วันพุธที่ 15 กรกฎาคม พ.ศ. 2558

Week7: คอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์








องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ 


1.ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
         
          หมายถึง อุปกรณ์ต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นโครงร่างสามารถมองเห็นด้วยตาและสัมผัสได้ เช่น จอภาพ คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ เม้าส์ เป็นต้น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ตามลักษณะการทำงาน ได้ 4 หน่วย คือ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยแสดงผล (Output Unit) และหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage) โดยอุปกรณ์แต่ละหน่วยมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน

2. ซอฟต์แวร์ (Software)

          หมายถึง ส่วนที่มนุษย์สัมผัสไม่ได้โดยตรง เป็นโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อสั่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงาน ซอฟต์แวร์จึงเป็นเหมือนตัวเชื่อมระหว่างผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์และเครื่องคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 
       
   2.1 ซอฟต์แวร์สำหรับระบบ (System Software)
          คือ ชุดของคำสั่งที่เขียนไว้เป็นคำสั่งสำเร็จรูป ซึ่งจะทำงานใกล้ชิดกับคอมพิวเตอร์มากที่สุด เพื่อคอยควบคุมการทำงาน ของฮาร์ดแวร์ทุกอย่าง และอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้ในการใช้งานซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมระบบที่รู้จักกันดีก็คือ DOS, Windows, Unix, Linux รวมทั้งโปรแกรมแปลคำสั่งที่เขียนในภาษาระดับสูง เช่น ภาษา Basic, Fortran, Pascal, Cobol, C เป็นต้น นอกจากนี้โปรแกรมที่ใช้ในการตรวจสอบระบบเช่น Norton’s Utilities ก็นับเป็นโปรแกรมสำหรับระบบด้วยเช่นกัน
       
   2.2 ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software)
          คือ ซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมที่นำมาให้คอมพิวเตอร์ทำงานต่างๆ ตามที่ผู้ใช้ต้องการ ไม่ว่าจะด้านเอกสาร บัญชี การจัดเก็บข้อมูล เป็นต้น

3.บุคลากร(people ware)

          หมายถึง บุคลากรในงานด้านคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ สามารถใช้งาน สั่งงานเพื่อ ให้คอมพิวเตอร์ทำงาน ตามที่ต้องการ แบ่งออกได้ 4 ระดับ ดังนี้
          
          3.1 ผู้จัดการระบบ (System Manager) คือ ผู้วางนโยบายการใช้คอมพิวเตอร์ให้เป็นไปตามเป้าหมายของหน่วยงาน
          3.2 นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) คือ ผู้ที่ศึกษาระบบงานเดิมหรืองานใหม่และทำการวิเคราะห์ความเหมาะสม ความเป็นไปได้ในการใช้คอมพิวเตอร์กับระบบงาน เพื่อให้โปรแกรมเมอร์เป็นผู้ที่เขียนโปรแกรมให้กับระบบงาน
          3.3 โปรแกรมเมอร์ (Programmer) คือ ผู้เขียนโปรแกรมสั่งงานเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อให้ทำงานตามความต้องการของ ผู้ใช้ โดยเขียนตาม แผนผังที่นักวิเคราะห์ ระบบได้เขียนไว้
          3.4 ผู้ใช้ (User) คือ ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ทั่วไป ซึ่งต้องเรียนรู้วิธีการใช้เครื่อง และวิธีการใช้งานโปรแกรม เพื่อให้โปรแกรม ที่มีอยู่สามารถทำงานได้ตามที่ต้องการเนื่องจากเป็นผู้กำหนดโปรแกรมและใช้ งานเครื่องคอมพิวเตอร์ มนุษย์จึงเป็น ตัวแปรสำคัญในอันที่จะทำให้ผลลัพธ์มีความน่าเชื่อถือ เนื่องจากคำสั่งและข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล ได้รับจากการ กำหนดของมนุษย์ (Peopleware) ทั้งสิ้น

4. ข้อมูล (Data)
          ข้อมูลเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งในระบบคอมพิวเตอร์ เป็นสิ่งที่ต้องป้อนเข้าไปในคอมพิวเตอร์ พร้อมกับ โปรแกรมที่นักคอมพิวเตอร์เขียน ขึ้นเพื่อผลิตผลลัพธ์ที่ต้องการออกมา ข้อมูลที่สามารถนำมาใช้กับคอมพิวเตอร์ได้ มี 5 ประเภท คือ ข้อมูลตัวเลข (Numeric Data) ข้อมูลตัวอักษร (Text Data) ข้อมูลเสียง (Audio Data) ข้อมูลภาพ (Images Data) และข้อมูลภาพเคลื่อนไหว (Video Data) 







คุณสมบัติของคอมพิวเตอร์

- ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting) การทำงานของคอมพิวเตอร์จะทำงานแบบอัตโนมัติภายใต้คำสั่งที่ได้ถูกกำหนดไว้ ทำงานดังกล่าวจะเริ่มตั้งแต่การนำข้อมูลเข้าสู่ระบบ การประมวลผลและแปลงผลลัพธ์ออกมาให้อยู่ในรูปแบบที่มนุษย์เข้าใจได้

- ความเร็ว (Speed) คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันนี้สามารถทำงานได้ถึงร้อยล้านคำสั่งในหนึ่งวินาที

- ความเชื่อถือ (Reliable) คอมพิวเตอร์ทุกวันนี้จะทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืนอย่างไม่มีข้อผิดพลาด และไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย

- ความถูกต้องแม่นยำ (Accurate) วงจรคอมพิวเตอร์นั้นจะให้ผลของการคำนวณที่ถูกต้องเสมอหากผลของการคำนวณผิดจากที่ควรจะเป็น มักเกิดจากความผิดพลาดของโปรแกรมหรือข้อมูลที่เข้าสู่โปรแกร

- การเก็บข้อมูลจำนวนมาก ๆ ได้ (Store massive amounts of information) ไมโครคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน จะมีที่เก็บข้อมูลสำรองที่มีความสูงมากกว่าหนึ่งพันล้านตัวอักษร และสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่จะสามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าหนึ่งล้าน ๆ ตัวอักษร

- การย้ายข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกทีหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว (Move information) โดยใช้การติดต่อสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ซึ่งสามารถส่งพจนานุกรมหนึ่งเล่มในรูปของข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ ไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ไกลคนซีกโลกได้ในเวลาเพียงไม่ถึงหนึ่งวินาที ทำให้มีการเรียกเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมกัน ทั่วโลกในปัจจุบันว่า ทางด่วนสารสนเทศ (Information Superhighway)

- สามารถทำงานซ้ำๆได้ (Repeatability) ช่วยลดปัญหาเรื่องความอ่อนล้าจากการทำงานของแรงงานคน นอกจากนี้ยังลดความผิดพลาดต่างๆได้ดีกว่าด้วย ข้อมูลที่ประมวลผลแม้จะยุ่งยากหรือซับซ้อนเพียงใดก็ตาม จะสามารถคำนวณและหาผลลัพธ์ได้อย่างรวดเร็ว




หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

ขั้นตอนที่ 1 : รับข้อมูลเข้า (Input)
        เริ่มต้นด้วยการนำข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถผ่านทางอุปกรณ์ชนิดต่างๆ แล้วแต่ชนิดของข้อมูลที่จะป้อนเข้าไป เช่น ถ้าเป็นการพิมพ์ข้อมูลจะใช้แผงแป้นพิมพ์ (Keyboard) เพื่อพิมพ์ข้อความหรือโปรแกรมเข้าเครื่อง ถ้าเป็นการเขียนภาพจะใช้เครื่องอ่านพิกัดภาพกราฟิค (Graphics Tablet) โดยมีปากกาชนิดพิเศษสำหรับเขียนภาพ หรือถ้าเป็นการเล่นเกมก็จะมีก้านควบคุม (Joystick) สำหรับเคลื่อนตำแหน่งของการเล่นบนจอภาพ เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 2 : ประมวลผลข้อมูล (Process)
        เมื่อนำข้อมูลเข้ามาแล้ว เครื่องจะดำเนินการกับข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับมาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ ต้องการ การประมวลผลอาจจะมีได้หลายอย่าง เช่น นำข้อมูลมาหาผลรวม นำข้อมูลมาจัดกลุ่มนำข้อมูลมาหาค่ามากที่สุด หรือน้อยที่สุด เป็นต้น

ขั้นตอนที่ 3 : แสดงผลลัพธ์ (Output)

        เป็นการนำผลลัพธ์จากการประมวลผลมาแสดงให้ทราบทางอุปกรณ์ที่กำหนดไว้ โดยทั่วไปจะแสดงผ่านทางจอภาพ หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า "จอมอนิเตอร์" (Monitor) หรือจะพิมพ์ข้อมูลออกทางกระดาษโดยใช้เครื่องพิมพ์ก็ได้





ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์






ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network) คือ การนำกลุ่มคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ มาเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่าย โดยใช้สื่อกลางซึ่งเป็นสายเคเบิลหรือคลื่นวิทยุเป็นเส้นทางการลำเลียงข้อมูลเพื่อสื่อสารระหว่างกัน และการที่เครือข่ายสามารถเชื่อมโยงกันเป็นหนึ่งเดียวได้ก็เพราะระบบปฏิบัติการเครือข่าย ซึ่งจัดเป็นซอฟต์แวร์ระบบที่สำคัญที่นำมาใช้เชื่อมโยงอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เข้าด้วยกัน และทำหน้าที่บริหารจัดการทรัพยากรบนเครือข่ายอย่างเป็นระบบ ทำให้ผู้ใช้สามารถเข้าใช้งานทรัพยากรร่วมกันบนเครือข่ายได้อย่างสะดวก


ประเภทของเครือข่าย (Categories of Networks)

- เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN)

เครือข่ายท้องถิ่นเป็นเครือข่ายส่วนบุคคล ที่มีการลิงค์เชื่อมโยงระหว่างพีซีคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เพื่อการใช้งานร่วมกัน เครือข่ายท้องถิ่นอาจมีเพียงพีซีคอมพิวเตอร์เพียง 2 เครื่องเพื่อใช้งานตามบ้านเรือน หรือเชื่อมโยงพีซีคอมพิวเตอร์เป็นร้อยเครื่องสำหรับองค์กรขนาดใหญ่ โดยจะครอบคลุมระยะทางไม่กี่กิโลเมตร

เครือข่ายท้องถิ่นหรือมักเรียกสั้น ๆ ว่า เครือข่ายแลน นั้น ได้รับการออกแบบมาเพื่ออนุญาตให้สามารถแชร์ทรัพยากรบนเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น การแชร์ข้อมูล โปรแกรม และเครื่องพิมพ์ เป็นต้น

- เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network: MAN)

เป็นเครือข่ายที่มีขนาดระหว่างเครือข่ายแลนและเครือข่ายแวน ซึ่งปกติจะครอบคลุมพื้นที่ภายในเมืองหรือจังหวัด โดยเป็นเครือข่ายที่ออกแบบมาเพื่อให้ลูกค้าสามารถเชื่อมต่อใช้งานเพื่อการสื่อสารความเร็วสูง

- เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network: WAN)

เครือข่ายระดับประเทศหรือเครือข่ายแวนสามารถส่งผ่านข้อมูลได้ระยะไกล  สามารถสื่อสารข้ามประเทศหรือข้ามทวีปได้ เครือข่ายแวนอาจมีสายแกนหลักจำนวนมากกว่าหนึ่งเส้นที่นำไปใช้เชื่อมต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ต

นอกจากขนาดของเครือข่ายที่สามารถเชื่อมโยงได้ไกลข้ามประเทศอย่างเครือข่ายแวนแล้ว สื่อส่งข้อมูลที่ใช้ในเครือข่ายแวนก็มีหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นสายโทรศัพท์ สายเคเบิล รวมถึงการสื่อสารผ่านดาวเทียม เป็นต้น

- อินเทอร์เน็ต (The Internet)

อินเทอร์เน็ตจัดเป็นเครือข่ายสาธารณะ (Public Network) ที่ได้เข้ามามีบทบาทต่อการดำเนเนชีวิตปัจจุบันของมนุษย์ในยุคนี้ จึงทำให้รูปแบบธุรกิจเดิมที่เคยดำเนินการอยู่ จำเป็นต้องเปลี่ยนรูปแบบด้วยการใช้ช่องทางการจำหน่ายผ่านอินเทอร์เน็ตเพื่อสร้างทางเลือกและความสะดวกในด้านการบริการแก่ลูกค้า โดยลูกค้าสามารถเลือกซื้อสินค้าหรือบริการผ่านทางเว็บไซต์ ทั้งนี้มิได้จำกัดเพียงลูกค้าภายในประเทศ แต่นั่นหมายถึงลูกค้าทั่วโลกที่สามารถเข้าใช้บริการนี้ผ่านทางเว็บไซต์

อินเทอร์เน็ตประกอบด้วยเครือข่ายที่หลากหลาย ดังนั้นอุปกรณ์ที่เรียกว่า เร้าเตอร์ (Router) จึงถูกนำมาใช้เพื่อการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายเข้าด้วยกัน เร้าเตอร์จัดเป็นอุปกรณ์สำคัญของเครือข่ายอินเทอร์เน็ตทีเดียว เพื่อใช้สำหรับกำหนดเส้นทางบนเครือข่าย

นอกจากนี้ระบบคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตนั้น มีค่อนข้างหลากหลายและอาจมีแพลตฟอร์ม (Platform) ที่แตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นด้านสถาปัตยกรรมของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ก็ตาม เมื่อเป็นเช่นนี้อุปกรณ์อย่าง เกตเวย์ (Gateway) จึงถูกนำมาใช้งานเพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์ที่มีระบบแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงสามารถสื่อสารร่วมกันเป็นเครือข่ายเดียวกันได้


โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Topology of LAN)



  • เครือข่ายแบบบัส (Bus Topology)
  • จะทำงานเหมือนกับรถบัสโดยสารประจำทางคอยวิ่งรับส่งผู้โดยสารจากจุดหนึ่งๆ ไปยังจุดหมายปลายทาง ในเครือข่ายแบบบัส จะไม่มีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ศูนย์กลายคอยควบคุมจัดการ ทุกเครื่องในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับช่องสื่อสารเส้นเดียวกัน อุปกรณ์สื่อสารทั้งหมดในเครือข่ายสามารถสื่อสารส่งข่าวสารอิเล็กทรอนิกส์ถึงกันได้โดยไม่จำเป็น ต้องมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ศูนย์กลาง ถ้ามีบางข่าวสารชนกัน อุปกรณ์ตัวนั้นจะหยุดชั่วขณะแล้วพยายามส่งใหม่
    - ข้อดี คือ สามารถจัดการได้ทั้งเครือข่ายแบบ client/server และแบบ peer-to-peer
    - ข้อจำกัด คือ จำเป็นต้องใช้วงจรสื่อสารและซอฟต์แวร์เข้ามาช่วยเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกันของสัญญาณข้อมูล และถ้ามีอุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งเสียหาย อาจส่งผลให้ทั้งระบบหยุดทำงานได้





  • เครือข่ายแบบวงแหวน (Ring Topology)
  • คือ ไมโครโปรเซสเซอร์ทุกเครื่องจะสื่อสารกันถายในเครือข่ายผ่านสายสัญญาณที่มีลักษณะเป็นวงแหวน สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์จะถูกส่งวิ่งไป รอบวงแหวนจนกระทั่งไปถึงยังเครื่องปลายทางโดยไม่จำเป็นต้องมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์เป็นศูนย์กลาง โดยมีโทเคนซึ่งเป็นบิต แบบมีแบบแผนจะวิ่งไปรอบๆ วงแหวนทำหน้าที่พิจารณาว่าเครื่องใดในเครือข่ายจะ เป็นผู้ส่งสารสนเทศ

    - ข้อดี ข่าวสารจะเคลื่อนที่เป็นลำดับไปในทิศทางเดียว ขจัดปัญหาการชนกันของสัญญาณ
    - ข้อจำกัด ถ้าเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่ายเสียหาย อาจทำให้ทั้งระบบหยุดทำงานได้





  • เครือข่ายแบบดาว (Star Topology)
  • คือ จะมีไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องศูนย์กลางแม่ข่าย ไมโครคอมพิวเตอร์ที่เหลือและอุปกรณ์สื่อสารอื่นๆ ทั้งหมดจะเชื่อมต่อไปยังเครื่องแม่ข่ายโดยมีฮับ (HUB) เป็นอุปกรณ์คอยจัดการรับส่งข่าวสารจากเครื่องหนึ่งๆไปสู่เครื่องอื่นๆ สายสื่อสารจะเชื่อมต่อจากไมโครคอมพิวเตอร์เข้าสู่ฮับแยกไปแต่ละเครื่อง สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์จะถูกส่งผ่านจากเครื่องหนึ่งผ่านฮับไปยังเครื่องปลายทาง ฮับจะคอยตรวจสอบลำดับการจราจรที่วิ่งไปมาในเครือข่าย
    - ข้อดี ฮับจะทำหน้าที่คอยปกป้องการชนกันของข่าวสาร เมื่อเครื่องใดเครื่องหนึ่งเสียหาย ก็จะไม่มีผลกระทบต่อเครื่องอื่นๆทั้งระบบ
    - ข้อจำกัด ถ้าฮับเสียหายจะทำให้ทั้งระบบต้องหยุดซะงัก และมีความสิ้นเปลืองสายสัญญาณมากกว่าแบบอื่นๆ




  • เครือข่ายแบบผสม (Hybrid Topology)
  • คือ เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานกันทั้งแบบดาว,วงแหวน และบัส เช่น วิทยาเขตขนาดเล็กที่มีหลายอาคาร เครือข่ายของแต่ละอาคารอาจใช้แบบบัสเชื่อมต่อกับอาคารอื่นๆที่ใช้แบบดาว และแบบวงแหวน



  • เครือข่ายแบบFDDI (FDDI Topology)
  • คือ เครือข่ายความเร็วสูงรุ่นใหม่ Fiber Distributed Data Interface การเชื่อมต่อจะมีความเร็วประมาณ 100-200 เมกะบิตต่อวินาที เครือข่าย FDDI จะใช้สายใยแก้วนำแสงโดยแปลงจาก โทโปโลยีแบบวงแหวน เพียงแต่มีวงแหวน 2 วง นิยมใช้สำหรับงานด้านที่ต้องการเทคโนโลยีสูง เช่น วีดิทัศน์แบบดิจิทัล , กราฟิกความละเอียดสูง

    - ข้อดี ความเร็วสูง มีเสถียรภาพ และความน่าเชื่อถือสูง เนื่องจากมีวงแหวน 2 วง ถ้าวงใดวงหนึ่งเสียหาย การสื่อสารยังสามารถดำเนินต่อไปได้ในวงแหวนที่เหลือ
    - ข้อจำกัด ค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากใช้ใยแก้วนำแสง, อุปกรณ์และการจัดการเครือข่ายจะมีต้นทุนสูงกว่าโทโปโลยีอื่นๆ






    _______________________________


    http://www.baanjomyut.com/library_3/extension-1/computing_infrastructure/02.html


    http://www.baanjomyut.com/library_3/extension-1/computing_infrastructure/01.html


    http://www.baanjomyut.com/library_3/extension-1/computing_infrastructure/04.html


    http://www.baanjomyut.com/library_3/extension-1/computing_infrastructure/05.html


    http://reg.ksu.ac.th/teacher/songgrod/4123702/content/lesson1/103.html

    ไม่มีความคิดเห็น:

    แสดงความคิดเห็น