ายภาพระยะไกล และการสื่อสารผ่านดาวเทียม

10. บทบาทของคอมพิวเตอร์ในร้านค้าปลีก
ห้างสรรพสินค้าใหญ่ ๆ ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์คิดเงินแทนเครื่องคิดเลข
การอ่านรหัสด้วยเครื่องอ่าน (Barcode)

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

จากการที่คอมพิวเตอร์มีลักษณะเด่นหลายประการ ทำให้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตประจำวันในสังคมเป็นอย่างมาก ที่พบเห็นได้บ่อยที่สุดก็คือ การใช้ในการพิมพ์เอกสารต่างๆ เช่น พิมพ์จดหมาย รายงาน เอกสารต่างๆ ซึ่งเรียกว่างานประมวลผล ( word processing ) นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในด้านต่างๆ อีกหลายด้าน ดังต่อไปนี้
1. งานธุรกิจ เช่น บริษัท ร้านค้า ห้างสรรพสินค้า ตลอดจนโรงงานต่างๆ ใช้คอมพิวเตอร์ในการทำบัญชี งานประมวลคำ และติดต่อกับหน่วยงานภายนอกผ่านระบบโทรคมนาคม งานธนาคาร ที่ให้บริการถอนเงินผ่านตู้ฝากถอนเงินอัตโนมัติ ( ATM ) และใช้คอมพิวเตอร์คิดดอกเบี้ยให้กับผู้ฝากเงิน และการโอนเงินระหว่างบัญชี เชื่อมโยงกันเป็นระบบเครือข่าย


2. งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุข สามารถนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในส่วนของการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อน เช่น งานศึกษาโมเลกุลสารเคมี วิถีการโคจรของการส่งจรวดไปสู่อวกาศ หรืองานทะเบียน การเงิน สถิติ และเป็นอุปกรณ์สำหรับการตรวจรักษาโรคได้ ซึ่งจะให้ผลที่แม่นยำกว่าการตรวจด้วยวิธีแบบเดิม

3. งานคมนาคมและสื่อสาร ในส่วนที่เกี่ยวกับการเดินทาง จะใช้คอมพิวเตอร์ในการจองวันเวลา ที่นั่ง ซึ่งมีการเชื่อมโยงไปยังทุกสถานีหรือทุกสายการบินได้ ทำให้สะดวกต่อผู้เดินทางที่ไม่ต้องเสียเวลารอ อีกทั้งยังใช้ในการควบคุมระบบการจราจร เช่น ไฟสัญญาณจราจร และ การจราจรทางอากาศ หรือในการสื่อสารก็ใช้ควบคุมวงโคจรของดาวเทียมเพื่อให้อยู่ในวงโคจร ซึ่งจะช่วยส่งผลต่อการส่งสัญญาณให้ระบบการสื่อสารมีความชัดเจน

4. งานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรม สถาปนิกและวิศวกรสามารถใช้คอมพิวเตอร์ในการออกแบบ หรือ จำลองสภาวการณ์ ต่างๆ เช่น การรับแรงสั่นสะเทือนของอาคารเมื่อเกิดแผ่นดินไหว โดยคอมพิวเตอร์จะคำนวณและแสดงภาพสถานการณ์ใกล้เคียงความจริง รวมทั้งการใช้ควบคุมและติดตามความก้าวหน้าของโครงการต่างๆ เช่น คนงาน เครื่องมือ ผลการทำงาน

5. งานราชการ เป็นหน่วยงานที่มีการใช้คอมพิวเตอร์มากที่สุด โดยมีการใช้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบทบาทและหน้าที่ของหน่วยงานนั้นๆ เช่น กระทรวงศึกษาธิการ มีการใช้ระบบประชุมทางไกลผ่านคอมพิวเตอร์ , กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้จัดระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมโยงไปยังสถาบันต่างๆ , กรมสรรพากร ใช้จัดในการจัดเก็บภาษี บันทึกการเสียภาษี เป็นต้น

6. การศึกษา ได้แก่ การใช้คอมพิวเตอร์ทางด้านการเรียนการสอน ซึ่งมีการนำคอมพิวเตอร์มาช่วยการสอนในลักษณะบทเรียน CAI หรืองานด้านทะเบียน ซึ่งทำให้สะดวกต่อการค้นหาข้อมูลนักเรียน การเก็บข้อมูลยืมและการส่งคืนหนังสือห้องสมุด