องคป์ ระกอบ คอมพวิ เตอรแ์ ละ เครือข่ายอินเทอรเ์ น็ต นายมงคล ขุนทายก 61540015
บทที่ 6 โลกของเครือข่าย วัตถปุ ระสงค์ 1. อธบิ ายความหมายและข้อแตกตา่ งของเครือข่ายคอมพวิ เตอร์และอินเทอรเ์ นต็ ได้ 2. สามารถใช้งาน เครอื ข่ายคอมพิวเตอร์และอนิ เทอรเ์ นต็ ในด้านต่าง ๆ 3. ร้จู ักอปุ กรณ์เครือขา่ ย และการเช่ือมตอ่ ประเภทตา่ ง ๆ 4. รู้จักผใู้ ห้บรกิ ารและสามารถเลอื ก ISP ท่ีเหมาะสมกบั การใช้งานของตนเองได้ 5. จรยิ ธรรมในการใช้งานเครอื ขา่ ยคอมพิวเตอรแ์ ละอินเทอร์เนต็ เครอื ข่ายคอมพวิ เตอร์และอนิ เทอรเ์ น็ต เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วย เครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปมาเช่ือมต่อกัน โดยอาศัย อุปกรณ์ทางด้านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในการเชื่อมต่อกัน วัตถุประสงค์เพ่ือแลกเปล่ียนข้อมูล และใช้ทรัพยากร ร่วมกันระหว่างเคร่ืองคอมพิวเตอร์ ภาพท่ี 6-1 แสดงตัวอย่างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (ที่ยังไม่ได้เชื่อมต่อกับ อินเทอร์เน็ต) ซึ่งประกอบด้วย เคร่ืองคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล 7 เครื่องเช่ือมต่อเข้าด้วยกันผ่านอุปกรณ์สลับสาย (Switch) (ภาพท่ี 6-4 แสดงตัวอยา่ งการเชอื่ มต่อเครือขา่ ยคอมพวิ เตอร์สองเครือขา่ ยเข้ากับอนิ เทอร์เนต็ ) เมื่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ท่ัวโลกหลายเครือข่ายเช่ือมต่อเข้าด้วยกัน เครือข่ายน้ันเรียกว่าเครือข่าย อินเทอร์เน็ต หรือพูดได้อีกอยา่ งหนึ่งว่า เครอื ข่ายอินเทอร์เน็ต คือ เครือข่ายคอมพิวเตอร์จานวนมากที่เชื่อมต่อกัน ครอบคลุมไปทั่วโลก โดยอินเทอร์เน็ตเป็นท้ังเครือข่ายของคอมพิวเตอร์ และเครือข่ายของเครือข่าย เนื่องจาก เครือข่ายอินเทอร์เน็ตประกอบไปด้วยเครือข่ายย่อยเป็นจานวนมากต่อเชื่อมเข้าด้วยกัน ภาพท่ี 7-2 แสดงการ เช่ือมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั่วโลกด้วยใยแก้วนาแสงใต้สมุทร ภาพท่ี 7-3 แสดง การเชื่อมต่อของเครือข่ายผู้ ใหบ้ รกิ ารอินเทอร์เน็ตภายในประเทศไทย เมอ่ื ปี พ.ศ. 2558 บทท่ี 6 โลกของเครือข่าย 1
รูปท่ี 6-1 ตวั อยา่ งเครอื ข่ายคอมพวิ เตอร์ (ทย่ี ังไมไ่ ดเ้ ช่ือมต่อกบั อินเทอรเ์ น็ต) ภาพจาก : http://www.conceptdraw.com/How-To-Guide/picture/network-topologies/Computer- Network-Diagrams-Logical-Bus-with-a-Physical-Star.png รูปที่ 6-2 ตัวอย่างเส้นใยแกว้ นาแสงใต้สมุทรท่ีเชื่อมต่อเครือขา่ ยที่แกนของแตล่ ะประเทศท่วั โลก ภาพจาก : http://cdn.rsvlts.com/wp-content/uploads/2013/01/Internet-ocean-map-.jpg 2 88510159 ก้าวทนั สงั คมดจิ ิทัลด้วยไอซที ี Moving Forward in a Digital Society with ICT
รปู ที่ 6-3 แผนภาพการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ภายในประเทศไทย ภาพจาก : http://internet.nectec.or.th/internetmap/map/internationalmap/ inetmap082015_international.jpg เกณฑช์ วี้ ดั ความเร็วอนิ เทอรเ์ น็ต (ความกวา้ งของแถบความถี่ หรอื Bandwidth) การใช้งานเครือข่ายอินเทอร์เน็ตในปัจจุบัน มีข้อมูลที่เป็นมัลติมีเดียมากมาย ทั้งวิดีโอ เพลง ฯลฯ ซึ่งเป็น ข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ ดังน้ัน ความเร็วในการเชื่อมต่อ เพื่อ Download และ Upload ข้อมูลจึงเป็นสิง่ สาคัญ และ ถูกนามาใช้เป็นตัววดั ระดบั ค่าบรกิ าร เราสามารถตรวจสอบความเร็วในการเช่ือมต่ออินเทอร์เน็ต โดยแบ่งเป็น ความเร็วที่เคร่ืองคอมพิวเตอร์ ของเราหรือทีเ่ รียกว่าลูกข่าย (Client) รับส่งข้อมูลกับเคร่ืองแม่ขา่ ยหรอื เครื่องเซริ ์ฟเวอร์ (Server) โดยระบบจะทา การเช็คความเร็วการรับข้อมูลหรือท่ีเรียกว่า ความเร็วในการดาวน์โหลด (Download Speed) และ ความเร็วใน การสง่ ข้อมูลไปยงั เครอื่ งเซริ ์ฟเวอร์หรือที่เรียกวา่ ความเรว็ ในการอพั โหลด (Upload Speed) ส่วนใหญ่เราจะได้ยินคาว่า Bandwidth เป็นตัวบอกของเร็วของการส่งข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ต แต่จริง ๆ แล้ว หน่วยวัดเป็น bps ย่อมาจาก Bits Per Second (บิตต่อวินาที) น่ันหมายความว่าในหน่ึงวินาทีสามารถรับส่ง ข้อมูลได้เทา่ ไรน่ันเอง บทที่ 6 โลกของเครือขา่ ย 3
มีเว็บไซต์บริการทดสอบหาความเร็วของการส่งข้อมูลจากเครือข่ายเราผ่านอินเทอร์เน็ต เช่น www.speedtest.net ซึ่งมีประโยชน์มากหากเราต้องการตรวจสอบความเร็วการส่งข้อมูลของเครือข่ายว่า ผู้ บริการอินเทอร์เน็ตได้ปล่อยสัญญาณมาตามที่ได้โฆษณา หรือ สัญญาการให้บริการแพคเกจท่ีเราได้ซ้ือเอาไว้จริง หรือไม่ ในปัจจุบัน ความเร็วของอินเทอร์เน็ตที่นับว่าเป็นความเร็วสูงจะมีความเร็ว Download/Upload อยู่ที่ 1 Mbps/512 Kbps ข้นึ ไป เครือข่ายคอมพวิ เตอร์และอินเทอรเ์ น็ตในอดีตและปจั จบุ ัน [1-3] อินเทอร์เน็ตกาเนิดขึ้นเมื่อประมาณปี ค.ศ.1969 หรือประมาณปี พ.ศ. 2512 โดยพัฒนามาจาก อาร์พา เน็ต (ARPAnet) ซ่ึงเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ภายใต้ความรับผิดชอบของหน่วยงานโครงการวิจัยข้ันสูง (Advanced Research Projects Agency) หรือเรียกช่ือย่อว่า อาร์พา (ARPA) ซึ่งเป็นหน่วยงานในสังกัด กระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา (Department of Defense) จุดประสงค์ของโครงการอาร์พาเน็ต เพื่อสร้าง เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทีค่ งความสามารถในการตดิ ต่อส่ือสารถึงกันได้ แม้ว่าจะมีบางส่วนของเครือข่ายที่ไม่สามารถ ทางานได้กต็ าม อาร์พาเน็ตในข้ันต้นเป็นเพียงเครือข่ายทดลอง ตั้งข้ึนเพื่อสนับสนุนงานวิจัยด้านการทหาร แต่โดยเน้ือแท้ แล้วอาร์พาเป็นผลพวงมาจากความตึงเครียดทางการเมืองของโลก ในยุคสงครามเย็นระหว่างฝ่ายคอมมิวนิสต์และ ฝ่ายเสรีประชาธิปไตย ต่อมาในปี 2512 ได้มีการปรับปรุงหน่วยงานอาร์พาและเรียกช่ือใหม่ว่า ดาร์พา (DARPA : Defense Research Project Agency) และในปี 2518 ดาร์พาได้โอนหน้าท่ีดูแลรับผิดชอบอาร์พาเน็ตโดยตรง ให้แก่ หน่วยส่ือสารของกองทัพ (Defense Communications Agency) หรือ DCA เน่ืองจากอาร์พาเน็ตได้แปร สภาพเป็นเครอื ขา่ ยทป่ี ฏิบตั ิงานได้อย่างแท้จริงแล้ว ในปี 2526 อาร์พาเน็ตแบ่งออกเป็น 2 เครอื ข่าย คอื เครอื ขา่ ย ด้านการวิจัยใช้ช่ือ อาร์พาเน็ตเหมือนเดิม ส่วนเครือข่ายของกองทัพใช้ช่ือว่า \"มิลเน็ต\" (MILNET : MILitary NETwork) ซึ่งใช้การเชื่อมต่อโดยใช้โปรโตคอล TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol ) เป็นคร้ังแรก ในปี 2528 มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติอเมริกา (NSF) ได้ออกทุนการสร้างศูนย์ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ 6 แห่ง และใช้ช่ือว่า NFSNET ในปี 2533 มีหลายองค์กรใช้เครือข่ายอาร์พาเน็ตมากขึ้น จนรองรับเป็น backbone ตอ่ ไปไม่ไหว อารพ์ าเน็ตจึงยุติบทบาทลง และ สหรัฐ ฯ จึงเปลยี่ นไปใช้ NFSNET และเครือข่ายอ่นื ๆ เป็นเครือขา่ ย backbone แทน นอกจากนี้ ได้มีการเชื่อมเครือข่ายต่าง ๆ ทาให้เครือข่ายมีขนาดใหญ่มากขึ้นจนเป็นเครือข่าย อนิ เทอร์เน็ตในปัจจบุ ันนี้ อินเทอร์เน็ตในประเทศไทยเริ่มขึ้นเม่ือปี พ.ศ. 2530 จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2535 ศูนย์เทคโนโลยี อิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) ได้ทาการเช่ือมต่อคอมพิวเตอร์กับมหาวทิ ยาลัย 6 แห่ง ได้แก่ 4 88510159 กา้ วทันสงั คมดิจิทัลด้วยไอซที ี Moving Forward in a Digital Society with ICT
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT), มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สถาบันเทคโนโลยี 5 และคอมพิวเตอร์แหง่ ชาติ (NECTEC), มหาวทิ ยาลัยธรรมศาสตร์และมหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตรเ์ ข้าดว้ ยกนั เรียกว่า \"เครือข่ายไทยสาร\" เครอื ขา่ ยไทยสารเติบโตอย่างต่อเน่อื งโดยมีมหาวิทยาลยั และหน่วยงานราชการเขา้ มาเช่ือมตอ่ กบั เครอื ข่าย นี้เพิ่มขึ้นอกี จานวนมากจะเห็นได้ว่าอินเทอร์เน็ตในประเทศขณะนั้นยังจากัดอยู่ในวงการศึกษาและการวิจัยเท่าน้ัน ไมไ่ ด้เป็นเครอื ขา่ ยทใ่ี ห้บรกิ ารในรปู ของธรุ กจิ ทางสถาบันน้นั ๆ จะเปน็ ผรู้ บั ผดิ ชอบค่าใช้จ่ายเอง ประเทศไทยได้เร่ิมเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตในปี พ.ศ. 2530 ในลักษณะการใช้บริการ จดหมายเล็กทรอ นิกส์เป็นครั้งแรก โดยเร่ิมที่มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วทิ ยาเขตหาดใหญ่ โดยการเชอื่ มต่อมินิคอมพิวเตอร์ของ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์และสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) ไปยังมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น ประเทศ ออสเตรเลีย แต่ในคร้ังน้ันยังเป็นการเช่ือมต่อโดยผ่านสายโทรศัพท์ ซึ่งสามารถส่งข้อมูลได้ช้าและไม่เป็นการถาวร ภายใต้โครงการความร่วมมือระหว่างประเทศไทยและออสเตรเลีย (โครงการ IDP) จนกระท่ังปี พ.ศ. 2531 มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตหาดใหญ่ ได้ย่ืนขอท่ีอยู่อินเทอร์เน็ตในประเทศไทย โดยได้รับท่ีอยู่ อินเทอร์เน็ต Sritrang.psu.th ซ่ึงนับเป็นท่ีอยู่อินเทอร์เน็ตแห่งแรกของประเทศไทย ต่อมาปี พ.ศ. 2534 บริษัท DEC ( Thailand ) จากัด ได้ขอที่อยู่อนิ เทอร์เนต็ เพ่อื ใช้ประโยชน์ภายในของบริษทั โดยไดร้ ับท่ีอยู่อนิ เทอรเ์ นต็ เป็น dect.co.th โดยที่คา “th” เป็นสว่ นท่ีเรียกว่า โดเมน (Domain) ซ่ึงเปน็ ส่วนท่ีแสดงโซนของเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ในประเทศไทย โดยยอ่ มาจากคาวา่ Thailand กล่าวได้ว่าการใช้งานอินเทอร์เน็ตชนิดเต็มรูปแบบตลอด 24 ชั่วโมง ในประเทศไทยเกิดข้ึนเป็นครั้งแรก เมื่อเดือน กรกฎาคม ปี พ.ศ. 2535 โดยสถาบันวิทยบริการ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยได้เช่าวงจรส่ือสารความเร็ว 9600 บติ ต่อวนิ าที จากการส่ือสารแหง่ ประเทศไทยเพ่อื เชือ่ มเข้าสอู่ ินเทอรเ์ น็ตท่ีบรษิ ัท ยยู ูเนต็ เทคโนโลยี (UUNET Technologies) ประเทศสหรฐั อเมริกา ในปีเดียวกัน ได้มีหน่วยงานท่ีเช่ือมต่อแบบออนไลน์กับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตผ่าน จุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัย หลายแห่งด้วยกัน ได้แก่ สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) มหาวิทยาลัยมหิดล สถาบันเทคโนโลยี พระจอมเกล้า วิทยาเขตเจ้าคุณทหารลาดกระบัง มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และมหาวิทยาลัยอัสสัมชัญบริหารธุรกิจ โดยเรียกเครือข่ายน้ีว่าเครอื ข่าย “ไทยเน็ต” (THAInet) ซึ่งนับเป็นเครือข่ายที่มี “เกตเวย์” (Gateway) หรือประตู สูเ่ ครือขา่ ยอินเทอรเ์ น็ตเปน็ แห่งแรกของประเทศไทย ต่ อ ม าใน ปี พ .ศ . 2537 ค ว าม ต้ อ งก ารใน ก ารใช้ อิ น เท อ ร์เน็ ต จ าก ภ าค เอ ก ช น มี ม าก ข้ึ น การสอ่ื สารแห่งประเทศไทย (กสท) จงึ ได้ร่วมมือกับบริษัทเอกชน เปิดบริการอินเทอรเ์ นต็ ให้แก่บุคคลผู้สนใจท่ัวไป ได้สมัครเป็นสมาชิก โดยตั้งข้ึนในรูปแบบของบริษัทผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตเชิงพาณิชย์ เรียกว่า \"ผู้ให้บริการ อินเทอร์เน็ต\" หรือ ISP (Internet Service Provider) ข้อมูลล่าสุดของสานักงานสถิติแห่งชาติ ปี 2558 จาก จานวนประชากรอายุ 6 ปีขึ้นไปประมาณ 62.6 ล้านคน พบว่า มีผู้ใช้คอมพิวเตอร์ 21.8 ล้านคน คิดเป็น ร้อยละ 34.9 และมีผใู้ ช้อินเทอรเ์ นต็ 24.6 ลา้ นคน คดิ เปน็ รอ้ ยละ 39.3 บทที่ 6 โลกของเครือขา่ ย
ปจั จุบนั (สิงหาคม 2558) ประเทศไทยมีความกว้างช่องสัญญาณ (Internet bandwidth) ภายในประเทศ 2,768.895 Gbps และระหว่างประเทศ 1,954 Gbps ประเภทของเครอื ข่ายคอมพิวเตอร์ เครือข่ายระดับท้องถ่ิน (Local Area Network, LAN) เป็นเครอื ขา่ ยระยะใกล้ ที่ประกอบด้วยกลมุ่ ของ เคร่ืองคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ใช้งานต่าง ๆ เช่น เคร่ืองพิมพ์ เป็นต้น เครือข่ายนี้จะมีขนาดเล็ก โดยเครื่อง คอมพิวเตอร์นั้นจะเชื่อมต่อกันในรัศมีท่ีใกล้ ๆ เช่น ภายในห้องเดียวกัน ภายในอาคารเดียวกัน หรือเชื่อมต่อ ระหว่างอาคารท่ีอยู่ภายในพื้นท่ีบริเวณเดียวกัน คอมพิวเตอร์สามารถส่งข้อมูลถึงกันได้โดยไม่ต้องเช่ือมการติดต่อ กบั องค์การโทรศัพท์หรือการส่ือสารแห่งประเทศไทย เครอื่ งคอมพิวเตอรท์ ่ีเชื่อมต่อกันนั้นอาจจะใชฮ้ าร์ดแวรแ์ ละ/ หรือซอฟต์แวร์ท่ีแตกต่างกันได้ ตัวอย่างหนึ่งของเครือข่ายระดับท้องถิ่นนี้ คือ การใช้งานเคร่ืองคอมพิวเตอร์ใน ห้องปฏิบัติการของคณะวิทยาการสารสนเทศ มหาวิทยาลัยบูรพา ซึ่งเคร่ืองคอมพิวเตอร์ทุกเคร่ืองจะเชื่อมต่อกัน เปน็ เครอื ข่ายระดบั ทอ้ งถนิ่ อยู่ตลอดเวลา ความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลของเครือข่ายระดับท้องถิ่นนั้นเร่ิมต้นท่ี 10 Megabits per second: Mbps (เรียกอีกช่ือว่า Ethernet) ต่อมาได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และได้รับความนิยมเป็นอย่างสูง เน่ืองจากมี โครงสร้างที่ไม่ซับซ้อน ใช้งานได้ง่าย และเสียค่าใช้จ่ายไม่สูงมากนัก ความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลได้เพิ่มขึ้นมาเป็น 100 Mbps (เรียกอีกช่ือว่า Fast Ethernet) ปัจจุบัน ความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลของเครือข่ายระดับท้องถ่ินมี มาตรฐานท่ี 1000 Mbps หรือ 1 Gbps (เรียกอีกช่ือว่า Gigabit Ethernet) สามารถขยายขนาดของเครือข่าย ออกไปได้ไกลสูงสดุ ประมาณ 10 กโิ ลเมตร เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network, MAN) เป็นเครือข่ายระยะกลางท่ีประกอบด้วย กลุ่มของเคร่ืองคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ท่ีเชื่อมต่อกันอยู่ โดยเครือข่ายน้ีเป็นเครือข่ายขนาดกลาง ที่ เช่ือมต่ออุปกรณ์ท้ังเมืองหรือจังหวัดเข้าด้วยกัน เพ่ือให้บริการต่าง ๆ เช่น การส่งสัญญาณเสียง, ภาพ, ภาพเคล่ือนไหว หรือ ข้อมลู ต่าง ๆ ความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลของเครือข่ายระดับเมืองเริ่มต้นตั้งแต่ 100 Mbps จนถึง 1 Gbps โดยที่เครือข่ายสามารถขยายขนาดไปได้ไกล 100 กิโลเมตรหรือมากกว่านั้น โดยจะต้องมีการ เชอ่ื มตอ่ เข้ากับระบบเครือข่ายขององค์การโทรศพั ท์ หรือองคก์ ารสือ่ สารแห่งประเทศไทย เครือข่ายระยะไกล (Wide Area Network, WAN) เป็นเครือข่ายระยะไกล กล่าวคือ เครือข่าย ระยะไกลนี้ จะทาการเชอ่ื มต่อคอมพิวเตอร์หรอื อุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลกันเข้าดว้ ยกนั ซ่ึงการเชอ่ื มต่อน้ัน อาจจะเป็น การติดต่อสื่อสารกันในระดับประเทศ ข้ามทวีป หรือท่ัวโลกก็ได้ ในการเช่ือมการติดต่อกันน้ัน จะต้องมีการต่อเข้า กบั ระบบสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ หรือการส่ือสารแหง่ ประเทศไทยเสียกอ่ น เพราะจะเปน็ การส่งขอ้ มูลผา่ นทาง 6 88510159 กา้ วทันสังคมดจิ ิทัลดว้ ยไอซที ี Moving Forward in a Digital Society with ICT
สายโทรศัพท์ในการตดิ ต่อสอื่ สารกัน ความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลน้ัน จะแตกต่างกันออกไป ข้ึนอยู่กับอัตราการเสียค่าบริการ โดยความเร็วใน การรับส่งข้อมูลนั้นจะเริ่มตั้งแต่ 64 Kbps ไปจนถึงระดับ Mbps ในการเชื่อมต่อกันน้ัน โดยปกติแล้ว จะเป็นการ เชื่อมต่อระบบเครือข่ายระดับท้องถ่ิน (LAN) ตั้งแต่สองระบบข้ึนไป ซึ่งหมายความว่า ระบบ WAN ประกอบด้วย ระบบ LAN หลาย ๆ ระบบนั่นเอง การใชง้ านเครอื ขา่ ยคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ต เม่ือการพัฒนาระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์สาเร็จ องค์กรต่าง ๆ เริ่มเห็นประโยชน์ของการส่งข้อมูลผ่าน เครือข่ายคอมพิวเตอร์จึงได้ร่วมกันพัฒนามาตรฐานการรับส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขึ้น เช่น มาตรฐาน สาหรับการให้บริการเว็บไซต์ (HTTP และ HTTPS) หรือ มาตรฐานสาหรับรับส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (Email) รับส่งไฟล์ (FTP) ซ่ึงมาตรฐานเหล่าน้ีทาให้มีผู้ใช้งานระบบเครือข่ายมากขึ้น ๆ เน่ืองจากสามารถนามาใช้งานได้ หลากหลาย เช่น 1. จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (อีเมล, E-mail) เป็นบริการส่งจดหมายผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (เช่น Gmail, Hotmail) ผู้ส่งเพียงรู้ท่ีอยู่อีเมลของผู้รับ ผู้ส่งก็สามารถส่งข้อความ (พร้อมแนบไฟล์) ไปยังผู้รับได้เร็วกว่า การส่งจดหมายทางไปรษณยี ์ และ ไม่เสยี คา่ ใช้จา่ ยใด ๆ 2. เทลเน็ต (Telnet) เป็นบริการช่วยให้ผู้ใช้เข้าถึงคอมพิวเตอร์อีกเคร่ืองหนึ่งที่อยู่ไกล ๆ เพ่ือสั่งงาน เสมือนวา่ ผู้ใช้น่งั สงั่ งานอยู่ทเี่ คร่อื งเลย 3. การถ่ายโอนข้อมูล (File Transfer Protocol, FTP) เป็นบริการถ่ายโอนไฟล์ข้อมูล (ท้ังไฟล์ข้อมูล ประเภทตวั หนังสือ รูปภาพและเสยี ง) ระหว่างเครอื่ งคอมพิวเตอร์สองเคร่ือง 4. ระบบส่งข้อความทันที (Instant messaging, Chat) เป็นบริการส่งข้อความผ่านระบบเครือข่าย คอมพิวเตอร์ (เช่น Facebook Messenger, Line) ซึ่งเป็นวิธีการส่ือสารท่ีได้รับความนิยมมาก เนื่องจาก ผู้ใช้ สามารถสนทนากันโดยพมิ พ์ขอ้ ความโต้ตอบ ไมต่ อ้ งรอนานเหมือนสง่ อีเมล 5. เว็บ (HyperText Transport Protocol, HTTP) เป็นมาตรฐานสาหรับการส่งข้อมูลหน้าเว็บ ซึ่งเป็น เทคโนโลยีพ้นื ฐานของการบรกิ ารเวบ็ ที่เปน็ ท่นี ิยมหลายอย่าง เชน่ - เว็บไซต์บริการการสืบค้นข้อมูล (เช่น Bing, Google) ให้บริการสืบค้นข้อมูลจากหน้าเว็บต่าง ๆ ทั่ว โลก อินเทอร์เน็ตจึงเป็นแหล่งข้อมูลขนาดใหญ่ที่สุด และ เป็นประโยชน์อย่างมากเมื่อใช้ค้นคว้าหาข้อมูลเพ่ือ การศกึ ษา บทท่ี 6 โลกของเครือขา่ ย 7
- เว็บไซต์บริการข้อมูลสังคมออนไลน์ (เช่น Facebook, Google+) ให้บริการข้อมูลความเคล่ือนไหว ของกลุ่มเพ่ือนในสงั คมออนไลน์ - เว็บไซต์ให้บริการพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Commerce, E-Commerce) ให้บริการการ ซอ้ื -ขาย สนิ ค้าผา่ นระบบเครือขา่ ย เชน่ Lazada - เว็บไซต์ให้ความบันเทิงบนอินเทอร์เน็ต มีบริการด้านความบันเทิงรูปแบบต่าง ๆ เช่น รายการ โทรทัศน์ เกม เพลง รายการวทิ ยุ เปน็ ต้น เราสามารถเลอื กใชบ้ รกิ ารเพ่อื ความบันเทิงไดต้ ลอด 24 ช่วั โมง - เว็บไซตท์ ่ีให้บริการด้านอื่น ๆ เช่น เว็บไซต์สาหรบั การบริหารจดั การทรัพยากรมนุษย์ เวบ็ ไซต์สาหรับ การจัดการบัญชี เวบ็ ไซตส์ าหรบั การวางแผนจัดการทรัพยากรภายในองคก์ ร จากบริการที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่า เราสามารถนาอินเทอร์เน็ตมาใช้ประโยชน์ได้เกือบทุก ๆ ด้าน ไม่ว่าจะเปน็ ด้านการศึกษา, ด้านธุรกิจ, ด้านพาณชิ ย์, ดา้ นการบนั เทงิ ฯลฯ อุปกรณท์ ี่ใชเ้ ช่ือมตอ่ อุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์กับอินเทอร์เน็ต เป็นอุปกรณ์ท่ีทาให้ผู้ใช้บริการสามารถ เชื่อมตอ่ เครอื ข่ายคอมพวิ เตอร์ของผู้ใชบ้ ริการเข้ากับอินเทอรเ์ น็ตได้ ดงั ตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 6 – 4 รปู ที่ 6 – 4 การเช่อื มต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์สองเครือข่ายเข้ากับอินเทอรเ์ น็ต (ภาพจาก : http://i.stack.imgur.com/E1Ks3.png) 8 88510159 ก้าวทนั สงั คมดิจิทัลด้วยไอซีที Moving Forward in a Digital Society with ICT
ในการเชื่อมต่อเครื่องคอมพวิ เตอร์ให้เป็นเครือข่ายนั้น จาเป็นต้องใชอ้ ุปกรณ์เสริมพิเศษเพ่ือทาการรับและ สง่ สัญญาณทจ่ี าเปน็ ตา่ ง ๆ โดยอปุ กรณท์ ่ีจาเป็นพืน้ ฐาน มีดงั น้ี 1. แผ่นวงจร LAN (LAN Card): เป็นแผ่นวงจรหรือการ์ดท่ีใช้ในการต่อเคร่ืองคอมพิวเตอร์เข้ากับสายนา สัญญาณ ลักษณะของการ์ดจะเป็นแบบ PCI ที่ใช้เสียบเข้าในแผ่นวงจรหลัก (Mainboard) ของเครื่อง คอมพิวเตอร์ อีกด้านหนง่ึ ของการ์ดจะมีชอ่ งเสียบสาหรบั สายนาสัญญาณ (ดงั รูปท่ี 6 – 5a) หรือในบางรุ่น จะเป็นเสาอากาศสาหรับการเช่ือมต่อแบบไร้สาย (ดังรูปท่ี 6 – 5b) ปัจจุบัน แผ่นวงจรหลักของเคร่ือง คอมพิวเตอร์จะมีการ์ดอยู่เรียบร้อยแล้ว โดยที่ผู้ใช้งานไม่จาเป็นต้องซ้ือการ์ดมาติดตั้งเพ่ิมเติม เรียกว่า LAN Card on Board (a) (b) รูปที่ 6 – 5 LAN card 2. อุปกรณ์จัดเส้นทาง (Router): เป็นอุปกรณ์เครอื ข่ายที่ทาหน้าท่ีในการเช่ือมต่อเครือข่ายระยะไกลต้ังแต่ สองเครือข่ายข้ึนไปเข้าด้วยกัน ในการเชื่อมต่อนี้ อุปกรณ์จัดเส้นทางจะทาหน้าท่ีในการเลือกเส้นทางที่ เหมาะสมมากที่สุดในการส่งข้อมูล โดยอาศัยตารางเส้นทาง (routing table) ที่มีอยู่ ในการทางานจริง ของอุปกรณ์จัดเส้นทางนั้น จะทางานร่วมกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ ทาให้ผลลัพธ์ของการหาเส้นทางท่ี จะส่งข้อมูลได้เส้นทางที่ส้ันท่ีสุด รวดเร็วที่สุด ซ่ึงปัจจุบันสามารถใช้งานกับการทางานในเวลาจริง (real time) ได้ เช่น การประชมุ ออนไลน์ การโทรศพั ทผ์ า่ นอินเทอรเ์ นต็ บทที่ 6 โลกของเครือขา่ ย 9
3. โมเด็ม (Modem): มาจากคาว่า Modulation/Demodulation เป็นอุปกรณ์ที่ทาหน้าท่ีในการแปลง สัญญาณดิจิทัล1 (digital) ให้เป็นแอนะล็อก2 (analog) และในทางตรงกันข้ามจะแปลงสัญญาณ แอนะล็อกเป็นดิจิทลั โดยการทา Modulation น้นั เป็นการแปลงสญั ญาณดิจิทัลจากเครื่องคอมพวิ เตอร์ ตน้ ทางให้กลายเป็นสญั ญาณแอนะล็อก แล้วส่งไปตามสายโทรศัพท์ สว่ นการทา Demodulation นั้นเป็น การเปล่ียนจากสัญญาณแอนะล็อก ที่ได้จากสายโทรศัพท์ให้กลับไปเป็นสัญญาณดิจิทัล เพื่อส่งต่อไปยัง เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ปลายทาง ซ่ึงสัญญาณดิจิทัลนน้ั เป็นสัญญาณของเคร่อื งคอมพวิ เตอร์ เป็นได้แค่ 0 กับ 1 เท่านั้น ไม่สามารถส่งผ่านสายโทรศัพท์ได้ แต่สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถส่งผ่าน สายโทรศัพท์ได้ โมเดม็ มหี ลายประเภท เช่น Analog Modem เป็นโมเด็มรุ่นแรก ๆ ที่ทาหน้าที่ในการเช่ือมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่าย อินเทอร์เน็ต โมเด็มชนิดนี้จะใช้สายโทรศัพท์เป็นสายนาสัญญาณ (ดังตัวอย่างในรูปที่ 6 - 5) เน่ืองจากต้องใช้สายโทรศัพท์ส่งข้อมูล เราจึงไม่สามารถใช้งานโมเด็มพร้อมกันกับการพูดคุย โทรศัพท์ได้ โดยมีความเร็วสูงสุดในการเช่ือมต่ออยู่ท่ี 56 Kbps แต่ในการใช้งานจริง อาจจะ เป็นไปไม่ได้เนื่องจากสภาพแวดล้อมและสภาพของสายโทรศัพท์น่ันเอง (โมเด็มรุ่นนี้ส่งข้อมูลได้ ชา้ จึงไมเ่ ปน็ ทน่ี ยิ มใช)้ รูปที่ 6 – 5 Analog modem (ภาพจาก : http://support.usr.com/support/3453c/3453c-ug/images/step2.gif) 1 ดจิ ทิ ลั (Digital) มาจากภาษาลาตินวา่ digitus แปลวา่ น้วิ ในทนี่ ี้คอื สามารถนบั ได้ด้วยนว้ิ น่นั คือ สญั ญาณหรอื ขอ้ มูลทเี่ ปน็ ดจิ ทิ ลั จะอย่ใู นรปู ของ เลขฐานสอง หรือ binary digit เป็นสัญญาณท่ใี ช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 แอนะล็อก (analog) เปน็ สญั ญาณทมี่ อี ย่ตู ามธรรมชาตทิ ั่วไป มนุษยส์ ามารถใช้ประสาทสมั ผสั ทมี่ ีอยรู่ บั รูไ้ ด้ เช่น เสยี ง, ความร้อน, แสง เปน็ ต้น แต่ ว่าคอมพวิ เตอรไ์ ม่สามารถทางานกับสญั ญาณชนดิ นไ้ี ด้ 10 88510159 ก้าวทนั สงั คมดิจิทัลด้วยไอซีที Moving Forward in a Digital Society with ICT
Cable Modem: เป็นโมเด็มที่สามารถรับ-ส่งข้อมูลดิจิทัลได้โดยตรง มีความเร็วการรับส่งข้อมูล สูง สามารถรับ-ส่งข้อมูลได้หลากหลายประเภท เช่น ภาพและเสียง โมเด็มชนิดน้ีจะใช้สายนา สัญญาณเป็นสายใยแก้วนาแสงและสายแกนร่วม (ดังตัวอย่างในรูปท่ี 6 - 6) มีความเร็วสูงสุดใน การรับข้อมลู อยูท่ ่ี 10 Mbps และความเร็วสูงสุดในการสง่ ขอ้ มลู อย่ทู ่ี 2 Mbps รูปท่ี 6 – 6 Cable modem (ภาพจาก : https://www.oricom.ca/media/52186/cablemodemcomp-eng.png) ADSL Modem: เป็นโมเด็มที่ทาหน้าที่ในการเช่ือมต่ออยู่กับเครือข่ายตลอดเวลา มีความเร็วใน การเช่ือมต่อสูง สามารถรับส่งข้อมูลได้รวดเร็ว โมเด็มชนิดนี้จะใช้สายโทรศัพท์เป็นสายนา สัญญาณ แตกต่างจาก Analog Model ที่มีตัวกรองสัญญาณ (Phone Line Filter, ดังตัวอย่าง ในรูปท่ี 6 - 7) ท่ีสามารถแยกขอ้ มูลออกจากเสียงโทรศัพท์ ทาให้ผู้ใช้ยังสามารถพดู คุยโทรศัพท์ได้ เป็นปกติขณะใช้งานอินเทอร์เน็ต ปัจจุบันได้รับความนิยมมากที่สุด เพราะตัวเครื่องและอัตรา คา่ บรกิ ารทถ่ี ูก รูปที่ 6 – 7 ADSL modem (ภาพจาก : http://www.adslinspain.com/wp-content/uploads/2012/05/modem- setup.gif) บทท่ี 6 โลกของเครือข่าย 11
4. สายนาสัญญาณ หรือ สื่อกลาง (Media): ในการรับ-ส่งข้อมูลน้ัน จะต้องอาศัยส่ือกลางในการส่ง สัญญาณไฟฟ้าซ่ึงบรรจุข้อมูลอยู่จากจุดส่งไปยังจุดรับ โดยสัญญาณไฟฟ้านี้อาจจะถูกส่งโดยแบบใช้สาย เคเบิ้ล (wired) หรือแบบไร้สาย (wireless) ก็ได้ ในการเลือกใช้สื่อกลางเพื่อส่งสัญญาณไฟฟ้านั้น ต้อง เลือกใหเ้ หมาะสมกับประเภทของเครือขา่ ยน้ัน ๆ ดว้ ย สายเคเบิล้ ทน่ี ยิ มใช้ ได้แก่ สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair): เป็นสายทองแดงขนาดเล็กท่ีหุ้มด้วยฉนวนพลาสติก มีลักษณะ คล้ายสายโทรศัพท์ โดยท่ีแต่ละคู่สายจะถูกพันกันตามมาตรฐาน เพ่ือลดการรบกวนจากคล่ืน แม่เหล็กไฟฟ้าที่มาจากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิลเส้นเดียวกันหรือจากภายนอก (ดังรูปท่ี 6 – 8(a)) โดยระยะทางท่ีสามารถเดินสายสัญญาณได้นั้น ไม่ควรเกิน 100 เมตร ถ้าเกินกว่าน้ัน จะ ทาให้สัญญาณอ่อน ไม่ชัดเจน อาจก่อให้เกิดปัญหาในการรบั -ส่งข้อมูลได้ สายคู่ตเี กลียวที่นิยมใช้ แบ่งได้ 2 ประเภท คอื - สายคตู่ ีเกลียวชนดิ ไมห่ ุ้มฉนวน (Unshielded Twisted Pair: UTP): เป็นสายท่ปี ระกอบดว้ ย สายทองแดงขนาดเล็กหุ้มฉนวนจานวน 8 เส้น แต่ละเส้นจะมีสีต่าง ๆ เพื่อบ่งชี้การทางานที่ ชัดเจน สายประเภทน้ี ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย เนื่องจากใช้งานง่าย ติดต้ังได้ง่าย ราคาถูก และสามารถรองรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ท่ีต้องใช้ความเร็วสูงในการเชื่อมต่อได้ดี (สาย UTP มีอีกชอื่ ท่ถี ูกเรียกจนค้นุ หูคอื CAT5) - สายคตู่ ีเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair: STP): เป็นสายชนิดเดียวกันกับสาย UTP แตกต่างกันตรงท่ี แต่ละคู่ของสาย STP จะถูกหุ้มด้วยฉนวนหรือโลหะถัก (metal braid) เพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สายประเภทนี้สามารถใช้เดินได้ไกล กวา่ สาย UTP แตม่ ีราคาแพงกวา่ จึงไม่เป็นท่นี ิยมมากนัก (a) (b) รปู ท่ี 6 – 8 (a) สายคตู่ ีเกลียว และ (b) หวั เสยี บเตา้ รบั RJ45 (ภาพจาก : http://mazelite.work/wp-content/uploads/2015/10/Twisted-pair-UTP- vs-STP-Cable-image.jpg และ https://en.wikipedia.org/wiki/File:Rj45plug-8p8c.png) 12 88510159 กา้ วทนั สงั คมดจิ ิทัลดว้ ยไอซที ี Moving Forward in a Digital Society with ICT
สายคตู่ เี กลยี วจะถูกนามาต่อเข้ากบั หวั เสียบเต้ารับที่มกั เรยี กกนั วา่ RJ45 (Registered Jack 45, ซงึ่ มชี ื่ออยา่ งเปน็ ทางการคือ 8P8C modular connector) ดงั แสดงในรูปท่ี 6 – 8(b) สายเคเบิลร่วมแกน (Coaxial Cable): เป็นสายนาสัญญาณเส้นเดี่ยว รอบนอกจะถูกห่อหุ้ม ด้วยโลหะถัก เพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ดังรูปที่ 6 – 9) ลักษณะของสาย แกนร่วมจะเหมือนกับสายสัญญาณเคเบิลทีวี สายเคเบิลร่วมแกนจะถูกใช้ในการเชื่อมต่อเครื่อง คอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายระดับท้องถ่ิน (LAN) หรือ การส่งข้อมูลระยะไกลระหว่าง ชุมสายโทรศัพท์ การส่งข้อมูลสัญญาณวีดิทัศน์ เป็นต้น แต่ในปัจจุบัน สายแกนร่วมนี้ไม่นิยม นามาติดต้ังในระบบเครือข่าย LAN เน่ืองจากมีความยุ่งยากมากกว่าการติดต้ังโดยใช้สาย UTP และราคาค่าใช้จ่ายสูงกว่าด้วย รูปท่ี 6 – 9 สายเคเบิลรว่ มแกน (ภาพจาก : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/ Coaxial_cable_cutaway.svg/450px-Coaxial_cable_cutaway.svg.png) สายใยแก้วนาแสง (Fiber Optic Cable): เป็นสายท่ีนาสัญญาณแสงแทนสัญญาณไฟฟ้า ใช้ใน ระบบเครือข่ายที่มีความเร็วสูงมาก เช่น Gigabit Ethernet โดยข้อมูลจะถูกแปลงจาก สัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณแสงโดยใช้อุปกรณ์พิเศษเสียก่อน ลักษณะของสายจะเป็นสาย พลาสติกท่ีชั้นป้องกันหุ้มอยู่หลาย ๆ ชั้น ความเร็วในการส่งสัญญาณนั้นจะสูงมาก สามารถส่ง ข้อมูลในระยะไกล ๆ ได้ และไม่มีการรบกวนจากคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า ปัญหาของสายใยแก้วนา แสงคือความเปราะบางของสาย ซ่ึงมีโอกาสชารุดได้ง่ายกว่า และราคาท่ียังค่อนข้างแพงอยู่ใน ปจั จบุ ัน บทท่ี 6 โลกของเครือขา่ ย 13
รูปท่ี 6 – 10 สายใยแก้วนาแสง (ภาพจาก : http://virtualworldcommunications.com/wp- content/uploads/2016/07/tumblr_nwtr2e4yCE1tk55qbo1_1280-600x500.jpg) การสื่อสารแบบไร้สาย (Wireless): การส่งสัญญาณแบบไร้สายน้ัน จะใช้คลื่นวิทยุ (Radio Frequency: RF) ในการรับ-ส่งข้อมูล โดยอาศัยอากาศเป็นตัวกลางในการกระจายสัญญาณ ดังกล่าว ประโยชน์ท่ีสามารถมองเห็นได้ชัดเจนจากการใช้เทคโนโลยีน้ี คือ การท่ีเราไม่ต้องวาง สายเคเบิลน่ันเอง ซ่ึงสามารถสร้างเครือข่ายในพ้ืนที่ที่ไม่เอื้ออานวยได้ เช่น ในหอพักแห่งหน่ึง เป็นตึก 3 ช้ัน มีผู้อาศัยอยู่ชั้นละ10 คน ซึ่งแต่ละคนสามารถเชื่อมต่อกันได้โดยใช้เทคโนโลยีแบบ ไรส้ ายได้ โดยทไี่ มต่ อ้ งเดินสายเคเบิลใหม่ การเชื่อมตอ่ เข้าสู่เครือขา่ ยอนิ เทอร์เนต็ ในปัจจุบันมีการให้บริการเครือข่ายอินเทอร์เน็ตหลากหลายรูปแบบ ซึ่งแต่ละรูปแบบมีวิธีการในการ เชื่อมต่อท่ีแตกต่างกันออกไป รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้ก็แตกต่างกันด้วย โดยการใช้งานแต่ละรูปแบบก็ขึ้นกับความ ต้องการในการใชง้ านเครอื ข่ายอินเทอร์เน็ตและประเภทของผใู้ ช้บริการ การเชอ่ื มต่อเข้าสู่อินเทอร์เนต็ จากอาคารทอี่ ยู่อาศัย การเชอ่ื มต่อเขา้ สู่เครอื ขา่ ยอนิ เทอร์เน็ตตามบ้านผู้ใช้อินเทอรเ์ นต็ จะตอ้ งทาการซ้อื แพคเกตอินเทอรเ์ น็ตกับ ทางผู้ให้บริการ (ISP) ก่อนจึงจะสามารถเช่ือมต่อเข้าใช้งานได้ โดยในปัจจุบันมีการเช่ือมต่อเข้าใช้งานอินเทอร์เน็ต ตามบ้านอยู่ 3 ประเภทด้วยกัน คือ การเชื่อมต่อเข้าใช้งานด้วย ADSL Modem, Cable Modem และ Fibre Optic Router 14 88510159 ก้าวทนั สงั คมดิจิทัลด้วยไอซีที Moving Forward in a Digital Society with ICT
● การเชื่อมต่อด้วย Cable Modem (ดังรูปที่ 6 – 6) เป็นบริการอินเทอร์เน็ตท่ีส่วนใหญ่แล้ว มี ความเร็วมากกว่า ADSL Modem สามหรือส่ีเท่า [5] โดย Modem ต้องเช่ือมต่อกับสายเคเบิล ร่วมแกน มีบริษัทผู้ให้บริการ เช่น True Internet หรือ ipstar (ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่าน สัญญาณดาวเทียม) ● การเช่ือมต่อดว้ ย ADSL Modem (ดังรปู ท่ี 6 - 7) เป็นบรกิ ารอินเทอรเ์ น็ตทมี่ ีความเรว็ ตั้งแต่ 128 Kbps ถึง 3 Mbps [6] โดย Modem ต้องเช่ือมต่อกับคู่สายโทรศัพท์บ้าน มีบริษัทผู้ให้บริการ เช่น TOT, 3BB ซึ่งผู้ให้บริการอินเทอรเ์ น็ตแบบ ADSL ส่วนใหญ่จะใช้มาตรฐาน PPPoE (Point- to-Point Protocol over Ethernet) ช่วยในการเช่ือมต่อจาก Modem ไปยังชุมสายของผู้ ใหบ้ ริการ โดยผู้ใชต้ อ้ งกรอกชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน ● การเชื่อมต่อด้วย Fibre Optic Router เป็นบริการอินเทอร์เน็ตที่มีความเร็วสูงกว่าแบบใช้สาย เคเบิลร่วมแกนมาก (บางผู้ให้บริการสามารถให้ความเร็วถึง 1 Gbps) โดย Router ต้องเชื่อมต่อ กบั ใยแก้วนาแสง มีบริษัทผใู้ หบ้ รกิ าร เชน่ AIS Fibre Broadband รปู ที่ 6 – 11 เครอื ข่ายคอมพิวเตอรท์ ี่เชือ่ มต่อกับอินเทอรเ์ นต็ ตามบา้ นท่ีอยู่อาศัย (ภาพจาก : https://conceptdraw.com/a886c3/p1/preview/640/pict--network-diagram- wireless-router-network-diagram.png--diagram-flowchart-example.png) บทท่ี 6 โลกของเครือข่าย 15
รูปท่ี 6 – 11 แสดงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เช่ือมต่อกับอินเทอร์เน็ตจากบ้านที่อยู่อาศัยท่ัวไป น่ันคือ หลังจากท่ีเราต่อเช่ือมกับอินเทอร์เน็ตด้วยโมเด็มแล้ว (หรืออาจเช่ือมกับอุปกรณ์จัดเส้นทาง (Router)) หากบ้านมี อุปกรณ์มากกว่าหนึ่งเคร่ืองที่ต้องการเชื่อมต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ต (เช่น เราอาจมีทั้งคอมพิวเตอร์ Printer และ สมารท์ โฟนของคนท้ังครอบครัว) เราอาจใช้อุปกรณ์ Wireless Router เพื่อช่วยกระจายการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ให้กบั เครือขา่ ยของอุปกรณภ์ ายในบ้าน โดยต่อสาย LAN ออกจากโมเด็มและต่อเข้ากับ Wireless Router ดังรูปที่ 6 - 11 Wireless Router สามารถชว่ ยสร้างเครือขา่ ยระดับทอ้ งถิ่นท้ังแบบใช้สาย (Wired LAN) และ แบบไรส้ าย (Wireless LAN) โดยใชม้ าตรฐานท่ีเก่ยี วขอ้ งต่อไปนี้ 1. Ethernet เป็นเทคโนโลยสี าหรับเครือข่ายระดบั ท้องถิ่นแบบใช้สาย ช่วยกระจายการเชือ่ มต่อกับ อนิ เทอร์เน็ตให้กบั คอมพวิ เตอรโ์ ดยผ่านสาย LAN 2. Wi-fi เป็นเทคโนโลยีสาหรับเครือข่ายระดับท้องถ่ินแบบไร้สาย (Wireless LAN)3 โดย Wireless Router จะทาหน้าที่เปน็ Access Point ช่วยกระจายสัญญาณวิทยุเพื่อให้อปุ กรณ์พกพามาเช่ือมต่อกับตัวมัน โดย เครือข่ายระดับท้องถิ่นไร้สายน้ันจะมีความถ่ีอยู่ระหว่าง 2.4 - 2.4835 GHz ซ่ึงเป็นย่านความถี่ท่ี กสทช. อนุญาต ให้ใช้งานได้แบบสาธารณะ ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และการแพทย์ (Industrial Scientific and Medical: ISM) แถบความถด่ี งั กลา่ วได้รับความนยิ มมากท่สี ดุ ในปจั จบุ ันน้ี และมีอุปกรณท์ ่รี องรับมากมาย มาตรฐานของ Wi-Fi นั้นถูกกาหนดขึ้นโดย สถาบันวิชาชีพวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (Institute of Electrical and Electronics Engineers: IEEE) ซ่ึงเป็นหน่วยงานที่ดูแลรับผิดชอบในการกาหนดมาตรฐานของ เทคโนโลยีตา่ ง ๆ มาตรฐานของ Wireless LAN ท่ีนิยมใชใ้ นปจั จุบนั ไดแ้ ก่ - 802.11b เป็นมาตรฐานเก่ียวกับการรับส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็วสูงสุดที่ 11 Mbps โดยใช้ คล่ืนสัญญาณวิทยุ ย่านความถี่ 2.4 GHz ภายในรัศมีประมาณ 30 - 45 เมตร ผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ท่ีใช้ ความถยี่ า่ นนี้ เชน่ เทคโนโลยี Bluetooth, โทรศัพทไ์ ร้สาย และเตาไมโครเวฟ - 802.11g เปน็ มาตรฐานที่ใช้คล่นื ความถี่เดียวกันกบั 802.11b แตม่ ีความเรว็ ในการเชื่อมรับ-ส่งข้อมูล ทีส่ ูงกว่า กล่าวคือ มีความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลเป็น 54 Mbps ในทางปฏิบัติ อุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐาน 802.11b สามารถใช้กับ 802.11g ได้เลยโดยท่ีไม่จาเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ ในปัจจุบัน มาตรฐานนี้จึง เปน็ ทีน่ ิยมมากข้ึน - 802.11n เป็นมาตรฐานท่ีช่วยเพ่ิมความเร็ว และระยะทางในการรับส่งข้อมูลให้ไกลขึ้น โดยยังใช้งาน รว่ มกับมาตรฐานเดิมอย่าง 802.11b/g ได้ด้วย อัตราการส่งผ่านข้อมูลสูงสุดในทางทฤษฎีจะมากกว่า 200 Mbps ส่วนความเรว็ จริงท่ีได้รับจะอยูท่ ่ีประมาณ 100 Mbps 3 Wireless LAN สามารถเรียกได้อีกชื่อคือ Wireless Fidelity: Wi-Fi สามารถดรู ายละเอียดเพ่มิ เติมได้ท่ี www.wi-fi.org 16 88510159 กา้ วทนั สังคมดจิ ิทัลดว้ ยไอซที ี Moving Forward in a Digital Society with ICT
- 802.11ac ใชค้ ลื่นสัญญาณวทิ ยทุ ่ีย่านความถ่ี 5 GHz สามารถรับส่งขอ้ มูลไดพ้ รอ้ มกันหลายสถานี ทา ให้มีความเร็วในการส่งข้อมูลสูง อย่างน้อย 1 Gbps (ถ้ารับส่งข้อมูลจากหลายสถานี) และ อย่างน้อย 500 Mbps (ถ้ามีสถานีเดยี ว) - 802.11ad หรือ \"WiGig\" Marvell และ Wilocity ได้ประกาศ Wi-Fi แบบ tri-band ใหมอ่ อกสู่ตลาด โดยการใชค้ วามถท่ี ่ี 60 GHz อัตราการสง่ ผ่านข้อมูลสูงสดุ ในทางทฤษฎีจะมากถงึ 7 Gbps เราอาจแบง่ แบบการทางานของ Wireless Router ไดส้ องแบบ 1. แบบการทางานที่เป็น Router (Router Mode) Wireless Router จะทาหน้าที่คล้าย อุปกรณ์จัดหาเส้นทาง เพ่ือหาเส้นทางระหว่างเครือข่ายภายในบ้าน และ เครือข่ายภายนอก บ้าน (นั่นคือ Wireless Router มองเครือข่ายภายในและภายนอกบ้าน เป็นคนละเครือข่าย กนั ทาให้จาเปน็ ต้องหาเส้นทางระหว่างเครอื ขา่ ย) 2. แบบการทางานท่ีเป็น Bridge (Bridge Mode) Wireless Router จะแค่ทาหน้าท่ีเป็น อุปกรณ์เช่ือมเครือข่าย LAN ภายในบ้านและภายนอกบ้านให้เป็นเครือข่ายเดียวกัน (นั่นคือ Wireless Router มองเครือข่ายภายในและภายนอกบ้านเป็นเครือข่ายเดียวกัน โดยมันทา หน้าท่ีเป็นเพยี งตัวเชื่อม) แบบการทางานแบบ Bridge เป็นแบบการทางานท่ีถกู เพ่ิมเติมเสริม เข้ามา เนื่องจากบางกรณีผู้ซื้อ Wireless Router ไม่ต้องการให้มันทางานแบบ Router แต่ ใหท้ างานแบบ Bridge กพ็ อเพยี งแลว้ การเช่อื มตอ่ เข้าสู่เครอื ข่ายอินเทอรเ์ น็ตผ่านเครือข่ายโทรศพั ทม์ อื ถือ การเช่ือมต่อเข้าสู่เครือข่ายอินเทอร์เน็ตผ่านเครือข่ายโทรศัพท์มือถือเป็นอีกวิธีหน่ึงท่ีนิยมเป็นอย่างมาก เน่อื งจากมีความสะดวก รวดเรว็ และสามารถเชื่อมตอ่ ไดท้ กุ ทีท่ ุกเวลา (แตอ่ าจตอ้ งเสียค่าใช้จา่ ยรายเดือนมากกว่า) เพียงแค่เปิดรับสัญญาณ Cellular Data ใน iOS หรือ Mobile Data ใน Android โทรศัพท์มือถอื ก็จะสามารถรับ สัญญาณอินเทอร์เน็ตได้ แต่เครือข่ายอินเทอร์เน็ตท่ีให้บริการกับโทรศัพท์มือถือก็จะมีหลายระบบส่ือสาร หลายผู้ ให้บรกิ าร ซ่งึ มคี วามเร็วและราคาทแี่ ตกตา่ งกนั โดยระบบสอื่ สารตา่ ง ๆ มดี ังนี้ [8] - 2G (Second Generation Mobile Communication Systems) ถูกออกแบบมาสาหรับส่งข้อมูล เสียงพูดเป็นหลัก ทาให้ไม่จาเป็นต้องมีความเร็วการส่งข้อมูล (Data Transmission Rate) สูงมาก ตัวอย่าง มาตรฐาน 2G ทีเ่ ป็นทน่ี ยิ มในประเทศไทย มีดงั น้ี 1) GSM (Global System for Mobile Communications) มีความเร็วดาวน์โหลดสูงสุดอยู่ท่ี 9.6 Kbps 2) GPRS (General Packet Radio Service) เป็นเทคโนโลยีที่สามารถย่อโลกให้เล็กลง ทาให้ ผู้ใช้มีความสะดวกและสามารถการเข้าถึงสื่อต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็วและทันเหตุการณ์ GPRS บทท่ี 6 โลกของเครือข่าย 17
เป็นบริการท่ีปรับปรุงเร่ืองการส่งข้อมูลสาหรับผู้ใช้โทรศัพท์แบบ GSM ให้มีความเร็วดาวน์ โหลดสูงสดุ ที่ 21.4 Kbps (นั่นคอื ปรับปรงุ การทางานให้เป็นแบบ Packet Switching) ทาให้ เกิดการให้บรกิ ารหลาย ๆ ด้านเพิ่มข้ึน เช่น การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตเพื่อรับสง่ ข้อมูล, การดาวน์ โหลดข้อมูล, การสนทนาโต้ตอบแบบ Interactive (Live Chat) รวมไปถึง การควบคุม อุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้านด้วย GPRS ซึ่งถือได้ว่า GPRS ได้รับความนิยมในเร่ืองนี้สูงสุดใน ปจั จุบัน ดงั นั้นจงึ มโี ทรศพั ท์จานวนมากท่ีรองรับบรกิ าร GPRS 3) EDGE (Enhance Data Rates for GSM Evolution) มีความเร็วดาวน์โหลดสูงสุดอยู่ท่ี 300 Kbps เป็น Packet Switching เช่นเดียวกับ GPRS แต่ EDGE จะใช้เทคนิคแปลงสัญญาณ ข้อมูลทลี่ ะเอยี ดขึ้น (ใช้ 8PSK แทน 2PSK) ทาใหม้ คี วามเรว็ สูงขนึ้ - 3G (Third Generation Mobile Communication Systems) เป็นระบบสื่อสารโทรศัพท์มือถือ แบบพกพารุ่นท่ี 3 ซึ่งมีเทคโนโลยี WCDMA เป็นเทคโนโลยีพื้นฐาน สามารถส่งผ่านข้อมูลทั้งภาพและเสียงใน รูปแบบมัลติมีเดียได้อย่างรวดเร็ว คุณสมบัติหลักที่เด่น ๆ อีกอย่างหน่ึงของระบบ 3G ก็คือ Always On คือ สามารถเชอื่ มต่อกับระบบเครอื ข่ายของ 3G ตลอดเวลาทีเ่ ราเปดิ โทรศพั ท์ โทรศัพทม์ ือถือท่ีรองรบั ระบบ 3G ส่วนใหญจ่ ะรองรับระบบ 2G (GSM) ด้วย ดังนั้น หากพ้ืนท่ีบรกิ ารใดไม่ มีสัญญาณแบบ 3G โทรศัพท์มือถือจะเข้าใช้บริการระบบ 2G ซึ่งส่งข้อมูลได้ช้ากวา่ โดยอัตโนมัติ ตัวอย่างมาตรฐาน 3G ทเี่ ป็นท่ีนิยมในประเทศไทย มดี งั นี้ [10-11] 1) WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) เป็ น ยุ ค แ รก ๆ ขอ ง 3G มี ความเรว็ ดาวนโ์ หลดสงู สุดอยูท่ ี่ 384 Kbps 2) HSPA (High Speed Packet Access) เกิดจากการปรับปรุงซอฟต์แวร์ของระบบ WCDMA ให้สามารถส่งข้อมูลได้เร็วข้ึน ดั้งน้ันบางคร้ัง HSPA จึงถูกเรียกว่า 3.5G หรือ 3G+ หรือ H โดยมคี วามเรว็ อนิ เทอร์เน็ตอยู่ในชว่ ง 2-7.2 Mbps 3) HSPA+ (Evolved High Speed Packet Access) สามารถให้บริการความเร็วอินเตอร์เน็ต ในช่วง 21-42 Mbps ซ่ึงเร็วกว่า HSPA มากเนื่องจาก มาตรฐาน HSPA+ ได้เพิ่มเติมเทคนิค การแปลงสญั ญาณท่ีละเอียดมากข้ึน (64 QAM), มีความสามารถรับสัญญาณได้จากหลายเสา อากาศพรอ้ มกัน (Multiple-Input and Multiple-Output, MIMO) และ ใช้ช่องคล่ืนความถี่ ได้พรอ้ มกนั สองช่อง (Dual-Cell HSPA) 18 88510159 กา้ วทนั สงั คมดิจิทัลด้วยไอซีที Moving Forward in a Digital Society with ICT
ผูใ้ ห้บริการเครอื ข่ายคอมพวิ เตอร์และอินเทอรเ์ นต็ ผู้ให้บริการเครือข่ายคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ต (Internet Service Provider, ISP) คือหน่วยงานผู้ ใหบ้ รกิ ารเช่ือมต่อเคร่ืองคอมพิวเตอร์ หรือเครือข่ายคอมพวิ เตอรเ์ ข้าสู่เครือข่ายอินเทอร์เนต็ ท่ัวโลก หรือที่คนทั่วไป เรียกว่าผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต ในประเทศไทยมีผู้ให้บริการอยู่ 2 ประเภท คือ หน่วยงานราชการหรือ สถาบนั การศกึ ษา และ บรษิ ทั ผูใ้ ห้บรกิ ารเชิงพาณิชย์ หน่วยงานราชการหรอื สถาบันการศึกษา ผใู้ ห้บริการที่เป็นหน่วยงานราชการหรือสถาบันการศึกษาโดยท่ัวไปให้บริการกับสมาชิกท่ีอยู่ในหน่วยงาน ราชการหรือสถาบันการศึกษาเท่านั้น เช่น UniNet ให้บริการเครือข่ายคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ตความเร็วสูง ให้แก่สถาบันการศึกษาทีเ่ ป็นสมาชกิ หรอื มหาวิทยาลัยบรู พาให้บริการเครอื ข่ายอินเทอร์เนต็ แก่ อาจารย์ บุคลากร และนสิ ติ ในมหาวิทยาลัยบูรพา เป็นต้น บริษัทผใู้ หบ้ ริการเชิงพาณชิ ย์ บริษัทผู้ให้บริการเชิงพาณิชย์จะให้บริการกับบุคคลท่ัวไปหรือบริษัท ท่ีสมัครเข้าเป็นสมาชิกเพื่อขอใช้ บริการเชื่อมต่อเข้าสู่เครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยสมาชิกต้องมีอุปกรณ์ที่ใช้ในการเช่ือมต่อเข้ากับเครือข่ายของผู้ ให้บริการ และเสียค่าใช้จ่ายในการใช้บริการ โดยอัตราค่าบรกิ ารจะข้ึนอยู่กับผู้ให้บรกิ ารแต่ละราย ซ่ึงแต่ละบริษัท จะมอี ัตราค่าบริการเป็นของตัวเอง ตัวอยา่ งบริษทั ผใู้ ห้บริการเชิงพาณิชย์ทีม่ ีอยใู่ นประเทศไทย เชน่ True Online, 3BB, TOT Online, MaxNet, CS Loxinfo, KSC, CAT, Inet, และ TT&T ข้อดีของการใช้บริการจากบริษัทผู้ให้บริการเชิงพาณิชย์ คือ การให้บรกิ ารมีหลากหลายรูปแบบ สามารถ รองรบั กับความตอ้ งการของผใู้ ชบ้ รกิ ารแตล่ ะประเภทที่มอี ยู่แตกต่างกัน เช่น ส่วนบคุ คล บริษัท ร้านเกมส์ เปน็ ตน้ ขัน้ ตอนในการเลอื ก ISP 1. การบริการของ ISP ท่ีเลือกต้องมีความเสถียร การเชื่อมต่อไม่หลุดบ่อย ISP ควรมีตู้ชุมสาย หรือ มีจุด เช่ือมต่อสัญญาณอยใู่ กล้บา้ นเรา เพราะความเสีย่ งทีส่ ายเช่ือมตอ่ จะขาดมนี ้อย 2. พิจารณาความเร็วในการรับส่งข้อมูลเพียงพอกับความต้องการ ท้ังความเร็วการ Download และ Upload 3. เปรียบเทียบคา่ ใช้จ่ายไม่แพงเกนิ ไปเมือ่ เทียบกบั ISP รายอ่นื 4. พิจารณารูปแบบการตดิ ตั้ง เป็น DSL, Cable, Fiber หรอื จานดาวเทียม 5. เปรียบเทยี บขอ้ เสนอพเิ ศษและบริการหลงั การขาย บทท่ี 6 โลกของเครือข่าย 19
จริยธรรมในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอรแ์ ละอนิ เทอร์เนต็ ในการใช้งานเทคโนโลยีสมัยใหม่นั้น เราควรพึงระลึกไว้เสมอว่า เทคโนโลยีไม่ได้มีเฉพาะด้านดีเพียงด้าน เดียวเท่าน้ัน การใช้งานอินเทอร์เน็ตก็เช่นกันอาจเป็นเหมือนดาบสองคม เนื่องจากอินเทอร์เน็ตทาหน้าที่เป็น สือ่ กลางคอยส่งข้อมลู เท่าน้ัน มขี ้อมูลจากผู้คนจานวนมากปะปนกันในอินเทอร์เน็ต เราจึงควรใชอ้ ินเทอร์เน็ตอย่าง มีคุณธรรม สรา้ งสรรค์ และ ไมเ่ ปน็ ภัยกับส่วนรวมได้ ดังข้อแนะนาตอ่ ไปน้ี 1. เราต้องมีเหตุผล รู้จักใช้วิจารณญาณไตร่ตรองข้อมูลข่าวสาร ไม่หลงงมงาย มีความยับย้ังช่ังใจ ไม่ใช้ อารมณ์ และไม่เชอ่ื ใครงา่ ย ๆ เช่น ไมเ่ ชือ่ ใจเพอ่ื นที่รู้จกั กันทางอินเทอรเ์ น็ตเพยี งผิวเผนิ จนให้ท้ังชอื่ , ท่ี อยู่, เบอรโ์ ทรศพั ท์ 2. มีความซอ่ื สัตย์ ไม่เขยี นขอ้ ความทีเ่ ปน็ เทจ็ หรอื ไมใ่ หร้ า้ ยผู้อนื่ ทางอินเทอรเ์ น็ต 3. หลกี เล่ียงการทะเลาะกบั ผอู้ นื่ ในอนิ เทอรเ์ นต็ แสดงความเหน็ อยา่ งตรงไปตรงมาด้วยความสภุ าพ 4. รูจ้ ักกล่าวขอบคณุ ให้เครดิตหรอื อ้างอิงแก่เจา้ ของขอ้ มูล 5. รู้จักขม่ ใจไม่เข้าไปในเว็บไซต์ ท่อี าจทาใหเ้ กิดความเสียหาย หรือความทุจริตทัง้ ปวง 20 88510159 กา้ วทนั สังคมดิจิทัลดว้ ยไอซีที Moving Forward in a Digital Society with ICT
บรรณานุกรม [1] http://www.thaigoodview.com/node/118184 [2] http://portal.in.th/eleccom85/pages/6224/ [3] https://th.wikipedia.org/อินเทอร์เนต็ [4] http://blog.eduzones.com/banny/3734 [5] http://fiberforall.org/fiber-vs-cable-vs-dsl/ [6] http://www.webopedia.com/DidYouKnow/Internet/cable_vs_dsl.asp [7] http://guru.google.co.th/guru/thread?tid=2c685f224f20c691&pli=1 [8] https://www.rohde-schwarz.com/us/technologies/cellular/gsm-egprs-edge-evolution- vamos/ gsm-egprs-edge-evolution-vamos/gsm-egprs-edge-evolution-vamos_55921.html [9] http://wiki.nectec.or.th/setec/Knowledge/CSD:GPRS:EDGE [10] http://www.nic.go.th/gsic/uploadfile/3G-Thailand.pdf [11] http://wiki.nectec.or.th/ru- newwiki/bin/view/IT630_10_AssignmentSecA/3GTechnology [12] http://autliwsaki.wordpress.com/2011/02/15/isp-หรือผุใ้ หบ้ รกิ ารอินเท/ [13] http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type2/tech04/22/cit/7_1.html บทที่ 6 โลกของเครือขา่ ย 21
1 บทที่ 1 องคป์ ระกอบของระบบคอมพวิ เตอร์ 1. ความหมายของคอมพวิ เตอร์ คอมพวิ เตอร์มาจากภาษาละตินวา่ Computare ซงึ่ หมายถึง การนับ หรอื การคานวณ พจนานกุ รม ฉบบั ราชบณั ฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ใหค้ วามหมายของคอมพวิ เตอร์ไวว้ า่ \"เครอ่ื งอิเลก็ ทรอนิกสแ์ บบอตั โนมตั ิ ทา หน้าทีเ่ หมือนสมองกล ใช้สาหรับแกป้ ญั หาตา่ งๆ ทีง่ า่ ยและซบั ซ้อนโดยวิธที างคณติ ศาสตร์\" คอมพวิ เตอรจ์ งึ เป็นเคร่อื งจักรอิเล็กทรอนกิ ส์ที่ถกู สร้างขึน้ เพ่ือใช้ทางานแทนมนุษย์ ในดา้ นการคิดคานวณและสามารถจาข้อมลู ทัง้ ตัวเลขและตวั อักษรไดเ้ พื่อการเรยี กใชง้ านในครั้งต่อไป นอกจากน้ี ยังสามารถจัดการกบั สัญลกั ษณไ์ ดด้ ว้ ย ความเรว็ สงู โดยปฏบิ ตั ติ ามขั้น ตอนของโปรแกรม คอมพิวเตอร์ยงั มีความสามารถในดา้ นต่างๆ อีกมาก อาทิเชน่ การเปรียบเทียบทางตรรกศาสตร์ การรบั ส่งข้อมูล การจดั เกบ็ ข้อมลู ในตัวเคร่ืองและสามารถประมวลผลจากข้อมลู ตา่ งๆ ได้ แสดงแผนภาพการทางานของระบบคอมพวิ เตอร์ในปัจจบุ นั ไดด้ งั นี้ รปู การทางานของระบบคอมพิวเตอร์ 1.1 ประวัตขิ องคอมพิวเตอร์ เปน็ เรอ่ื งยากที่จะชชี้ ดั ลงไปวา่ อปุ กรณ์ใดจดั เปน็ คอมพิวเตอรย์ ุคแรก ๆ เพราะคาวา่ \"คอมพิวเตอร์\" เองกม็ ี การตีความเปล่ยี นไปมาอยเู่ สมอ แตจ่ ุดเร่มิ ของคานห้ี มายถึงคนท่ีทาหนา้ ท่เี ป็นนักคานวณในสมยั น้ัน - ค.ศ. 1930 ถงึ ชว่ งปี ค.ศ. 1940 เป็นช่วงทโ่ี ลกไดม้ คี อมพิวเตอรท์ ส่ี ามารถโปรแกรมได้และคานวณ
2 ผลลัพธ์ได้มีประสิทธิภาพจริง แต่เป็นการยากทจ่ี ะตดั สนิ ไดว้ ่าคอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลก ENIAC (Electronics Numerical Integrator and Computer) เกดิ ขน้ึ ในปี1946 และประดิษฐโ์ ดยจอห์น ดบั ลวิ มอชลยี ์ (John W. Mauchly) และ เจ เพรสเพอร์ เอคเกิรต (J.Prespern Eckert) ทางานโดยใช้หลอดสุญญากาศจานวน 18,000 หลอด มนี า้ หนกั 30 ตนั ใชเ้ นอื้ ท่หี ้อง 15,000 ตารางฟุต เวลาทางานต้องใช้กาลงั ไฟถึง 140 กโิ ลวัตต์ คานวณใน ระบบเลขฐานสิบ - ค.ศ. 1941 เปน็ ครงั้ แรกท่ีโลกได้มีเครือ่ งคอมพิวเตอร์เครอ่ื งแรกทีส่ ามารถตัง้ โปรแกรมไดอ้ ย่างอสิ ระ ผพู้ ัฒนาคอื Konrad Zuse และชอ่ื คอมพวิ เตอร์คือ Z1 Computer - ค.ศ. 1953 ไอบีเอ็ม (IBM) ออกจาหน่าย EDPM เป็นครั้งแรก และเป็นกา้ วแรกของไอบีเอม็ ในธรุ กิจ คอมพวิ เตอร์ - ค.ศ. 1954 John Backus และ IBM รว่ มกันสรา้ งภาษาคอมพิวเตอรช์ ่ือ FORTRAN ซ่งึ เป็นภาษา ระดบั สงู (high level programming language) ภาษาแรกในประวัติศาสตร์คอมพวิ เตอร์ - ค.ศ. 1955 (ใชจ้ ริง ค.ศ. 1959) สถาบนั วิจัยสแตนฟอรด์ , ธนาคารแห่งชาตอิ เมรกิ า, และ บริษทั เจเนอรัลอิเลก็ ทริก รว่ มกนั สรา้ ง ERMA และ MICR ซ่งึ เป็นคอมพวิ เตอรเ์ ครอื่ งแรกในธรุ กิจธนาคาร - ค.ศ. 1958 Jack Kilby และ Robert Noyce เปน็ ผู้สรา้ ง Integrated Circuit หรอื ชปิ (Chip) เป็นคร้ังแรก - ค.ศ. 1962 สตีฟ รสั เซลล์ และ เอ็มไอที ได้พฒั นาเกมคอมพิวเตอรเ์ ป็นครัง้ แรกของโลกชอื่ วา่ \"Spacewar\" - ค.ศ. 1964 Douglas Engelbart เปน็ ผปู้ ระดษิ ฐ์เมาส์ และ ระบบปฏบิ ัตกิ ารแบบวนิ โดวส์ - ค.ศ. 1969 เป็นปที ีก่ าเนิด ARPAnet ซึง่ เปน็ จดุ เร่ิมต้นของอินเทอร์เน็ต - ค.ศ. 1970 (อนิ เทล) พัฒนาหน่วยความจาชัว่ คราวของคอมพวิ เตอร์หรือ RAM เป็นครัง้ แรก - ค.ศ. 1971 Faggin, Hoff และ Mazor พฒั นาไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกของโลกให้อนิ เทล (Intel) - ค.ศ. 1971 Alan Shugart และ IBM พัฒนา ฟลอปปด้ี สิ ก์ เป็นครงั ้ แรก - ค.ศ. 1973 Robert Metcalfe และ Xerox ไดพ้ ัฒนาระบบอีเทอรเ์ น็ต (Ethernet) สาหรับระบบ เครอื ขา่ ยคอมพวิ เตอร์ - ค.ศ. 1974 ถึง ค.ศ. 1975 Scelbi และ Mark-8 Altair และ IBM ร่วมกันวางจาหนา่ ยคอมพวิ เตอร์ สาหรบั ผู้ใช้รายย่อยเป็นคร้ังแรก - ค.ศ. 1976 ถึง ค.ศ. 1977 ถือกาเนดิ Apple I, II และ TRS-80 และ Commodore Pet Computers ซง่ึ เป็นคอมพวิ เตอรส์ ว่ นบคุ คลรนุ่ แรกๆ ของโลก - ค.ศ. 1981 ไมโครซอฟท์ วางจาหน่าย MS-DOS ซึ่งเป็นระบบปฏบิ ัติการทีไ่ ด้รบั ความนิยมทสี่ ดุ ในชว่ งนน้ั - ค.ศ. 1983 บรษิ ทั แอปเปิล ออกคอมพิวเตอร์รนุ่ Apple Lisa ซง่ึ เป็นคอมพวิ เตอร์รุ่นแรกทใ่ี ชร้ ะบบ GUI - ค.ศ. 1984 บริษทั แอปเปลิ วางจาหนา่ ยคอมพิวเตอรร์ ่นุ แอปเปลิ แมคอนิ ทอช ซง่ึ ทาให้มีการใช้ คอมพิวเตอร์อยา่ งกว้างขวาง - ค.ศ. 1985 ไมโครซอฟท์ วางจาหน่าย ไมโครซอฟท์ วนิ โดวส์ เปน็ คร้ังแรก
3 2. วิวัฒนาการของคอมพวิ เตอร์ คอมพิวเตอรน์ น้ั มีววิ ฒั นาการทรี่ วดเรว็ มาก ต้งั แต่ยุคสมยั ดึกดาบรรพเ์ ป็นตน้ มา มนุษย์เรามีความ พยายามทจี่ ะคิดค้นเครื่องมอื ใหม้ าชว่ ยในการคานวณและการนบั ตง้ั แต่เรมิ่ ตน้ ใชน้ ิ้วมือนับ จนมาใชก้ ้อนกรวด หิน มนุษย์จึงคิดคน้ วธิ ีการทีง่ ่ายกว่านี้ จนกลายมาเป็นกลไกท่ีใชใ้ นการคานวณ จนวิวัฒนาการมาเป็น คอมพิวเตอร์ในปัจจบุ ัน โดยแบง่ เปน็ 4 ยคุ ดงั นี้ ยุคกอ่ นเครื่องจักรกล (Premachanical) ยคุ เครอื่ งจกั รกล (Mechanical) ยุคเครอ่ื งจกั รกลระบบอเิ ล็กทรอนกิ ส์ (Electromechanical) ยคุ เครื่องอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic) 2.1 คอมพิวเตอร์ในยคุ ก่อนเคร่อื งจกั รกล (ประมาณ 2,000 - 3,000 ปีมาแลว้ ) ประวตั ิของคณิตศาสตรเ์ ร่ิมต้นเม่อื คนเราตอ้ งจดนบั ปริมาณทม่ี ากกว่าหนง่ึ มนษุ ยเ์ ผ่าทีเ่ ร่ร่อนในยุคแรกนบั และบันทึกจานวนสัตว์ในฝูงไดแ้ ม้ไม่มรี ะบบจานวนเป็นลายลักษณ์อกั ษรในการนบั โดยเขาใชว้ ธิ ีเก็บก้อนกรวดหรอื เมล็ดพชื ไว้ในถุง ถ้าจานวนมีค่ามากก็จะใชน้ ิ้วต่างๆ เปน็ สัญลกั ษณ์แทนจานวน 10 และ 20 พวกเขาได้พฒั นา แนวคิดเกี่ยวกบั จานวนว่าเปน็ สัญลกั ษณซ์ ง่ึ แตกต่างจากสิ่งของที่กาลงั นับเม่ือการเกบ็ ข้อมูลและการนบั มีความ ซับซอ้ นมากขน้ึ มนษุ ย์ไดป้ ระดษิ ฐ์เครือ่ งช่วยในการทางานลกู คิดเป็นเครื่องมอื ชนดิ หนงึ่ ในยุคแรก ซึ่งไม่สามารถช้ี ชดั แหล่งท่ีมาแน่นอนได้ แต่เป็นไปได้ทจ่ี ะมีตน้ กาเนิดมาจากชาวบาบิโลน ลูกคดิ เปน็ ทรี่ ู้จักต้ังแตส่ มัยกรีกและโรมนั ตอนต้น ในตอนแรกลูกคิดมีผิวหน้าหยาบใช้เม็ดมันๆ หรอื เป็นแผน่ หนิ ใสเ่ คร่ืองหมายเพื่อบอกตาแหนง่ จานวนและ ใช้กอ้ นกรวดเป็นตัวนับชาวโรมันเรยี กก้อนกรวดน้นั ว่า แคลคไู ล ซง่ึ ก่อใหเ้ กดิ คาวา่ แคลคเู ลช่ัน ซึ่งหมายถึงการ คานวณข้นึ รูปลกู คิดของชาวจนี และเครื่องคานวณของปาสคาล
4 อุปกรณ์ชนดิ แรกของโลกท่เี ป็นเคร่ืองมอื ในการคานวณก็คือลูกคดิ น่ันเอง ซ่ึงถือไดว้ ่า เป็นอุปกรณ์ใช้ ชว่ ยการคานวณท่เี ก่าแก่ท่ีสดุ ในโลกและคงยงั ใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน ในปี พ.ศ. 2158 นักคณิตศาสตรช์ าวสก็อต แลนด์ชื่อ John Napier ไดส้ ร้างอุปกรณใ์ ช้ ช่วยการคานวณขน้ึ มา เรยี กวา่ Napier's Bones มรี ูปร่างคล้ายสูตร คณู ในปัจจุบัน ในปี พ.ศ. 2185 นกั คณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชอ่ื Blaise Pascal คิดว่าน่าจะมีวธิ ที ่จี ะคานวณตัวเลข ได้ง่ายกวา่ เขาได้ออกแบบ เคร่อื งมือช่วยในการคานวณโดย ใชห้ ลกั การหมุนของฟนั เฟืองหนง่ึ อนั ถูกหมุนครบ 1 รอบ ฟนั เฟอื งอีกอันหน่งึ ซึ่งอยู่ ทางดา้ นซ้ายจะถูกหมุนไปด้วยในเศษ 1 ส่วน 10 รอบ เคร่ืองมือของปาสคาลน้ีถูก เผยแพรอ่ อกสู่สาธารณะชน เมือ่ พ.ศ. 2188 แต่ไมป่ ระสบความสาเรจ็ เท่าที่ควรเนือ่ งจากราคาแพง และเมื่อใช้งาน จรงิ จะเกิดฟันเฟอื งติดขดั บ่อยๆ ทาให้ผลลพั ธ์ทไ่ี ด้ไม่ค่อยถูกต้องตรงความเปน็ จริง 2.2 คอมพิวเตอรใ์ นยคุ เครือ่ งจกั รกล (ประมาณ ค. ศ. 1791-1871) ชารล์ แบบเบจ (Charles Babbage) นักคณิตศาสตรช์ าวอังกฤษประดิษฐ์เคร่อื งวเิ คราะห์ (Analytical Engine หรือ Difference Engine) มคี วามสามารถคานวณ, พมิ พ์ตารางคา่ ของตรีโกณมิติฟงั กช์ ั่นทางคณิตศาสตร์ และสมการโพลโิ นเมียล (Polynomial) คกู่ ับสมการผลต่าง (Difference equation) ได้เครื่องจักรกลชนิดนที้ างาน ด้วยเครอ่ื งยนต์พลังไอน้า มีข้อมูลบนั ทึกอยูใ่ น บตั รเจาะรู (Punched Card) จึงสามารถคานวณไดโ้ ดยอตั โนมัติ และเก็บผลลพั ธ์ไวใ้ นหนว่ ยความจาก่อนพิมพ์ออกทางกระดาษ หลักการทางานท่ีมีการรับขอ้ มูลการประมวลผล การแสดงผลได้อย่างอตั โนมตั ิน้ี ได้นามาเปน็ พนื้ ฐานสรา้ งคอมพิวเตอรใ์ นยุคตอ่ มาจนถึงปัจจบุ นั จึงไดย้ กย่องให้ ชารล์ แบบเบจ เปน็ บดิ าแหง่ เคร่อื งคอมพวิ เตอร์ รูปแบบจาลองเคร่ือง Analytical Engine หรือ Difference Engine
5 ในปี ค. ศ. 1815-1852 มกี ารสรา้ งโปรแกรมคอมพวิ เตอรค์ ร้ังแรกโดย เอดา ออกุสตา (Ada Augusta) นักคณติ ศาสตรน์ าเอาหลกั การของ แบบเบจ มาใช้ โดยนาเครอื่ ง Analytical Engine มาแก้ปัญหาทาง วทิ ยาศาสตร์ได้สาเร็จโดยสรา้ งคาสงั ่ ควบคุมการแกป้ ญั หาไวล้ ่วงหน้า จึงยกยอ่ ง เอดา ออกุสตา (AdaAugusta) วา่ เป็น “โปรแกรมเมอร์(Programmer)” หรือผู้สรา้ งโปรแกรมคอมพวิ เตอร์เป็นคนแรกของโลก รปู ออกสุ ตา ผู้สร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์คนแรกของโลก 2.3 คอมพิวเตอร์ในยคุ เครอื่ งจกั รกลระบบอิเลก็ ทรอนกิ ส์ เคร่ืองมือทั้งหลายที่ถูกประดิษฐข์ นึ้ มาในยุคก่อนนนั้ ส่วนมากประกอบดว้ ยฟนั เฟือง รอก คาน ซ่ึงเป็น วัสดุ ทีม่ ขี นาดใหญ่ และมีน้าหนักมากทาใหก้ ารทางานลา่ ช้าและผิดพลาดอยเู่ สมอ ดงั น้ันในยคุ ต่อมาจงึ พยายาม พฒั นาเคร่ืองมือ ใหม้ ีขนาดเล็กลง แตม่ ีประสทิ ธภิ าพสูงขน้ึ ดังนี้ พ.ศ. 2480 ศาสตราจารย์ Howard Aiken แหง่ มหาลัยวทิ ยาลยั ฮาวารด์ ได้พฒั นาเคร่ืองคานวณตาม แนวคิด ของ Babbage รว่ มกบั วิศวะกรของบริษัท IBM สรา้ งเคร่ืองคานวณตามความคิดของ Babbage ได้ สาเรจ็ โดยเครือ่ งดงั กล่าวทางานแบบเครอ่ื งจักรกลปนไฟฟา้ และใชบ้ ตั รเจาะรูเป็นส่อื ในการนาเข้าข้อมลู สู่ เคร่ืองเพ่ือทา การประมวลผล การพฒั นาดงั กลา่ วมาเสรจ็ สิน้ ในปพี .ศ. 2487 โดยเครือ่ งมือนี้มีชือ่ วา่ MARK 1 และเนือ่ งจาก เครือ่ งนี้สาเรจ็ ได้จากการสนับสนุน ด้านการเงินและบุคลากรจากบรษิ ัท IBM ดงั น้ันจงึ มีอีกชอ่ื หนงึ่ ว่า IBM Automatic Sequence Controlled Calculator และนับเปน็ เครือ่ งคานวณแบบอัตโนมัติเครอ่ื งแรกของโลก รูป เคร่อื ง MARK 1
6 พ.ศ. 2486 ซึง่ เปน็ ชว่ งสงครามโลกครั้งที่ 2 ศนู ย์วิจัยของกองทัพบกสหรัฐอเมริกามีความจาเป็นทีจ่ ะตอ้ ง คิดคน้ เครื่องช่วยคานวณ เพื่อใช้คานวณหาทศิ ทางและระยะทางในการส่งขีปนาวธุ ซงึ่ ถ้าใชเ้ คร่ืองคานวณทีม่ ี อยูใ่ น สมยั น้นั จะต้องใช้เวลาถึง 12 ช่ัว โมงในการคานวณ การยงิ 1 ครง้ั ดงั น้นั กองทัพจึงให้กองทุนอุดหนนุ แก่ John W. Mauchly และ Persper Eckertจากมหาวทิ ยาลัยเพนซลิ วาเนีย ในการสรา้ งคอมพวิ เตอร์จากอุปกรณ์ อเิ ล็กทรอนกิ ส์ขึ้นมา โดยนาหลอดสุญญากาศ(Vacuum Tube) จานวน 18,000 หลอด มาใชใ้ นการสรา้ งซงึ่ มีข้อดี คอื ทาใหเ้ ครื่องมีความเร็ว และมีความถูกต้องแม่นยาในการคานวณมากขน้ึ ในด้านของความเร็วนน้ั เครอ่ื งจักกลมี ความเฉ่ือยของการเคลื่อนที่ของชิ้นสว่ นประกอบ แต่คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ จะใช้อเิ ล็กตรอนเป็นตวั เคลื่อนที่ ทาใหส้ ามารถส่งข้อมูลด้วยกระแสไฟฟ้าได้ ด้วยความเร็วใกลเ้ คยี งกบั ความเรว็ ของแสงสว่ นความถูกตอ้ งแมน่ ยาใน การทางานของเครื่องจักรกลอาศัยฟนั เฟือง รอก คาน ในการทางาน ทาใหท้ างานได้ช้า และเกิดความผดิ พลาดได้ ง่าย รูป หลอดสุญญากาศ พ.ศ. 2489 เครื่องคอมพวิ เตอร์ท่ี Mauchly และ Eckert คิดค้นข้ึนไดม้ ชี อ่ื ว่า ENIAC ย่อมาจาก (Electronic Numberical Integrater and Caculator) ประสบความสาเร็จในปี พ.ศ. 2489 ถึงแม้ว่าจะไม่ทนั ใช้ในสงครามโลกครัง้ ทีส่ อง แต่ความเร็วในการคานวณของ ENIAC ทาให้วงการคอมพวิ เตอรข์ ณะนน้ั ยอมรบั ความสามารถของเครื่องคอมพวิ เตอร์อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ แต่อย่างไรก็ตาม ENIAC ทางานดว้ ยไฟฟ้าทั้งหมดทาใหใ้ นการ ทางานแต่ละคร้ังจงึ ทาให้เกดิ ความร้อนสูงมาก จาเปน็ ตอ้ งติดตั้งไว้ในห้องที่มีเครื่องปรับอากาศด้วย นอกจากนี้ ENIAC ยงั เก็บได้เฉพาะข้อมูลทเ่ี ปน็ ตัวเลขขนาด 10 หลัก และเก็บได้เพยี ง 20 จานวน เท่านัน้ สว่ นชดุ คาสั่ง น้ันยงั ไม่สามารถเกบ็ ไวใ้ นเครื่องได้ การส่งชุดคาส่ัง เข้าเครอ่ื งจะตอ้ งใชว้ ธิ ีการเดนิ สายไฟสรา้ งวงจรถ้ามีการแกไ้ ข โปรแกรม กต็ ้องมีการเดนิ สายไฟกนั ใหม่ ซง่ึ ใช้เวลาเป็นวัน
7 คอมพิวเตอร์ในยคุ เคร่อื งจักระบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ เชน่ ENIAC เวลาโปรแกรมตอ้ งใช้วธิ กี ารเปลี่ยน สายเชือ่ มต่ออปุ กรณต์ ่างๆ ซง่ึ เปน็ วิธีการท่ียุง่ ยากมาก จงึ เกิดแนวคิดว่าตวั โปรแกรมนา่ จะจัดเก็บอยู่ในสว่ นที่ สามารถปรับเปลีย่ นแกไ้ ขได้ง่าย เป็นทมี่ าของแนวคิดท่ที าการจดั เก็บข้อมูลตา่ งๆรวมถึงโปรแกรมไวใ้ น หน่วยความจา หรอื memory ทาใหค้ อมพวิ เตอร์จะไดร้ ับคาสั่ง โดยการอา่ นคาส่ัง จากหนว่ ยความจา และการ ปรับเปลี่ยนโปรแกรมสามารถทาได้โดยการเปลี่ยนแปลงค่าภายในหนว่ ยความจาโดยมแี นวคิดที่รู้จกั ในช่ือว่า \"Stored-Program Concept\" หรอื อีกชอื่ ว่าสถาปัตยกรรม von Neumann โดยเข้าใจวา่ J. Presper Eckert และ John William Mauchly ซ่ึงเป็นนักออกแบบ ENIAC เป็นผู้คิดคน้ ข้ึนต่อมาได้นา แนวคิดการทางานแบบ Stored-Program เปน็ แนวคิดหลักของการทางานในคอมพิวเตอรจ์ นถึงปัจจบุ ัน โดยแนวคิดน้จี ะแบ่งการทางาน ของคอมพิวเตอรเ์ ปน็ 4 ส่วนหลักไดแ้ ก่ สว่ นท่ี 1 หนว่ ยประมวลผลในรปู แบบข้อมูล Binary หรือทเ่ี รยี กวา่ Arithmetic-Logical Unit (ALU) เปรยี บเสมอื นหวั ใจของคอมพิวเตอร์ หนา้ ท่หี ลักของมนั คอื ทาการประมวลผลทางคณิตศาสตรข์ ั้น พื้นฐานอนั ไดแ้ ก่ การบวกและลบและการทาการเปรยี บเทยี บข้อมูลสองข้อมูลวา่ มคี ่าเท่ากนั หรือไมถ่ า้ ไม่จะมคี ่ามากกวา่ หรือน้อย กวา่ ส่วนท่ี 2 หนว่ ยความจา หรอื Memory ใช้สาหรับเก็บข้อมูล (Data) และ คาส่ัง (Instructions) โดย ข้อมูลภายในหน่วยความจาจะถูกแบ่งเปน็ ส่วนๆเลก็ ๆเท่าๆกนั แต่ละส่วนมที ่ีอยู่ (address) เพื่อใช้เขา้ ถึงข้อมูลท่ีถกู จดั เก็บเอาไว้ ส่วนที่ 3 อปุ กรณ์อินพุตและเอาตพ์ ุต หรอื I/O Device เป็นสว่ นทใี่ ชน้ าข้อมลู จากโลกภายนอกเขา้ มา ภายในระบบคอมพวิ เตอร์ เพ่ือนามาประมวลผล และเม่ือไดผ้ ลลัพธก์ ็จะนาข้อมลู ท่ีได้มาแสดงผลให้โลกภายนอก คอมพวิ เตอร์ไดร้ ับทราบ สว่ นที่ 4 หนว่ ยควบคมุ การทางาน หรือ Control Unit เป็นส่วนท่ใี ชเ้ ช่อื มต่อแตล่ ะส่วนเข้าด้วยกัน หน้าท่ี หลักๆคือทาการอา่ นข้อมลู คาสั่ง ที่อยภู่ ายในหน่วยความจาหรือท่ไี ด้จากอุปกรณ์อนิ พุต ทาการแปลความหมาย และสง่ ไปประมวลผลใน ALU จากนั้นนาผลทีไ่ ด้ไปจัดเกบ็ ในหนว่ ยความจาหรอื อุปกรณเ์ อาตพ์ ุต หน้าท่หี ลักอีก ประการ คือ ควบคุมลาดับการทางานของแตล่ ะข้ันตอนให้อย่ใู นเวลาท่ีเหมาะสม
8 รปู แนวคิดการทางานของคอมพิวเตอร์แบบ Stored Program 2.4 คอมพิวเตอร์ในยคุ เครอื่ งอเิ ลก็ ทรอนิกส์ ประเภทของคอมพวิ เตอร์ถ้าจาแนกตามลักษณะ วิธกี ารทางานภายในเครอ่ื งคอมพิวเตอร์แบ่งได้เปน็ 2 ประเภท คอื แอนะลอ็ กคอมพิวเตอร์ (analog computer) และดจิ ิทลั คอมพวิ เตอร์ (digital computer) แอนะล็อกคอมพวิ เตอร์ (analog computer)เปน็ เครือ่ งคานวณอเิ ล็กทรอนิกส์ท่ีไม่ไดใ้ ช้ค่าตวั เลขเปน็ หลักของการคานวณ แตจ่ ะใชค้ า่ ระดับแรงดันไฟฟา้ แทน แอนะล็อกคอมพวิ เตอรจ์ ะมลี กั ษณะเป็นวงจร อิเลก็ ทรอนิกส์ที่แยกส่วนทาหนา้ ท่ีเปน็ ตวั กระทาและเป็นฟังกช์ นั ทางคณิตศาสตร์ จึงเหมาะสาหรับงานคานวณทาง วิทยาศาสตร์ และวิศวกรรมท่ีอยู่ในรปู ของสมการทางคณิตศาสตร์ เชน่ การจาลองการบิน การศึกษาการ ส่ันสะเทอื นของตึกเน่ืองจากแผ่นดินไหว เปน็ ตน้ ในปัจจุบันไมค่ ่อยพบเหน็ แอนะล็อกคอมพิวเตอร์เพราะผลการ คานวณมคี วามละเอียดนอ้ ย ทาใหม้ ีขีดจากดั ใช้ไดก้ ับงานเฉพาะบางอยา่ งเท่าน้ัน รปู แอนะล็อกคอมพิวเตอร์
9 ดจิ ิทัลคอมพวิ เตอร์ (digital computer) เป็นเครอ่ื งคานวณอเิ ลก็ ทรอนิกสท์ ใ่ี ชง้ านเกี่ยวกบั ตัวเลข ค่า ตัวเลขของการคานวณในดิจทิ ัลคอมพวิ เตอรจ์ ะแสดงเป็นหลัก แต่จะเปน็ ระบบเลขฐานสองทม่ี สี ัญลกั ษณ์ตวั เลข เพยี งสองตัว คือ 0 และ 1 เท่านนั้ โดยสญั ลักษณ์ทง้ั สองตัวน้ี จะแทนลกั ษณะการทางานภายในซ่งึ เปน็ สญั ญาณไฟฟ้าทต่ี ่างกนั การคานวณภายในดจิ ิทลั คอมพวิ เตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสอง ท้ังหมด เคร่ืองดิจทิ ัลคอมพวิ เตอร์หรือนิยมเรยี กส้ันๆ ว่า คอมพวิ เตอร์ กาลงั ได้รบั ความนิยมกันมากในขณะนี้ และ พบเหน็ อยู่ทั่วไปในปัจจบุ ัน รูป ดจิ ิตัลคอมพิวเตอร์ ระหว่างปี พ.ศ.2502 – 2506 มีการนาทรานซสิ เตอร์ (transistor) ผทู้ คี่ ดิ ค้นคอื นักวิทยาศาสตร์ของ ห้องปฏบิ ตั ิการเบลล์ (Bell laboratories) แห่งสหรฐั อเมริกา ไดแ้ ก่ บารด์ ีน (J.Bardeen) แบรทเทน (H.W.Brattain)และชอคเลย์ (W.Shockley) ทาใหเ้ คร่ืองคอมพิวเตอร์มขี นาดเล็กลง และสามารถเพิ่ม ประสิทธิภาพในการทางานให้มีความรวดเรว็ และแมน่ ยามากย่งิ ขนึ้ โดยทรานซิสเตอร์ที่พัฒนาขึ้นเปน็ คร้ังแรกมี ขนาด 1 ใน 100 ของหลอดสุญญากาศเท่าน้ัน นอกจากน้ีในยุคนย้ี ังได้มกี ารคดิ ภาษาเพื่อใช้กบั เครอ่ื งคอมพิวเตอร์ เช่น ภาษาฟอร์แทน (FORTRAN) จึงทาใหง้ า่ ยตอ่ การเขยี นโปรแกรมสาหรบั ใช้กับเครื่อง เครอ่ื งคอมพวิ เตอรท์ รานซสิ เตอร์ ทรานซิสเตอร์
10 ลักษณะเฉพาะของเครอ่ื งคอมพิวเตอร์ทรานซสิ เตอร์ ใชอ้ ุปกรณ์ ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ซึ่งสรา้ งจากสารก่ึงตัวนา (Semi-Conductor) เปน็ อุปกรณ์หลกั แทนหลอดสุญญากาศ เน่ืองจากทรานซสิ เตอรเ์ พยี งตวั เดียว มีประสิทธภิ าพในการทางานเทียบเทา่ หลอด สุญญากาศได้นบั ร้อยหลอด ทาให้เครอ่ื งคอมพิวเตอรใ์ นยุคนีม้ ขี นาดเล็ก ใชพ้ ลงั งานไฟฟ้านอ้ ย ความรอ้ น ตา่ ทางานเรว็ และไดร้ บั ความน่าเชื่อถือมากย่ิงขน้ึ เก็บข้อมลู ได้ โดยใช้ส่วนความจาวงแหวนแมเ่ หลก็ (Magnetic Core) มีความเร็วในการประมวลผลในหนึ่งคาสงั ่ ประมาณหนง่ึ ในพันของวินาที (Millisecond : mS) ส่ังงานไดส้ ะดวกมากขึน้ เนือ่ งจากทางานด้วยภาษาสญั ลักษณ์ (Assembly Language) เริม่ พัฒนาภาษาระดบั สูง (High Level Language) ขน้ึ ใช้งานในยุคนี้ คอื ภาษาฟอรแ์ ทรน (FORmular TRANslation : FORTRAN) ในงานทางดา้ นคณิตศาสตร์และวศิ วกรรมศาสตร์ และภาษาโคบอล (Common Business Oriented Language : COBOL) พ.ศ.2507 – 2512 ไดม้ กี ารประดิษฐ์คิดค้นเกย่ี วกับวงจรรวม (Integrated-Circuit) หรอื เรียกกนั ยอ่ ๆ ว่า \"ไอซี\"(IC) ซง่ึ ไอซนี ้ีทาใหส้ ว่ นประกอบและวงจรต่างๆ สามารถวางลงได้บนแผน่ ชปิ (chip) เลก็ ๆ เพียงแผ่นเดียว เช่น แผน่ ซิลคิ อนขนาดเล็กกว่า 1/8 ตารางนิว้ จงึ มีการนาเอาแผน่ ชปิ มาใชแ้ ทนทรานซิสเตอรท์ าให้ประหยดั เน้ือท่ี ได้มาก เคร่อื งคอมพวิ เตอรใ์ นยุควงจรรวม วงจรรวม (Integrated circuit : IC)
11 ลักษณะเฉพาะของเครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ยคุ วงจรรวม มคี วามเชอื่ ถอื ได้ หมายความวา่ ไม่วา่ จะใชง้ านกี่ครงั้ กจ็ ะไดผ้ ลลพั ธเ์ หมือนเดมิ คอมพวิ เตอร์ท่ใี ชห้ ลอด สุญญากาศจะเกิดการขัดข้องโดยเฉล่ยี แลว้ ทกุ ๆ 15 วนิ าที สว่ นไอซมี ปี ัญหาเชน่ นนี้ ้อยมาก คือ 1 ครง้ั ใน 23 ลา้ นช่ัวโมง อุปกรณ์มขี นาดเลก็ กะทัดรดั มีความเรว็ ในการทางานเพ่ิมมากขน้ึ เพราะวงจรอยูใ่ กล้กนั มากระยะเวลาใน การเดนิ ทางของกระแสไฟฟ้าจะน้อยลง ราคาถูก เนื่องจากมีการผลิตในปรมิ าณมากๆ ทาให้ตน้ ทนุ ถูกลง ใช้พลงั งานไฟฟ้าน้อย ทาให้ประหยดั ทางานได้ด้วยภาษาระดับสงู ท่ัวไป เปน็ ยุคทนี่ าสารกึ่งตัวนามาสร้างเปน็ วงจรรวมความจุสงู มาก (Very Large Scale Integrated : VLSI) ซ่งึ สามารถย่อสว่ นไอซธี รรมดาหลายๆ วงจรเข้ามาในวงจรเดยี วกัน และมกี ารประดิษฐ์ ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor) ขึ้น ทาให้เครื่องมขี นาดเล็ก ราคาถูกลง และมคี วามสามารถในการทางานสงู และรวดเร็วมาก จึงทาใหม้ ีคอมพิวเตอร์ส่วนบคุ คล(Personal Computer) ถอื กาเนิดข้ึนมาในยุคนี้ Personal Computer : PC Microprocessor ลักษณะเฉพาะของเคร่อื งคอมพวิ เตอรย์ ุควแี อลเอสไอ ใช้อปุ กรณ์ วงจรรวมสเกลขนาดใหญ่ (Large Scale Integration : LSI) และ วงจรรวมสเกลขนาดใหญม่ าก (Very Large Scale Integration : VLSI) เป็นอปุ กรณ์หลกั มีความเร็วในการประมวลผลแตล่ ะคาสั่งประมาณหน่ึงในพันลา้ นวนิ าที (Nanosecond : nS) และพัฒนาต่อมา จนมีความเรว็ ในการประมวลผลแต่ละคาสั่งประมาณหนึ่งในลา้ นล้านของวินาที (Picosecond : pS) หลังจากทมี่ ีการคดิ คน้ วงจรวีแอลเอสไอข้ึนเพื่อใช้เปน็ หนว่ ยประมวลผลกลางและหน่วยความจาหลักใน คอมพวิ เตอร์แลว้ การพฒั นาวงจรวแี อลเอสไอก็ยังคงมอี ย่างต่อเนื่องและรวดเรว็ จนในปัจจุบันสามารถบรรจุ
12 ทรานซิสเตอร์ลงบนแผน่ ซิลิคอนขนาดเล็กเพ่ิมขนึ้ เปน็ 2 เทา่ ทกุ ๆ 18 เดอื น เป็นผลใหค้ อมพิวเตอร์มีขดี ความสามารถเพ่ิมขน้ึ อยา่ งรวดเรว็ เมอื่ คอมพิวเตอร์ในปจั จบุ นั สามารถทางานได้เรว็ ข้นึ ประมวลผลข้อมูลได้ทีละ มากๆ ทางานไดห้ ลายงานพร้อมกัน รวมทง้ั สามารถแสดงผลในรปู ของสื่อประสมได้ ความนยิ มนาคอมพวิ เตอร์มา ช่วยงานจึงขยายอยา่ งรวดเร็ว ยคุ น้จี ะมีความพยายามในการประยกุ ตใ์ ช้คอมพิวเตอรก์ บั งานหลายประเภท เชน่ มี ความพยายามนาคอมพิวเตอร์มาช่วยในการตดั สินใจและแก้ปัญหาใหด้ ีย่งิ ขนั้ นอกจากน้ีในยุคนี้ก็มีการพฒั นา เครือข่ายคอมพิวเตอร์เพอื่ ให้คอมพวิ เตอร์ทเ่ี ชือ่ มตอ่ กนั อยูใ่ นเครอื ข่ายสามารถใชท้ รพั ยากรร่วมกันและแลกเปลย่ี น ข้อมลู ระหว่างกันได้ สามารถใชอ้ ุปกรณร์ อบขา้ ง เชน่ เครอื่ งพมิ พ์ร่วมกนั ได้ สามารถเรียกใชข้ ้อมลู ท่ีอยู่ในเครอ่ื งอน่ื ในกลุม่ ได้ จากความสะดวกสบายของการทางานบนเครือขา่ ยคอมพวิ เตอร์ ทาใหเ้ ทคโนโลยนี ีไ้ ด้รับความนิยมสูงมา โดยตลอดมีผลใหม้ กี ารพฒั นาและการประยุกต์ใชง้ านบนเครอื ขา่ ยคอมพวิ เตอรม์ าก เช่น มกี ารพัฒนาสายเชือ่ มโยง ให้มีความทนทานและสามารถส่งขอ้ มูลได้มากขน้ึ สาหรบั ด้านซอฟต์แวร์จะเหน็ ไดว้ ่าปจั จุบันมกี ารพฒั นาโปรแกรมสาหรบั การติดต่อส่ือสารในหลายรปู แบบ ไมว่ า่ จะเป็นการส่งไปรษณยี ์อิเล็กทรอนิกส์ การพูดคยุ หรือเล่นเกมแบบออนไลน์ การนาเสนอขอ้ มูลผา่ นทางเว็บ เปน็ ตน้ รูป พัฒนาการของ Transistor 3. ชนิดของคอมพิวเตอร์ จาแนกตามสภาพการทางานของระบบเทคโนโลยที ปี่ ระกอบอยู่และสภาพการใช้งานของคอมพิวเตอร์ใน ยุกต์เคร่ืองอเิ ล็กทรอนิกส์ได้ดังนี้ 1) ไมโครคอมพวิ เตอร์ (microcomputer) 2) สถานงี านวศิ วกรรม (engineering workstation) 3) มนิ ิคอมพวิ เตอร์ (minicomputer) 4) เมนเฟรมคอมพวิ เตอร์ (mainframe computer) 5) ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer) หรือคอมพวิ เตอรป์ ระสิทธภิ าพสูง (high performance
13 computer) ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer) มีขนาดเล็กที่สุด แตก่ ม็ ปี ระสทิ ธิภาพสูง นิยมใช้กันมากในปัจจุบนั เน่ืองจากมาขนาดเล็ก น้าหนกั เบา ราคาไม่แพงสามารถเคลือ่ นย้ายไดง้ ่ายและสะดวก สามารถแบง่ แยก ไมโครคอมพวิ เตอรต์ ามขนาดของเครอ่ื งไดด้ ังน้ี 1. คอมพิวเตอรแ์ บบต้ังโต๊ะ (desktop computer) เป็นไมโครคอมพวิ เตอรม์ ีขนาดเล็กได้รับการออกแบบ มาใหต้ งั้ บนโตะ๊ มีการแยกช้นิ ส่วนประกอบเป็น จอภาพ เคส(case) และแปน้ พิมพ์ รปู คอมพวิ เตอร์แบบตงั้ โต๊ะ 2. โน้ตบกุ๊ คอมพิวเตอร์ (notebook computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์มขี นาดเล็กสามารถหิ้วพกพาไป ในที่ตา่ งๆ ได้ มีน้าหนกั ประมาณ 1.5 – 3 กโิ ลกรัม เครอ่ื งประเภทนีม้ ปี ระสิทธภิ าพเหมือนเครื่องแบบต้ังโตะ๊ รปู โน้ตบคุ คอมพิวเตอร์ 3. ปาล์มทอ็ ปคอมพิวเตอร์ (Personal Digital Assistance) เปน็ ไมโครคอมพวิ เตอรแ์ บบพกพาทีม่ ีขนาด เลก็ สามารถใส่กระเปา๋ เสื้อได้ ใช้สาหรบั ทางานเฉพาะอยา่ ง เช่น เป็นสมุดจดบันทึกประจาวนั เปน็ พจนานุกรม
14 Personal Digital Assistance สถานงี านวศิ วกรรม (engineering workstation) เหมาะสาหรับงานกราฟิก การสร้างรูปภาพและการทา ภาพเคล่ือนไหว การเชอ่ื มโยงสถานีงานวศิ วกรรมรวมกันเป็นเครอื ข่ายทาใหส้ ามารถแลกเปล่ยี นขอ้ มลู และการใช้ งานรว่ มกนั อย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ โดยใช้ระบบปฏบิ ตั กิ ารยนู ิกซ์ ประสิทธภิ าพของซพี ียูอยู่ในชว่ งหลายร้อยล้านคาสงั่ ต่อวินาที (Million Instructions Per Second : MIPS) อย่างไรกต็ าม หลงั จากทใี่ ช้ซีพียแู บบริสก์ (Reduced InstructionSet Computer : RISC) กส็ ามารถเพ่ิมขีดความสามารถเชิงคานวณของซีพยี ูสงู ขึ้นอีก รูป สถานงี านวศิ วกรรม (Work Station) มนิ ิคอมพวิ เตอร์ (minicomputer) เป็นเครอ่ื งที่สามารถใช้งานพร้อมๆ กนั ไดห้ ลายคน จึงมีเคร่ือง ปลายทางที่เช่ือมตอ่ กนั ราคามกั จะสูงกว่าเครื่องสถานีงานวศิ วกรรม นามาใชส้ าหรบั ประมวลผลในงานสารสนเทศ ขององค์กรขนาดกลาง จนถึงองค์กรขนาดใหญท่ ม่ี ีการวางระบบเปน็ เครือข่าย เชน่ งานบัญชแี ละการเงนิ งาน ออกแบบทางวิศวกรรม งานควบคมุ การผลิตในโรงงานอตุ สาหกรรม ปัจจบุ นั คอมพวิ เตอร์ในกลมุ่ นี้เปลี่ยนเป็น สถานบี รกิ ารบนเครือข่ายในรูปแบบเซิรฟ์ เวอร์ (Server)
15 รูป มินิคอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (mainframe computer) มีขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพสงู มีความเร็วในการทางาน และมีหนว่ ยความจาสงู มาก เหมาะกับหน่วยงานขนาดใหญ่เชน่ ธนาคาร เปน็ ต้น ปจั จุบันเมนเฟรมไดร้ ับความนิยม นอ้ ยลงท้ังน้ีเพราะคอมพวิ เตอร์ขนาดเลก็ มปี ระสิทธิภาพและความสามารถดีขน้ึ ราคาถูกลง ขณะเดยี วกนั ระบบ เครอื ข่ายคอมพวิ เตอร์ก็ดีขึน้ จนทาใหก้ ารใชง้ านบนเครือข่ายกระทาได้เหมือนการใชง้ านบนเมนเฟรม รูป เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ซูเปอรค์ อมพวิ เตอร์ (supercomputer) หรือคอมพวิ เตอร์ประสิทธิภาพสูง (high performance computer) เปน็ เคร่ืองคอมพิวเตอร์ที่เหมาะสมกับงานคานวณที่ตอ้ งมีการคานวณตัวเลขจานวนหลายลานตวั ภายในเวลาอันรวดเร็วเชน่ งานพยากรณอ์ ากาศ ทตี่ ้องนาข้อมูลต่างๆ เกยี่ วกบั อากาศท้ัง ระดบั ภาคพ้นื ดิน และ ระดับช้ันบรรยากาศเพื่อดูการเคล่ือนไหวและการเปล่ียนแปลงของอากาศ หรืองานดา้ นการควบคมุ ขีปนาวุธ งาน ควบคุมทางอากาศ งานประมวลผลภาพทางการแพทย์ งานดา้ นวิทยาศาสตร์ และงานดา้ นวิศวกรรมการออกแบบ ซูเปอรค์ อมพวิ เตอร์ทางานไดเ้ ร็ว และมีประสทิ ธิภาพสงู กว่าคอมพิวเตอรช์ นดิ อืน่ เพราะมีการพฒั นาให้มี
16 โครงสร้างการคานวณพิเศษ เช่น การคานวณแบบขนานทเ่ี รียกวา่ เอ็มพพี ี (Massively Parallel Processing : MPP) ซึ่งเปน็ การคานวณท่ีกระทากบั ข้อมูลหลายๆ ตัวในเวลาเดยี วกันดว้ ยขีดความสามารถของไมโคร โพรเซสเซอร์ทส่ี งู ขน้ึ มาก จึงมีการพฒั นาระบบไมโครคอมพิวเตอร์ตอ่ ร่วมกนั เป็นเครือขา่ ย และให้การทางาน ร่วมกนั ในรปู แบบการคานวณเป็นกล่มุ หรือที่เรียกวา่ คลสั เตอร์ (cluster computer)คอมพวิ เตอร์ประเภทนี้จงึ ทา การคานวณแบบขนานและสามารถคานวณทางวิทยาศาสตรไ์ ดด้ ีนอกจากน้ยี ังมีการประยุกตค์ อมพิวเตอร์จานวน มากบนเครือข่ายให้ทางานร่วมกัน โดยกระจายการทางานไปยังเคร่ืองต่างๆ บนเครือข่าย ท้ังน้ที าให้ประสิทธิภาพ การคานวณโดยรวมสูงขนึ้ มาก เราเรยี กระบบการคานวณบนเครือข่ายแบบน้ีว่าคอมพวิ เตอร์แบบกรดิ (grid computer) ซเู ปอร์คอมพวิ เตอร์ กรดิ คอมพิวเตอร์ 4. องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ ประกอบดว้ ย 3 ส่วน คอื ฮารด์ แวร์ (Hardware) ซอฟต์แวร์ (Software)และ บคุ ลากร (People ware) ฮาร์ดแวร์(Hardware) คือ ตัวเคร่ืองและอปุ กรณต์ ่างๆ ของคอมพิวเตอร์ทุกๆ ชนิ้ รวมถงึ อุปกรณ์ ภายนอก(Peripheral device) อื่นๆ เชน่ จอภาพ คยี ์บอร์ด เมาส์ พรนิ เตอร์ ฮารด์ ดิสก์ แผงวงจรหลัก (Mainboard) แรม การ์ดจอ ซีพียู เปน็ ต้น ซอฟต์แวร์(Software) คือ โปรแกรมหรือชดุ ข้อมลู คาสั่งตา่ งๆ ทส่ี ่งั งานใหค้ อมพิวเตอร์ทางานตาม วตั ถปุ ระสงค์
17 บคุ ลากร(Peopleware) คอื ผู้ใชง้ านหรอื ผ้ทู ท่ี างานอยู่กบั เคร่ืองคอมพิวเตอรร์ วมถงึ ชา่ ง โปรแกรมเมอร์ นกั วเิ คราะหร์ ะบบ และอ่นื ๆ 5. หลกั การทางานของระบบคอมพิวเตอร์ เมือ่ ข้อมูลถกู สง่ ผา่ นเข้ามาทางหนว่ ยรบั ข้อมูล (Input Unit) ก็จะถูกสง่ ต่อเพ่ือนาไปจดั เก็บหรอื พักข้อมลู ไวช้ ั่วคราวท่หี นว่ ยความจา (Memory Unit) ก่อน จากน้ันจึงคอ่ ยๆ ทยอยจดั ส่งขอ้ มูลตา่ งๆ ทีจ่ ดั เกบ็ ไว้ ไปให้ หน่วยประมวลผล (Processing Unit) เพ่ือประมวลผลข้อมลู แล้วสง่ ไปยังหนว่ ยสุดทา้ ยคอื หน่วยแสดงผล (Output Unit) เพือ่ ทาการแสดงผลออกทางอุปกรณ์ตา่ งๆ ต่อไป รปู หลกั การทางานของระบบคอมพวิ เตอร์ สามารถอธบิ ายหลักการทางานของแต่ละหน่วยพอสงั เขปไดด้ งั นี้ o หนว่ ยรบั ข้อมูล (Input Unit) หน่วยรับขอ้ มลู เป็นสว่ นแรกท่ีติดต่อกับผ้ใู ช้ หน้าทห่ี ลกั คือ ตอบสนองการสั่งงานจากผใู้ ช้แล้วรับเปน็ สัญญาณข้อมลู ส่งต่อไปจัดเก็บหรอื พักไวท้ ่ีหนว่ ยความจา ซึง่ อุปกรณท์ ่ีทาหนา้ ท่เี ปน็ หน่วยรบั ขอ้ มูลมีมากมายเชน่ Mouse, Keyboard, Joystick, Touch Pad เป็นต้น o หน่วยประมวลผล (Processing Unit) หนว่ ยประมวลผลถือเป็นสว่ นทส่ี าคัญท่สี ดุ ของเคร่อื งคอมพิวเตอร์ เปรยี บไดก้ ับสมองของมนษุ ย์ หน้าที่ หลกั ของหนว่ ยน้ีคือ นาเอาข้อมลู ท่ีถกู จัดเกบ็ หรือพักไว้ในหน่วยความจา มาทาการคดิ คานวณประมวลผลขอ้ มูล ทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic Operation) และเปรยี บเทียบข้อมูลทางตรรกศาสตร์ (Logical Operation) จนได้ ผลลพั ธ์ออกมาแล้วจงึ ค่อยสง่ ข้อมลู ท่ีเปน็ ผลลพั ธเ์ หล่านัน้ ไปยงั หน่วยแสดงผลตอ่ ไป อปุ กรณ์ท่ที าหนา้ ที่เป็นหน่วย ประมวลผลในเครอื่ งคอมพิวเตอร์ก็คอื ซีพียู (Central Processing Unit)
18 o หน่วยความจา (Memory Unit) หน่วยความจาเป็นหนว่ ยทส่ี าคัญ ทจี่ ะต้องทางานร่วมกนั กับหนว่ ยประมวลผลอยู่โดยตลอด หน้าท่หี ลักคือ จดจาและบนั ทึกข้อมลู ตา่ งๆท่ีถกู สง่ มาจากหนว่ ยรับข้อมลู จัดเก็บไวช้ ัว่ คราว ก่อนทจ่ี ะสง่ ต่อไปให้หน่วยประมวลผล นอกจากน้ยี งั ทาหนา้ ทเี่ ป็นเสมือนกระดาษทด สาหรับใหห้ น่วยประมวลผลใชค้ ิดคานวณประมวลผลข้อมลู ตา่ งๆ ดว้ ย o หนว่ ยแสดงผล (Output Unit) หนว่ ยแสดงผลเปน็ หนว่ ยที่ใช้ในการแสดงผลลัพธท์ ่ีไดอ้ อกมาในรูปแบบตา่ งๆ กันตามแต่ละอปุ กรณ์ เชน่ สัญญาณภาพออกสู่หน้าจอ และงานพิมพจ์ ากเคร่ืองพมิ พ์ เป็นต้น 6. ส่วนประกอบของเคร่ืองคอมพิวเตอร์ 6.1 หน่วยรบั ข้อมูล อปุ กรณ์รับเขา้ ในปจั จุบันมหี ลายประเภท แต่ละประเภทมีวิธีการในการนาเขา้ ข้อมลู ทต่ี ่างๆ กัน เราอาจแบง่ ประเภทของอปุ กรณร์ ับเขา้ ตามลกั ษณะการรบั ข้อมูลเขา้ ได้ดังนี้ 6.1.1 อุปกรณร์ ับเขา้ แบบกด 1) แป้นพิมพ์ หรือ คยี ์บอร์ด (Keyboard) เปน็ อปุ กรณส์ าหรบั นาเขา้ ข้อมูลขัน้ พ้นื ฐาน ทาหน้าท่ีเชอื่ ม ความสมั พันธ์ระหวา่ งมนุษย์กับระบบคอมพิวเตอร์ โดยส่งคาส่ังหรือข้อมลู จากผใู้ ช้ไปส่หู น่วยประมวลผลในระบบ คอมพิวเตอร์ ภายใน แปน้ พิมพจ์ ะมีแผงวงจรหลักทีจ่ ะประกอบด้วยช้นิ สว่ นอเิ ล็กทรอนกิ ส์จานวนมาก ซง่ึ มลี ักษณะ เปน็ แผน่ บางๆ ทีถ่ กู ฉาบด้วยหมกึ ทเี่ ปน็ ตัวนาไฟฟ้า เม่ือถูกกดจนติดกันกจ็ ะมีกระแสไฟฟ้าไหลในตวั วงจร เม่ือผใู้ ช้ กดแป้นใดแปน้ หนึ่ง ขอ้ มูลในรูปของสญั ญาณไฟฟ้าจากแป้นกดแตล่ ะแปน้ จะถูกเปรียบเทียบรหัส (Scan Code) กับรหัสมาตรฐานของแตล่ ะแปน้ ท่กี ด เพอ่ื เปลย่ี นให้เปน็ ตวั อักษร ตัวเลข หรอื สัญลักษณ์ไปแสดงบนจอภาพ รูป คียบ์ อร์ด
19 6.1.2 อุปกรณร์ บั เข้าแบบชี้ตาแหนง่ 1) เมาส์ (Mouse) เมาส์เป็นอุปกรณ์ที่ใหค้ วามรู้สึกทีด่ ตี ่อการใชง้ าน ชว่ ยใหก้ ารใชง้ านงา่ ยขนึ้ ดว้ ยการใชเ้ มาส์เล่อื นตัวชี้ไปยงั ตาแหน่งตา่ ง ๆ บนจอภาพในขณะทีส่ ายตาจบั อย่ทู จี่ อภาพก็สามารถใช้มือลากเมาสไ์ ปมาได้ระยะทางและทิศทาง ของตวั ชีจ้ ะสมั พันธแ์ ละเป็นไปในแนวทางเดียวกับการเล่ือนเมาส์เมาสแ์ บ่งไดเ้ ป็นสองแบบคอื เมาสแ์ บบทางกล (Mechanical) และเมาสแ์ บบใช้แสง (Optical) แบบทางกลเปน็ แบบทใี่ ชล้ ูกกลิง้ กลมทีม่ นี ้าหนกั และแรงเสียดทาน พอดี เมือ่ เล่ือนเมาส์ไปในทิศทางใดจะทาให้ลูกกล้งิ เคล่อื นไปมาในทิศทางนน้ั ลูกกล้งิ จะทาใหก้ ลไกซึง่ ทาหน้าทีป่ รับ แกนหมุนในแกน X และแกน Y แล้วสง่ ผลไปเล่ือนตาแหน่งตวั ชบ้ี นจอภาพ เมาส์แบบทางกลนม้ี โี ครงสร้างที่ ออกแบบไดง้ า่ ย มีรูปร่างพอเหมาะมือ ส่วนลกู กล้ิงจะต้องออกแบบใหก้ ลงิ้ ได้งา่ ยและไม่ลื่นไถล สามารถควบคมุ ความเร็วได้อย่างต่อเนื่องสัมพันธร์ ะหวา่ งทางเดนิ ของเมาสแ์ ละจอภาพ เมาสแ์ บบใช้แสงอาศยั หลักการสง่ แสงจาก เมาส์ลงไปบนแผน่ รองเมาส์ (mouse pad) เมาสแ์ บบใช้แสงอาศยั หลักการสง่ แสงจากเมาส์ลงไปบนแผน่ รองเมาส์ ซง่ึ เป็นตาราง (grid) ตามแนวแกน X และ Y เมื่อเล่ือนตัวเมาส์เคลอื่ นไปบนแผ่นตารางรองเมาสก์ จ็ ะมแี สงตดั ผ่าน ตารางและสะท้อนขึ้นมาทาให้ทราบตาแหน่งทีล่ ากไปเมาสแ์ บบนไี้ มต่ ้องใชล้ ูกกลง้ิ กลม แต่ต้องใช้แผ่นตารางรอง เมาสพ์ เิ ศษ เมาสแ์ บบทางกล (Mechanical) เมาสแ์ บบใชแ้ สง (Optical Mouse) 2) อุปกรณช์ ้ีตาแหน่งสาหรับเครือ่ งคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก เนื่องจากเคร่ืองคอมพิวเตอร์โนต้ บุก๊ เปน็ เครื่องคอมพวิ เตอร์ที่ผลติ ขึน้ มาเพอ่ื ความสะดวกในการพกพาไป ในที่ต่างๆ จงึ จาเป็นตอ้ งออกแบบให้มีอุปกรณ์ทีต่ ่อพว่ งน้อยทีส่ ดุ และใช้เน้ือท่ีในการใช้งานน้อยท่สี ุด ดังจะเหน็ วา่ เครอ่ื งคอมพิวเตอร์ดงั กลา่ วมีแผงแป้นอักขระติดอยู่กบั จอภาพ และอุปกรณ์อีกอย่างหนงึ่ ท่ถี อื เป็นสง่ิ จาเปน็ ในการ ใชง้ านเครือ่ งคอมพิวเตอรใ์ นปัจจุบันคอื เมาส์ จึงตอ้ งมีการคิดคน้ อปุ กรณท์ ีจ่ ะทาหนา้ ทแ่ี ทนเมาส์ โดยจะตอ้ ง ออกแบบให้สามารถตดิ อยู่กับตัวเคร่อื งไดเ้ ลย สะดวกในการพกพา และให้พ้นื ที่ในการทางานนอ้ ย ในปัจจบุ ันเรามี อปุ กรณ์ทท่ี าหนา้ ทีแ่ ละมคี ุณสมบัตดิ ังที่กล่าวมาอยู่ 3 ชนดิ ไดแ้ ก่
20 ก) ลกู กลมควบคุม (Track ball) ลูกกลมควบคุมมลี ักษณะเป็นลกู บอลกลมอยู่ภายในเบา้ ตรง บรเิ วณแผงแปน้ อักขระของเครือ่ งคอมพิวเตอรโ์ นค๊ บุ๊ค ผู้ใชส้ ามารถใช้อุปกรณช์ นิดนีค้ วบคมุ การเคล่อื นท่ีของตัวช้ี บนจอภาพโดยการหมุนลกู กลมไปในทศิ ทางทีต่ ้องการ ข) แทง่ ชีต้ าแหนง่ (Track point) แท่งชีต้ าแหนง่ มลี ักษณะเปน็ แท่งพลาสติกท่ีส่วนยอด หุม้ ดว้ ยยางโผล่ข้นึ มาตรงกลางในแผงแป้นอักขระของเครอื่ งคอมพวิ เตอรโ์ นต้ บุ๊ก ผู้ใช้สามารถใชอ้ ปุ กรณ์ชนดิ นี้ ควบคมุ การเคล่ือนท่ขี องตวั ช้บี นจอภาพโดยการโยกแท่งช้ีควบคมุ ไปในทศิ ทางที่ต้องการ ค) แผน่ รองสัมผสั (Touch pad) แผน่ รองสัมผสั เป็นแผน่ พลาสติกที่ไวตอ่ การสมั ผัส อยู่ ตรงหนา้ แผงแปน้ อักขระของเครอื่ งคอมพิวเตอรโ์ นต้ บกุ๊ เปน็ อปุ กรณ์ทีน่ ิยมตดิ ตงั้ บนเคร่ืองคอมพวิ เตอร์แบบ โนต้ บกุ๊ ในปจั จบุ ัน เนอ่ื งจากใช้งานง่าย ผใู้ ช้สามารถใชอ้ ปุ กรณช์ นดิ นี้ควบคุมการเคลอ่ื นท่ีของตวั ชี้บนจอภาพ โดย การแตะสมั ผสั ไปแผน่ รองสมั ผสั และสามารถคลิกหรือดบั เบ้ลิ คลกิ เพ่ือเลือกรายการได้ Track Ball Track Point Touch Pad 3) กา้ นควบคุม (Joystick) อปุ กรณ์รบั เขา้ ชนดิ นเี้ ป็นท่ีคุ้นเคยของนักเรียนทีน่ ยิ มเล่นเกมคอมพิวเตอร์ชนิดที่มีการแสดงผลเป็นกราฟิก ทีต่ ัวผเู้ ล่นทปี่ รากฏบนจอภาพตอ้ งมีการเคล่ือนท่ีเพื่อทาภารกิจตามกตกิ าของเกม ตัวผ้เู ลน่ ท่ีปรากฏบนจอภาพ เปรียบได้กบั ตัวชีต้ าแหน่งท่ปี รากฏในการซอฟต์แวร์ประยุกต์ทวั่ ไป และก้านควบคุมนี้ก็ทาหน้าท่เี หมือนเมาสท์ ่ีคอย กาหนดการเคลอื่ นท่ีของตัวชีบ้ นจอภาพ โดยลกั ษณะของก้านควบคมุ จะคล้ายกล่องท่ีมกี ้านโผล่ออกมา และก้าน น้ันสามารถบดิ ขึ้น ลง ซา้ ย ขวาได้การเคลื่อนท่ีของกา้ นนีเ้ องที่เปน็ การกาหนดทิศทางการเคล่ือนท่ีของตัวชี้ ตาแหนง่
21 6.1.3 อปุ กรณร์ บั เขา้ ระบบปากกา อปุ กรณร์ บั เขา้ ในกลุม่ น้ีจะมีส่วนประกอบอย่ชู ิ้นหนึ่งเป็นสว่ นประกอบสาคญั คอื อปุ กรณ์ทีม่ ีรูปรา่ งเหมือน ปากกา แต่จะมีแสงทป่ี ลาย งานที่ใชอ้ ปุ กรณช์ ้ินนี้มกั เป็นงานเกีย่ วกับกราฟิกทตี่ ้องมีการวาดรปู งานวาดแผนผงั และงานคอมพวิ เตอรช์ ว่ ยออกแบบ (Computer Aided Design : CAD) ซึง่ ถา้ ใช้อปุ กรณ์ทรี่ ปู ร่างเหมือนปากกาจะ ชว่ ยให้ทางานได้สะดวกและรวดเรว็ ขึน้ อปุ กรณร์ ับเข้าระบบปากกาทมี่ ใี ชง้ านอย่แู พรห่ ลายได้แก่ 1) ปากกาแสง (Light pen) ป า ก ก า แ ส ง ( Light pen) เป็นอปุ กรณท์ ่ีไวตอ่ แสงทนี่ อกจากจะใช้ในการวาดรูปสาหรับงาน กราฟิกแลว้ ยังสามารถทาหน้าที่เหมือนเมาสใ์ นการชต้ี าแหนง่ บนจอภาพ หรือทางานกับรายการเลอื กและสญั รปู เพอ่ื สงั่ งานเครื่องคอมพวิ เตอร์ โดยท่ีปลายข้างหน่ึงของปากกาชนดิ นจ้ี ะมีสายเชื่อมทส่ี ามารถตอ่ เข้ากบั เครือ่ ง คอมพิวเตอร์ เม่อื มกี ารแตะปากกาทจ่ี อภาพขอ้ มลู จะถูกส่งผ่านสายนี้ไปยังเคร่ืองคอมพวิ เตอรท์ าให้สามารถรบั รู้ ตาแหนง่ ท่ีชีแ้ ละกระทาตามคาส่ังได้ นอกจากนี้ เม่อื มีการใช้เครือ่ งคอมพวิ เตอรช์ นดิ พกพาหรือปาล์มท็อปอย่าง แพร่หลายกม็ ีการนาปากกาชนดิ นมี้ าใช้ในการรบั ข้อมลู ท่ีเป็นลายมือบนเคร่ืองคอมพวิ เตอรช์ นดิ น้ี รูป Light Pen 2) เครื่องอ่านพิกดั (Digitizing tablet) เครอ่ื งอา่ นพกิ ดั (Digitizing tablet) หรือเรยี กว่าแผน่ ระนาบกราฟิก (graphic tablet) เป็น อปุ กรณ์รับเข้าท่ีมสี ่วนประกอบ 2 ช้นิ ได้แก่ กระดานแบบสี่เหลี่ยมที่มเี ส้นแบ่งเปน็ ตาราง(grid) ของเส้นลวดที่ไว ต่อสมั ผัสสูง และปากกาที่ทาหน้าท่ีเปน็ ตัวช้ตี าแหน่งหรือวาดรูปบนกระดาษข้างตน้ คอมพวิ เตอรส์ ามารถรบั รู้ ตาแหน่งของกระดานทมี่ ีการสมั ผัสหรือวาดเสน้ และเส้นท่ีวาดจะแสดงบนจอภาพได้ อุปกรณช์ นิ้ นี้มักใชใ้ นการ ออกแบบรถยนต์หรือห่นุ ยนต์ Digitizing Tablet
22 6.1.4 อุปกรณ์รบั เขา้ แบบจอสมั ผสั จอสมั ผัส (Touch screen) เป็นจอภาพแบบพิเศษคือทจี่ อภาพจะเคลือบสารพิเศษทาให้สามารถรบั ตาแหน่งของการสัมผัสดว้ ยมอื มนษุ ย์ได้ทนั ที ซ่ึงผูใ้ ชเ้ พียงแตะปลายน้วิ ลงบนจอภาพในตาแหน่งทกี่ าหนดไว้ เพือ่ เลือกการทางานทตี่ อ้ งการ ซอฟต์แวรท์ ี่ใช้จะเป็นตัวค้นหาว่าผใู้ ช้เลือกทางเลือกใด และทางานให้ตามนั้น หลกั การ นี้นยิ มใช้กับเครื่องไมโครคอมพวิ เตอร์ เพอ่ื ช่วยใหผ้ ู้ทีใ่ ชเ้ ครื่องคอมพิวเตอร์ไมค่ ล่องนักสามารถเลือกข้อมูลท่ี ตอ้ งการได้อย่างสะดวกรวดเร็ว จะพบการใชง้ านมากในรา้ นอาหารแบบเรง่ ด่วน หรอื ใช้แสดงข้อมูลการท่องเทย่ี ว เป็นต้น รปู Touch Screen 6.1.5 อุปกรณ์รับเข้าแบบกวาดตรวจ 1) เครอ่ื งอา่ นรหสั แท่ง (Barcode Reader) การทางานของเคร่ืองใชห้ ลักการของการสะทอ้ นแสง โดยเคร่ืองอา่ นจะส่องลาแสงไปยังรหสั แท่ง ทีอ่ ยบู่ นสินคา้ แล้วแปลงรหัสทีอ่ า่ นไดเ้ ปน็ สัญญาณไฟฟ้าส่งผา่ นสายทีเ่ ช่อื มต่อกับเคร่ืองคอมพิวเตอร์ เพ่อื ให้ ซอฟต์แวร์ทีส่ ร้างข้ึนใช้งานรว่ มกบั อุปกรณช์ ้ินนี้โดยเฉพาะนาไปประมวลผล Barcode Reader 2) เคร่ืองกราดตรวจ (Scanner) อปุ กรณช์ ้ินนีส้ ามารถนาเขา้ ข้อมลู ทเี่ ป็นรปู ภาพหรอื ขอ้ ความท่อี ยบู่ นสิ่งพมิ พ์ได้โดยใช้ หลักการสะท้อนแสง ขอ้ มูลที่รบั เข้าโดยอุปกรณ์ชนิ้ น้จี ะเป็นรูปภาพที่ไดร้ ับการแปลงให้อยใู่ นรูปแบบท่เี ครื่อง คอมพิวเตอรส์ ามารถเข้าใจและตคี วามได้ การพิจารณาคณุ ภาพของสแกนเนอร์จะพิจารณาจากความละเอียดของ
23 ภาพซึง่ มีหน่วยเปน็ จุดต่อนวิ้ (dot per inch : dpi) ภาพทม่ี ีจานวนจุดตอ่ น้วิ มากจะมีความละเอยี ดสงู ซงึ่ จะเหมือน รปู จรงิ มาก รปู เครอ่ื ง Scanner 3) ก ลอ่ ง ถา่ ย ภ า พ ดจิ ทิ ลั (Digital camera) เป็นกล้องถา่ ยภาพท่เี กบ็ ภาพเปน็ ข้อมูลดิจิตอล และสามารถนาภาพท่ีเป็นข้อมลู ดจิ ติ อลเขา้ เคร่ือง คอมพิวเตอร์เพ่ือใช้งานไดโ้ ดยไม่ต้องใชอ้ ปุ กรณส์ แกนเนอร์อกี รปู กล้อง Digital 6.1.6 อุปกรณร์ ับเขา้ แบบจดจาเสยี ง เป็นอปุ กรณท์ ใี่ ช้รบั สญั ญาณเสยี งทม่ี นุษย์พดู และแปลงเป็นสญั ญาณดิจิตอลเกบ็ ข้อมลู ไว้ในคอมพวิ เตอร์ สงั่ ใหค้ อมพิวเตอร์ทางานทางเสียงแทนท่ีจะใช้แปน้ พิมพป์ ัจจบุ ันนยิ มนามาใชก้ ับผู้ทที่ างานหลายอย่างไมม่ ีเวลาว่าง พอท่จี ะกดแป้นพมิ พ์ หรือผพู้ ิการเชน่ คนตาบอด 6.2 หน่วยประมวลผลกลาง หนว่ ยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หรอื ไมโครโพรเซสเซอรข์ อง ไมโครคอมพวิ เตอร์ มีหน้าท่ีนาคาส่งั และขอ้ มลู ท่ีเก็บไว้ในหนว่ ยความจามาแปลความหมายและกระทาตามคาสั่ง พนื้ ฐานของไมโครโพรเซสเซอรซ์ ่งึ แทนได้ดว้ ยรหัสเลขฐานสอง หน่วยประมวลผลกลางเป็นวงจรไฟฟ้า ซง่ึ องค์ประกอบภายในของซีพยี ูทีส่ าคญั คือ 1) หนว่ ยควบคมุ (Control Unit) และ 2) หน่วยคานวณและตรรกะ (Arithmetic Logical Unit :ALU) รายละเอียดดังนี้
24 1) หนว่ ยควบคุม (Control Unit : CU) ทาหน้าที่ควบคมุ การทางาน ควบคุมการเขยี นอ่านข้อมูล ระหวา่ งหนว่ ยความจาของซีพียู ควบคมุ กลไกการทางาน ท้งั หมดของระบบ ควบคมุ จงั หวะเวลา โดยมีสญั ญาณ นาฬกิ า เปน็ ตวั กาหนดจงั หวะการทางาน หน่วยน้ีทาหนา้ ที่คล้ายกับสมองคนซ่ึงควบคุมใหร้ ะบบอวยั วะต่างๆ ของ ร่างกายทางานประสานกนั สามารถเปรียบเทียบการทางานของหนว่ ยควบคุมกบั การทางานของสมองได้ดังนี้ 2) หนว่ ยคานวณและตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit : ALU) ทาหน้าที่คานวณทางเลขคณติ ได้แก่ การบวก ลบ คูณ หาร และเปรียบเทียบทางตรรกะเพื่อทาการตดั สนิ ใจ การทางานของหนว่ ยนีจ้ ะรับข้อมูล จากหน่วยความจามาไวใ้ นทเี่ ก็บชั่วคราวของเอแอลยูซ่ึงเรียกว่า register เพ่ือทาการคานวณแล้วสง่ ผลลัพธ์กลับไป ยงั หน่วยความจา ท้ังนี้ในการสง่ ข้อมลู ระหว่างอปุ กรณ์ต่างๆ ข้อมูลและคาสั่งจะอยูใ่ นรปู ของสญั ญาณไฟฟา้ แลว้ ส่งไปยังอุปกรณ์ต่างๆ ผา่ นระบบส่งถา่ ยข้อมูลภายในเรยี กว่าบสั (bus) ความเร็วของซีพยี ูถือไดว้ ่าเปน็ ปัจจัยสาคัญ อยา่ งหนึ่งทบี่ ่งบอกถงึ ประสทิ ธภิ าพของเครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ ซ่งึ องค์ประกอบที่สง่ ผลต่อประสิทธิภาพของซีพียูมี 3 ส่วนหลกั ๆ คอื 1. สัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู เป็นสญั ญาณทีใ่ หจ้ งั หวะในการทางานภายในตวั ซพี ียู หรอื จะกล่าวไดว้ า่ เปน็ ความเร็วของซีพียนู นั้ เอง 2. สัญญาณภายนอกซพี ียู เป็นสญั ญาณทใ่ี หจ้ งั หวะในการทางานแกบ่ ัสที่ซีพยี ูใช้รับส่งข้อมลู กับนว่ ย ความจา โดยบัสทเ่ี ชื่อมต่อระหว่างซพี ียูกับหน่วยความจานี้จะเรียกว่า “ฟรอนต์ไซคบ์ สั ” (Front Side Bus) หรอื เรียกย่อๆ วา่ “เอฟเอสบี”(FSB) 3. หน่วยความจาแคช (Cache memory) คอื สว่ นที่ทาหน้าท่ีเกบ็ ข้อมลู หรือคาส่ังที่ซพี ยี ูมักมีการเรียกใช้ งานบอ่ ยๆ เพ่ือลดการทางานระหว่างซพี ยี ูกับหนว่ ยความจาหลัก โดยไมต่ ้องเสยี เวลาโหลดขอ้ มลู จากน่วยความ จาหลกั มาบอ่ ยๆ ซึ่งจะช้ากว่ามาก หน่วยความจาแคช ในปัจจบุ ันมคี วามเรว็ เทา่ กบั ความเร็วของซีพียูและบรรจุอยู่ภายในซีพยี ู มอี ยู่ 2 ระดับ คือแคชระดบั 1 หรือทเ่ี รียกว่า “L1 cache” และ แคชระดับ 2 หรอื ท่เี รียกว่า “L2 cache” (ซพี ียูของ AMD บาง รุ่นเช่น ร่นุ K6-2, K6-3 สามารถใช้แคชระดับ 3 ทเ่ี รยี กวา่ “L3 cache” อยูบ่ นเมนบอร์ดได้)
25 3.2.1 บรรจุภัณฑ์ (Packaging) และฐานรอง (Socket) ของซีพียู สามารถแบง่ เปน็ 4 แบบ 1) แบบตลบั (Cartridge) ใชส้ าหรบั เสยี บลงในชอ่ งเสียบบนเมนบอร์ดที่เรียกวา่ สลอ็ ต (Slot) ซึ่งซีพียูแต่ละค่ายจะใช้ Slot ของตนเองและไมเ่ หมือนกัน ในปจั จบุ นั ไดเ้ ลกิ ผลติ แล้ว เชน่ ซีพยี ขู อง Intel รุน่ Pentium II และซีพียูของ AMD รนุ่ K7 เปน็ ตน้ 2) แบบ BGA (Ball Grid Array) จะมีลักษณะเป็นแผ่นแบนๆ ท่ดี า้ นหน่งึ จะมีวัตถทุ รงกลมนา ไฟฟา้ ขนาดเลก็ เรียงตวั กันอย่างเปน็ ระเบียบทาหน้าท่เี ป็นขาของชิป เวลานาไปใชง้ านสว่ นมากมักจะต้องบดั กรียดึ จุดสมั ผัสตา่ งๆ ตดิ กบั เมนบอร์ดเลย จึงมกั นาไปใชท้ าเปน็ ชิปทอี่ ย่บู นเมนบอรด์ ซ่ึงเปลี่ยนแปลงไมไ่ ด้ เชน่ ชปิ เซ็ต และ ชปิ หน่วยความจา เปน็ ต้น แบบตลบั แบบ BGA แบบ PGA แบบ LGA 3) แบบ PGA (Pin Grid Array) จะมีลักษณะเปน็ แผ่นแบนๆ ท่ีด้านหน่งึ จะมีขา (Pin) จานวน มากย่นื ออกมาจากตวั ชิป เป็นแบบท่ีนยิ มใช้กันมานาน ขาจานวนมากเหล่านจ้ี ะใชเ้ สียบลงบนฐานรองหรอื ที่ เรยี กว่าซ็อคเก็ต (Socket)ท่อี ยู่บนเมนบอรด์ ซง่ึ เอาไว้สาหรบั เสยี บซพี ยี แู บบ PGA น้ี โดยเฉพาะ โดย socket นีม้ ี หลายแบบ สาหรับซีพียแู ตกต่างกันไปเสยี บข้าม socket กันไม่ได้ เพราะมีจานวนชอ่ งที่ใชเ้ สียบขาซพี ยี แู ตกตา่ งกนั 4) แบบ LGA (Land Grid Array) เปน็ บรรจุภณั ฑท์ ่ี Intel นามาใชก้ ับซพี ยี ูรุ่นใหม่ๆ ลกั ษณะ จะเปน็ แผน่ แบนๆ ท่ีดา้ นหนึง่ จะมแี ผน่ ตัวนาวงกลมแบนเรียบขนาดเล็กจานวนมากเรียงตัวกนั อยูอ่ ย่างเปน็ ระเบยี บ ทาหน้าทีเ่ ปน็ ขาของชปิ ทาให้เม่ือเวลามองจากทางด้านข้างจะไม่เห็นสว่ นใดๆ ยน่ื ออกมาจากตัวชปิ เหมอื นกบั แบบ อ่ืนๆท่ผี า่ นมา ซีพยี ูทีใ่ ช้บรรจุภัณฑ์แบบนจ้ี ะถูกตดิ ต้ังลงบนฐานรองหรอื Socket แบบ Socket T หรอื ชือ่ ทางการ
26 คอื LGA 775 โดย Socket แบบนี้จะไมม่ ีช่องสาหรับเสียบขาซีพยี ูเหมอื นกบั แบบ PGA แตจ่ ะมีขาเล็กๆจานวนมาก ยน่ื ข้ึนมาจากฐานรอง 6.2.2 อุปกรณช์ ่วยระบายความรอ้ นให้ซีพียู (Heat Sink) ขณะท่ซี ีพียูทางานจะเกิดความร้อนค่อนขา้ งมาก จึงต้องมีอุปกรณท์ ่เี รียกว่าฮตี ซิงค์ (Heat Sink) มาช่วย พาความร้อนออกมาจากซีพียูให้เร็วที่สดุ และจะต้องใช้พัดลมเปา่ เพื่อระบายความร้อนออกไปโดยเร็ว รูป อุปกรณ์ระบายความร้อนสาหรบั ซพี ียู 6.2.3 สารเชื่อมความรอ้ น (Thermal Grease) สารเชื่อมความร้อน หรอื ท่เี รียกกนั โดยทั่วไปว่า ซลิ โิ คน (Silicone) เป็นสารชนดิ หนึง่ ทที่ ามาจากซลิ โิ คนผสม กับสารนาความร้อนบางชนดิ เชน่ Zinc Oxide ซ่ึงมีคุณสมบตั เิ ปน็ ตัวกลางในการนาพาความรอ้ นไดด้ ี มักใชท้ า ฉาบไวบ้ างๆ เพื่อไม่ใหม้ ีช่องว่างระหว่างซีพยี ูกับ Heat Sink และทาหนา้ ที่ช่วยในการถา่ ยเทหรอื พาความ รอ้ นจากซีพยี ไู ปสู่ Heat Sink ไดด้ ีย่งิ ขน้ึ รูป สารเชือ่ มความร้อน
27 6.3 หน่วยความจา 6.3.1 โครงสรา้ งของลาดับขั้นหนว่ ยความจา รูป ลาดบั ชั้นของหน่วยความจา ตามแผนภาพด้านบนหน่วยความจา ของเคร่ืองคอมพวิ เตอรม์ ีการจดั โครงสรา้ งเปน็ แบบลาดับชนั้ ซ่ึงชนั้ สูงสดุ และอย่ใู กลก้ บั โปรเซสเซอรม์ ากที่คือ รจี ีสเตอร์(Register)ที่อยู่ภายในโปรเซสเซอร์ จากน้นั ลงมาก็เปน็ หน่วยความจาแคช (Cache) หนึง่ หรอื สองระดับ ซง่ึ ถา้ มหี ลายระดับมักจะเรียกวา่ Cache ระดบั L1, L2,… จากน้ันจงึ เปน็ หนว่ ยความจาหลกั ซงึ่ มกั จะสรา้ งมาจาก DRAM (Dynamic Random Access Memory) ซง่ึ หนว่ ยความจาทีก่ ลา่ วมาทั้งหมดนจ้ี ัดว่าเป็นส่วนท่อี ยู่ภายในเครือ่ งคอมพวิ เตอร์ และโครงสรา้ งลาดบั ช้ันยังขยายต่อ ออกไปทหี่ น่วยความจาภายนอกเครอื่ งคอมพวิ เตอร์ ซง่ึ มักจะหมายถึงอุปกรณ์ท่ีมคี วามเร็วสงู เชน่ ฮาร์ดดิสก์ นอกเหนือจากนี้ได้แก่ อปุ กรณ์ ZIP อปุ กรณ์อ็อพติก และเทปแม่เหลก็ เปน็ ต้น ตาแหนง่ การอา้ งอิงข้อมูลในหนว่ ยความจาหลกั โดยโปรเซสเซอรน์ ั้น มักจะเป็นตาแหน่งเดิม ดงั นั้น หนว่ ยความจา Cache มักจะคัดลอกข้อมูลในหน่วยความจาหลักทีเ่ คยถูกอา้ งอิงไปแล้วเอาไว้ ซ่งึ ถา้ การทางานของ Cache ไดร้ บั การออกแบบมาเปน็ อย่างดีแล้ว ส่วนใหญโ่ ปรเซสเซอร์กจ็ ะเรยี กใช้ข้อมลู ทีอ่ ยใู่ น Cache 6.3.2 รจี ิสเตอร์ (Register) รจี ิสเตอร์ (Register) ถอื วา่ เป็นหน่วยความจาท่มี ีความจนุ ้อยสุด มีความเรว็ สงู สุด และมีราคาแพงสดุ โดย ถูกสร้างเป็นส่วนหนึ่งของชปิ หนว่ ยประมวลผลกลาง โดยอยู่ทีต่ าแหนง่ บนสุดในลาดับช้นั บนสดุ ของหนว่ ยความจา ใชเ้ กบ็ ข้อมูลเข้าและผลลพั ธต์ ามท่ีระบุไว้ในแต่ละคาสั่งของชดุ คาสั่งของหน่วยประมวลผลกลาง ตัวอยา่ งเช่น
28 -รจี สิ เตอร์ที่ใช้เกบ็ ตาแหน่งต่างๆ ของหน่วยความจา (address registers) -รจี สิ เตอร์ทใ่ี ชเ้ กบ็ ค่าคงที่ (constant registers) ที่สามารถอา่ นได้อยา่ งเดียว -รจี ิสเตอร์ที่มีหนา้ ที่เฉพาะอย่าง (special purpose registers) เชน่ program counter ทม่ี ีหนา้ ทเี่ ก็บ ตาแหนง่ ของคาสงั่ ถดั ไปที่ต้องประมวลผลและสแต็คพ้อยท์เตอร์ ท่มี ีหน้าท่ีเกบ็ ตาแหนง่ ของข้อมลู ล่าสดุ ในสแต็ค 6.3.3 แคช (Cache) หน่วยความจา Cache สร้างขึ้นมาเพื่อที่จะให้เป็นหน่วยความจาท่ที างานไดเ้ รว็ ทีสุด โดยปกตแิ ลว้ จะทา หน้าทเี่ กบ็ สาเนาข้อมลู บางส่วนในหน่วยความจาหลกั เอาไว้ เมอื่ เทคโนโลยกี ้าวหน้ามากข้ึน ชว่ ยใหส้ ามารถใส่ Cache เขา้ ไปเปน็ ส่วนหน่งึ ของชพิ โปรเซสเซอรไ์ ด้ ซ่ึงเรียกวา่ on-chipcache เครื่องคอมพวิ เตอร์ในยุคปจั จบุ ันมี การนาCache มาใชง้ านรว่ มกัน และเรียกโครงสรา้ งประเภทนวี้ ่า Cache 2 ระดับ โดย Cache ระดับที่ 1(L1) หมายถงึ on-chip cache และ Cache ระดบั ท่ี 2(L2) หมายถงึ Cache ภายนอก เหตผุ ลทีต่ อ้ งมี L2 Cache เนือ่ งจากถา้ หากโปรเซสเซอร์ไม่สามารถหาข้อมูลไดจ้ าก L1 Cache ขอ้ มูลสว่ นหนึง่ จะถูกพบทน่ี ี่ ซ่งึ ชว่ ยใหก้ าร เข้าถึงขอ้ มลู นั้นรวดเร็วกวา่ การเขา้ ถงึ หน่วยความจาหลักโดยตรง โดยเฉพาะถา้ ชพิ ท่ีนามาสร้าง L2 Cache เป็น แบบ SRAM ที่มีความเรว็ เทา่ กบั บัสแลว้ ขอ้ มูลในน้ีจะถูกนาสง่ โปรเซสเซอร์ได้โดยไม่มีการรอจังหวะสัญาณนาฬิกา (zero-wait state transaction) เกิดขนึ้ เลยซ่ึงเปน็ L2 Cache ชนิดที่เรว็ ท่ีสุด 6.3.4 หนว่ ยความจาหลักแบบแก้ไขได้ (Random-Access Memory : RAM) หน่วยความจาหลัก (RAM) คุณลกั ษณะทสี่ าคญั ของRAM มีอยู่2 ประการคือ ประการแรกสามารถอา่ นหรือบันทกึ ข้อมูลได้อยา่ ง ง่ายดายและรวดเร็วดว้ ยการใช้สัญญานไฟฟ้า ประการทส่ี องคือขอ้ มลู ทเี่ กบ็ อยนู่ นั้ เป็นการเก็บไว้ช่ัวคราว หน่วยความจา RAM จะตอ้ งไดร้ ับพลังงานไฟฟ้ามาป้อนอย่างตอ่ เนื่องตลอดเวลา เมอ่ื ไม่มพี ลงั งานไฟฟ้าข้อมูล ท้ังหมดทเี่ ก็บอยู่ในหนว่ ยความจากจ็ ะหายไปทันที ดงั นนั้ RAM ตัวนีจ้ งึ ถูกนามาใช้เป็นหนว่ ยความจาชว่ั คราว
Search
