แผนบริหารการสอนประจำหน่วยการเรียนที่ 3
หัวข้อเนื้อหาประจำหน่วย
หน่วยการเรียนที่ 3 ประกอบด้วยเนื้อหาที่มีหัวข้อดังต่อไปนี้
1. ประวัติของคอมพิวเตอร์
2. ความหมายของคอมพิวเตอร์
3. ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์
4. ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์
5. ระบบคอมพิวเตอร์
6. องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม
เมื่อจบหน่วยการเรียนนี้นักศึกษาควรจะมีพฤติกรรมหรือความสามารถดังต่อไปนี้
1. อธิบายประวัติของคอมพิวเตอร์ได้
2. อธิบายความหมายของคอมพิวเตอร์ได้
3. ระบุองค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ได้
4. บอกประโยชน์คอมพิวเตอร์ได้
5. อธิบายระบบของคอมพิวเตอร์ได้
6. ระบุองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ได้
วิธีสอนและกิจกรรมการเรียนการสอน
ในหน่วยการเรียนนี้มีจุดมุ่งหมายให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้อย่างกว้างขวาง จึงใช้กิจกรรมการเรียน การสอนดังนี้
1. การบรรยายประกอบสื่อ
2. การอภิปราย
3. การตอบคำถาม
4. การทำแบบฝึกหัด
5. การศึกษาค้นคว้าและทำรายงาน
การวัดและการประเมินผล
วิธีวัดผลและประเมินผลการเรียนรู้ในหน่วยการเรียนนี้มีดังนี้
1. การสังเกตความสนใจ
2. การซักถามความเข้าใจ
3. การศึกษาค้นคว้า
4. การตรวจผลงานที่มอบหมาย
5. การทำแบบฝึกหัดท้ายบท
6. การสอบกลางภาคเรียน
7. การสอบปลายภาคเรียน
1. ประวัติของคอมพิวเตอร์
เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบัน เป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องมาหลายร้อยปี เริ่มจากการสร้างอุปกรณ์ที่ไม่มีกลไกซับซ้อน จนกลายมาเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์มีศักยภาพสูงที่นำมาใช้งานในชีวิตประจำวันในขณะนี้ เพื่อนำมาช่วยทำงานด้านการคำนวณประมวลผล และสามารถนำไปใช้ในการควบคุมการผลิตงานทางด้านอุตสาหกรรมในโรงงานต่าง ๆ
อุปกรณ์ชิ้นแรกซึ่งเป็นที่มาของคอมพิวเตอร์เริ่มจากการคิดค้นของชาวจีนในช่วงปี พ.ศ. 500 มีการประดิษฐ์ลูกคิด (Abacus) ขึ้นมาช่วยในการคิดเลขจึงถือได้ว่าเครื่องคิดเลขนี้เป็นต้นกำเนิดของเครื่องคิดเลขในยุคต่อมา
ในปี พ.ศ. 2185 แบลส์ พาสคัล (Blaise Pascal) นักวิทยาศาสตร์และปรัชญาชาวฝรั่งเศส ได้ประดิษฐ์เครื่องคิดเลขขึ้นมาใช้งาน เครื่องมือที่เขาสร้างขึ้นใช้ในการคำนวณ สามารถใช้บวกและลบค่าตัวเลขได้อย่างถูกต้อง
ปี พ.ศ. 2376 ชาร์ล แบบเบจ ได้สร้างเครื่องคำนวณที่ทำงานโดยอาศัยโปรแกรมเป็นเครื่องแรกของโลก เราให้เกียรติยกย่องว่าเขาเป็นบิดาแห่งคอมพิวเตอร์เนื่องจากเครื่องที่เขาสร้างขึ้นเป็นต้นแบบหรือแนวทางที่นำไปสู่การพัฒนาของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันในปัจจุบัน
ปี พ.ศ. 2489 คณะนักวิจัยของประเทศสหรัฐอเมริกาทีมงานหนึ่งได้พัฒนาและสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ระบบอิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกของโลกมีชื่อเรียกว่า อินิแอ็ก ( ENIAC) เพื่อใช้ในการคำนวณวิถีกระสุนปืนใหญ่ที่ใช้ในระหว่างสงครามโลกครั้งที่ 2 มีความสามารถคำนวณสมการที่สลับซับซ้อนได้รวดเร็วและถูกต้อง ใช้ทำงานทดแทนกำลังคนได้หลายร้อยเท่า ต่อจากนั้น เครื่องคอมพิวเตอร์ก็ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงให้ดีมากยิ่งขึ้น มีการพัฒนาจากระบบใหญ่ จนสามารถพัฒนาเป็นระบบเล็ก หรือที่เราเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ( Personal Computer หรือ PC ) มีความสามารถในการทำงานไม่ด้อยกว่าเครื่องขนาดใหญ่ โดยเราสามารถพบเห็นการนำเครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทนี้มาใช้งานทั่วไป เช่น ในสำนักงานห้างร้านต่าง ๆ หรือแม้กระทั่งการใช้งานที่บ้าน ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีในปัจจุบัน ช่วยให้เราสามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์พีซีที่ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์พิเศษต่อผ่านสายสัญญาณโทรศัพท์ เพื่อใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใดก็ได้ สามารถใช้ระบบอินเทอร์เน็ตสืบค้นข้อมูล พูดคุยกับเพื่อนชาวต่างประเทศหรือภายในประเทศ แลกเปลี่ยนข้อมูลรวมถึงการส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ ติดตามเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นทั่วโลกได้รวดเร็วขึ้น
2. ความหมายของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องมือหรืออุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานด้วยคำสั่ง ชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมต่าง ๆ สามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้หลายแบบ รวมทั้งเครือข่ายอินเตอร์เน็ตด้วยลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์คือมีศักยภาพสูงในการคำนวณประมวลผลข้อมูลทั้งที่เป็นตัวเลข รูปภาพ ตัวอักษร และเสียง ทำให้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานได้อย่างกว้างขวาง
3. ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานได้ครบถ้วนอย่างมีประสิทธิภาพต้องมีองค์ประกอบสำคัญ ดังนี้
คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนที่ประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ เช่น ตัวเครื่อง จอภาพ คีย์บอร์ด และเมาท์ เป็นต้น
จำแนกหน้าที่ของฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ สามารถแบ่งออกเป็นส่วนสำคัญ 5 ส่วน คือ
1. หน่วยรับข้อมูลเข้า(Input Unit) เป็นวัสดุอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่นำมาเชื่อมต่อทำหน้าที่ป้อนสัญญาณเข้าสู่ระบบเพื่อกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามความต้องการทั้งวัสดุอุปกรณ์เกี่ยวข้อง เช่น แป้นอักขระ (keyboard) เมาส์(mouse) ซีดีรอม(CD-Rom) ไมโครโฟน(Microphone) ฯลฯ
2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณทั้งทางตรรกะและคณิตศาสตร์ รวมทั้งการประมวลข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ
3. หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่ส่งมาจากหน่วยรับข้อมูล เพื่อเตรียมส่งไปประมวลผลยังหน่วยประมวลผลกลาง และเก็บผลลัพธ์ที่ได้มาจากการประมวลผลแล้ว เพื่อเตรียมส่งไปยังหน่วยแสดงผล
4. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ทำการประมวลหรือผ่านการคำนวณแล้ว
5. อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ (Peripheral Equipment) เป็นอุปกรณ์ที่นำมาต่อพ่วงเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มากยิ่งขึ้น เช่น โมเด็ม แผงวงจรเชื่อมต่อ เครือข่าย เป็นต้น
4. ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์
ประโยชน์ที่เราได้รับจากการนำคอมพิวเตอร์มาใช้งาน สามารถแบ่งได้ดังนี้
1. มีความเร็วในการทำงานสูง เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานในปัจจุบันสามารถประมวลผลคำสั่งในช่วงเวลา 1 วินาทีได้มากกว่าหนึ่งร้อยล้านคำสั่งจึงใช้ในงานคำนวณต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็ว เช่น การฝากถอนเงินจากตู้เอทีเอ็ม เป็นต้น
2. มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง สามารถทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมง เป็นสัปดาห์ หรือเป็นปี โอกาสเครื่องเสียน้อยมาก ใช้แทนกำลังคนได้มากมาย
3. มีความถูกต้องแม่นยำตามโปรแกรมที่สั่งงานและข้อมูลที่ใช้
4. เก็บข้อมูลได้มาก ไม่ต้องใช้เอกสารและตู้เก็บ
5. สามารถโอนย้ายข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่องหนึ่งโดยผ่านระบบเครือข่ายได้อย่างรวดเร็ว ช่วยอำนวยความสะดวกในการใช้งาน
5. ระบบคอมพิวเตอร์
ระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึง กรรมวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำการใด ๆ กับข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามความประสงค์ของผู้ใช้มากที่สุด เช่น การตรวจสอบข้อมูลประชาชนจากระบบทะเบียนราษฎร์ ของสำนักทะเบียนราษฎร์ กรมการปกครองกระทรวงมหาดไทย ระบบเวชระเบียนของโรงพยาบาล ระบบเสียภาษี ระบบทะเบียนการค้า ระบบทะเบียนประวัติอาชญากรรมของสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ฯลฯ ถ้าต้องการทราบข้อมูลต่าง ๆ เหล่านี้ สามารถตรวจสอบได้โดยการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์จากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้
6. องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
ระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วน ดังนี้
1. ฮาร์ดแวร์ (hardware) หรือส่วนเครื่อง
2. ซอฟต์แวร์ (software) หรือส่วนชุดคำสั่ง
3. ข้อมูล (data)
4. บุคลากร (people)
ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ (hardware) หมายถึง ตัวเครื่องและอุปกรณ์ส่วนต่างๆ ที่เราสามารถสัมผัสและจับต้องได้ ฮาร์ดแวร์จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ4 ส่วน ดังนี้คือ
1. ส่วนประมวลผล (processor)
2. ส่วนความจำ (memory)
3. อุปกรณ์รับเข้าและส่งออก (input-output devices)
4. อุปกรณ์หน่วยเก็บข้อมูล (storage device)
หน่วยประมวลผลกลาง
หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) หรือเรียกคำย่อว่า ซีพียู (CPU) คำว่าซีพียู มีความหมายทางด้านฮาร์ดแวร์ 2 อย่างด้วยกันคือ
1. ตัวชิป (chip) ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์
2. ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์หรือกล่องเครื่องที่มีซีพียูบรรจุอยู่
ความหมายส่วนที่ 2 ถ้ามองทางด้านเทคนิคแล้วจะเป็นความหมายที่ไม่ถูกต้อง เนื่องจากตัวซีพียูเป็นชิปคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เหมือนส่วนสมองของระบบคอมพิวเตอร์
ซีพียูมีหน้าที่หลักในการควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ประมวลผลและเปรียบเทียบข้อมูล โดยทำการเปลี่ยนแปลงข้อมูลดิบให้เป็นสารสนเทศที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ ความสามารถของซีพียูนั้นพิจารณาความเร็วของการทำงาน การับส่งข้อมูล การอ่านและเขียนข้อมูลในหน่วยความจำ ความเร็วของซีพียูขึ้นอยู่กับตัวให้จังหวะที่เรียกว่า สัญญาณนาฬิกา เป็นความเร็วของจำนวนรอบสัญญาณใน 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (hertz) ความสามารถของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่นิยมใช้งานในปัจจุบันจะใช้ซีพียูรุ่นเพนเทียมทรี (pentium III) หรือสูงเกินโดยมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงถึง 1 จิกะเฮิรตซ์ (1 GHz) คือสัญญาณที่มีความเร็ว 1 ล้านรอบใน 1 วินาที และมีแน้วโน้มที่สามารถพัฒนาให้มีความเร็วมากขึ้นเรื่อยๆ
หน่วยความจำ
เราสามารถแยกประเภทของหน่วยความจำ (memory) ได้ดังนี้
1. หน่วยความจำหลัก
2. หน่วยความจำสำรอง
3. หน่วยเก็บข้อมูล
1. หน่วยความจำหลัก (Main memory) คือ หน่วยเก็บข้อมูลและคำสั่งต่างๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วยชุดความจำข้อมูลที่สามารถบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่ง ข้อมูลจะถูกนำไปเก็บไว้และสามารถถูกนำออกมาใช้ในการประมวลผลในภายหลัง โดยซีพียูทำหน้าที่ในการนำข้อมูลเข้าและนำออกจากหน่วยความจำ หรืออย่างใดอย่างหนึ่ง การทำงานของคอมพิวเตอร์นั้นต้องใช้พื้นที่ของหน่วยความจำในการทำงานประมวลผลและเก็บข้อมูล ขนาดความจุของหน่วยความจำสามารถคำนวณได้จากค่าจำนวนพื้นที่ที่สามารถใช้ในการเก็บข้อมูล จำนวนพื้นที่คือจำนวนข้อมูลและขนาดของโปรแกรมที่สามารถเก็บได้สูงสุดในขณะทำงานถ้าพื้นที่ของหน่วยความจำมีมากจะช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วมากยิ่งขึ้นด้วย
หน่วยความจำหลักแบ่งได้ 2 ประเภทคือ
1.1 หน่วยความจำแบบ “แรม” (RAM = Random Access Memory)
1.2 หน่วยความจำแบบ “รอม” (Read Only Memory)
1.1 หน่วยความจำแบบ “แรม” (RAM = Random Access Memory) หน่วยความจำแรมเป็นหน่วยความจำที่ต้องอาศัยกระแสไฟฟ้าเพื่อรักษาข้อมูล ข้อมูลหรือแฟ้มข้อมูลจะถูกเก็บไว้ชั่วคราวขณะทำงาน ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำจะอยู่ได้นานจนกว่าจะปิดเครื่องคอมพิวเตอร์หรือไม่มีกระแสไฟฟ้าป้อนส่งให้กับเครื่อง เมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับข้อมูลที่ถูกเก็บไว้จะถูกลบหายไป เราเรียกว่าหน่วยความจำประเภทนี้ว่า หน่วยความจำแบบลบเลือนได้ (volatile memory)
1.2 หน่วยความจำแบบ “รอม” (ROM = Read Only Memory) เป็นหน่วยความจำที่ใช้ในการเก็บโปรแกรมหรือข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อมูลที่ถาวรไม่ขึ้นกับไฟฟ้าที่ป้อนให้กับวงจร ยอมให้ซีพียูอ่านข้อมูลหรือโปรแกรมไปใช้งานอย่างเดียว ไม่สามารถเขียนข้อมูลลงไปเก็บไว้ได้โดยง่าย ต้องใช้เทคนิคพิเศษช่วย ส่วนใหญ่ใช้ในการเก็บโปรแกรมควบคุม เราเรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน(nonvolatile memory)
1. หน่วยความจำสำรอง (secondary storage) หน่วยความจำชนิดนี้มีไว้สำหรับสำรองหรือทำงานกับข้อมูลและโปรแกรมขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของหน่วยความจำหลักมีจำกัด หน่วยความจำสำรองสามารถเก็บไว้ได้หลายแบบ เช่น แผ่นบันทึก (floppy disk) จานบันทึกแบบแข็ง (hard disk) แผ่นซีดีรอม (CD-ROM) และจานแสงแม่เหล็ก เป็นต้น
บุคลากร (people)
บุคลากรคอมพิวเตอร์ (Peopleware) หมายถึงกลุ่มบุคคลที่ทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และโปรแกรม เช่น นักเขียนโปรแกรม (Programmer) เป็นผู้นำทำหน้าที่ออกแบบและพัฒนาโปรแกรม นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst) เป็นผู้วิเคราะห์ปัญหาและระบบงานที่มีอยู่แล้วเพื่อแก้ปัญหาและออกแบบระบบใหม่ให้ดีกว่าเดิม ผู้บริหารระบบ (System Administrator) เป็นผู้ควบคุมจัดการระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมดให้ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ คนเหล่านี้เชี่ยวชาญด้านระบบงานคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะ จึงจำเป็นต้องมีไว้เพื่อให้บริการแก่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปที่อาจไม่มีความรู้ด้านคอมพิวเตอร์เลย ให้พวกเขาสามารถใช้บริการระบบสารสนเทศได้อย่างสะดวก และยังเป็นการป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นเนื่องจากความไม่รู้ของผู้ใช้ได้
บุคลากรคอมพิวเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่
- ผู้ดูแลระบบ (System Administrator)
- นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst)
- นักเขียนโปรแกรม (Programmer)
- วิศวกรระบบ (System Engineer)
- วิศวกรเครือข่าย (Network Engineer)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ระดับสูง (Super User)
- ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป (User)
