องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

          ในกระบวนการทำงานของคอมพิวเตอร์จะมีหน้าที่การทำงานของแต่ละองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาเกี่ยวข้องและสัมพันธ์กัน โดยมีขั้นตอนการทำงาน

Input เป็นขั้นตอนที่ผู้ใช้ต้องการใช้งานซอฟต์แวร์ประยุกต์ โดยป้อนข้อมูลคำสั่งผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยรับขอมูลเช่น   เมาส์หรือแป้นพิมพ์

Request เป็นขั้นตอนที่ซอฟต์แวร์ประยุกต์ส่งคำขอที่เป็นชุดคำสั่งที่ต้องการเพื่อของใช้บริการฮาร์ดแวร์ไปให้ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการซึ่งมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

Instruction  เป็นขั้นตอนที่ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการตรวจสอบชุดคำสั่งที่ขอใช้บริการและส่งชุดคำสั่งไปควบคุมอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ต้องการให้ทำงานตามคำสั่งของผู้ใช้

Result เป็นขั้นตอนที่ฮาร์ดแวร์ได้ทำงานตามคำสั่ง แล้วส่งผลกลับไปให้ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการ

Response เป็นขั้นตอนที่ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการส่งผลให้ซอฟต์แวร์ประยุกต์ตามที่ร้องขอมา

Output เป็นขั้นตอนที่ซอฟต์แวร์ประยุกต์แสดงผลให้ผู้ใช้ตามที่ร้องขอมา

คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ต้องทำงานเป็นระบบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการแบ่งส่วนประกอบออกเป็นส่วนๆซึ่งแต่ละส่วนนั้นต้องทำงานประสานกันเพื่อบรรลุวัตถุประสงค์เดียวกัน ดังนั้นระบบคอมพิวเตอร์ที่สมบูรณ์แบบจึงประกอบด้วนส่วนประกอบสำคัญ 4 ส่วนด้วยกัน คือ

                1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware)

                2. ซอฟต์แวร์(Software)

                3. บุคลากรทางคอมพิวเตอร์ (Peopleware)

                4. ข้อมูล (Data)

        1.ฮาร์ดแวร์ (Hardware)

ฮาร์ดแวร์คือชิ้นส่วนขอคอมพิวเตอร์ที่สามารถแตะต้องสัมผัสได้ด้วยมือ ฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยอุปกรณ์ชิ้นส่วนทางอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆที่มีการทำงานประสานกันระหว่างอุปกรณ์ด้วยกัน เพื่อก่อให้เกิดการประมวลผลโดยฮาร์ดแวร์ประกอบด้วย

            1.1.หน่วยประมวยผลกลาง (CPU/Processor)     

            1.2.หน่วยความจำหลัก(Main Memory)           

            1.3.อุปกรณ์นำเข้าข้อมูล (Input Devices)

            1.4.อุปกรณ์แสดงผลข้อมูล(Output Devices)

            1.5.อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล(Storage)

1.1 หน่วยประมวยผลกลาง (CPU/Processor)

หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียูเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ ชิป (chip) นับเป็นอุปกรณ์ ที่มีความสำคัญมากที่สุดของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผล ข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางอุปกรณ์อินพุต ตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งาน หน่วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยส่วนประสำคัญ 3 ส่วน คือ

1. หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU) 

หน่วยคำนวณตรรกะทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องคำนวณอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทำงานเกี่ยวข้องกับการคำนวณทางคณิตศาสตร์

2. หน่วยควบคุม (Control Unit) 

หน่วยควบคุมทำหน้าที่ควบคุมลำดับขั้นตอนการการประมวลผลและการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆภายใน หน่วยประมวลผลกลาง และรวมไปถึงการประสานงานในการทำงานร่วมกันระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล อุปกรณ์แสดงผล และหน่วยความจำสำรองด้วย

3. รีจสเตอร์ (Register)

ทำหน้าที่เก็บข้อมูลชั่วคราว ซึ่งเป็นข้อมูลที่ต้องใช้ในการคำนวณรวมถึงข้อมูลที่เป็นคำสั่งหรือผลจากการคำนวณเป็นหน่วยความจำขนาดเล็กที่ทำงานได้อย่างรวดเร็ว                                                

1.2 หน่วยความจำหลัก (Main Memory)

เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการจดจำข้อมูล และโปรแกรมต่าง ๆ ที่อยู่ระหว่างการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ บางครั้งอาจ เรียกว่า หน่วยเก็บข้อมูลหลัก (Primary storage) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ

1. หน่วยความจำหลักแบบอ่านได้อย่างเดียว (Read Only Memory - ROM) 

เป็นหน่วยความจำแบบสารกึ่งตัวนำชั่วคราวชนิดอ่านได้อย่างเดียว ใช้เป็นสื่อบันทึกในคอมพิวเตอร์ เพราะไม่สามารถ บันทึกซ้ำได้ เป็นความจำที่ซอฟต์แวร์หรือข้อมูลอยู่แล้ว และพร้อมที่จะนำมาต่อกับไมโครโพรเซสเซอร์ได้โดยตรงหน่วยความจำประเภทนี้แม้ไม่มีไฟเลี้ยงต่ออยู่ ข้อมูลก็จะไม่หายไปจากหน่วยความจำ (nonvolatile)

2. หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้ (Random Access Memory - RAM)

เป็นหน่วยความจำหลัก ที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ยุคปัจจุบัน หน่วยความจำชนิดนี้ อนุญาตให้เขียนและอ่านข้อมูลได้ในตำแหน่ง ต่างๆ อย่างอิสระ และรวดเร็วพอสมควร ซึ่ง ข้อมูลในแรม อาจเป็นโปรแกรมที่กำลังทำงาน หรือข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล ของโปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่ ข้อมูลในแรมจะหายไปทันที เมื่อระบบคอมพิวเตอร์ถูกปิดลง เนื่องจากหน่วยความจำชนิดนี้ จะเก็บข้อมูลได้เฉพาะเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงเท่านั้น

        นอกจากหน่วยความจำ ROM และ RAM แล้ว หน่วยความจำแคช (Cache memory) ยังได้ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในด้านความเร็วของการประมวลผลเนื่องจาก Cache เป็นหน่วยความจำที่ CPU สามารถเข้าถึงได้เร็วกว่า ในการประมวลผลข้อมูล CPU จะมองหาข้อมูลในหน่วยความจำ Cache ก่อนหน่วยความจำ RAM และก่อนหน่วยความจำสำรอง แสดงรูปที่ 9โดยความเร็วในการเข้าถึงในหน่วยความจำ Cache จะเร็วกว่าหน่วยความจำ RAM และหน่วยความจำสำรองตามลำดับ ในขณะที่ขนาดความจุหน่วยความจำ Cache จะน้อยกว่าหน่วยความจำ RAM และหน่วยความจำสำรองตามลำดับเช่นกัน

1.3 อุปกรณ์นำเข้าข้อมูล (Input Device)                    

          อุปกรณ์นำเข้า(Input Device) เป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการนำข้อมูลหรือชุดคำสั่งเข้ามายังระบบเพื่อให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลต่อไปได้ ซึ่งอาจเป็นตัวเลข ตัวอักษร ภาพกราฟิก เสียง หรือวิดีโอ เป็นต้น อุปกรณ์นำข้อมูลเข้าที่พบเห็นได้ในปัจจุบันพอจะยกตัวอย่าง แป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องพิมพ์ ลำโพง หูฟัง เป็นต้น

     2.ซอฟต์แวร์(Software)

          ซอฟต์แวร์เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าโปรแกรม โปรแกรม (Program) หมายถึง ชุดคำสั่งที่บอกให้คอมพิวเตอร์รู้ว่าจะต้องประมวลผลข้อมูลอย่างไร เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในรูปแบบที่เราต้องการคำว่าซอฟต์แวร์และโปรแกรมสามารถใช้แทนกันได้

    ซอฟต์แวร์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือซอฟต์แวร์ระบบและซอฟต์แวร์ประยุกต์ ซอฟต์แวร์ประยุกต์เป็นซอฟต์แวร์สำหรับมนุษย์ใช้ ส่วนซอฟแวร์ระบบเป็นซอฟต์แวร์สำหรับคอมพิวเตอร์ใช้

2. ซอฟต์แวร์ระบบ

     ซอฟต์แวร์ระบบที่สำคัญที่สุด คือ ระบบปฏิบัติการ (operating system) ซึ่งทำหน้าที่ติดต่อกับซอฟต์แวร์ประยุกต์และเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง ระบบปฏิบัติการจะควบคุมการทำงาน (executing) ของโปรแกรม การจัดเก็บข้อมูล และการประมวลข้อมูลโปรแกรม Windows XP เป็นระบบปฏิบัติการที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดตัวหนึ่งสำหรับผู้ใช้เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์

                2.2 ซอฟต์แวร์ประยุกต์

             ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (application software) อาจเรียกว่าซอฟต์แวร์สำหรับผู้ใช้ก็ได้โปรแกรมประเภทนี้จะถูกออกแบบมาเพื่อ ใช้งานทั่วไป และใช้งานเฉพาะอย่าง  โปรแกรมประยุกต์พื้นฐานตัวหนึ่ง คือโปรแกรมเบราว์เซอร์ที่ใช้สำหรับนำทาง สำรวจ และค้นหาสารสนเทศบนอินเตอร์เน็ต  เบราว์เซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันคือ Microsoft’s Internet Explorer และ  Netscape’s Navigator   ซอฟต์แวร์ประยุกต์มีอยู่มากมาย อาจแบ่งได้เป็นสองประเภทใหญ่ คือ ซอฟต์แวร์ใช้เฉพาะทางและซอฟต์แวร์สำเร็จ

              ซอฟต์แวร์ใช้เฉพาะทาง

เป็นโปรแกรมที่ได้รับการออกแบบและพัฒนาสำหรับนำไปใช้งานเฉพาะด้านหรือในสาขาใดสาขาหนึ่งตามความต้องการของผู้ใช้โดยที่ผู้เขียนคือโปรแกรมเมอร์(programmer) เช่น โปรแกรมช่วยจัดการด้านการเงิน โปรแกรมช่วยจัดการบริการลูกค้า ฯลฯ                   

             ซอฟต์แวร์สำเร็จ

        เป็นซอฟต์แวร์ที่ประยุกต์ใช้งานทั่วไปได้ ซอฟต์แวร์ประเภทนี้ไม่ได้มุ่งเน้นเฉพาะสำหรับงานใดงานหนึ่ง ผู้ใช้งานจะต้องเป็นผู้นำไปประยุกต์กับงานของตน ผู้ใช้อาจต้องมีการสร้างหรือพัฒนาชิ้นงานภายในซอฟต์แวร์ต่อไปอีก

     3. บุคลากรทางคอมพิวเตอร์ (Peopleware)

       ถึงแม้ระบบคอมพิวเตอร์จะประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ แต่ระบบคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทำงานได้หากขาดอีกองค์ประกอบหนึ่ง ซึ่งได้แก่ องค์ประกอบทางด้านบุคลากรที่จัดเป็นผู้จักการและควบคุมระบบคอมพิวเตอร์ให้สามารถปฏิบัติงานได้อย่างราบรื่น คอยแก้ไขปัญหาต่างๆ รวมไปถึงการใช้งานโปรแกรมประยุกต์ที่ถูกพัฒนาขึ้น

       เราสามารถแบ่งบุคลากรที่มีหน้าที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ประเภทตามลักษณะของงานดังนี้

        หัวหน้าหน่วยงานคอมพิวเตอร์ (EDP Manager หรือ Electronic Data Processing Manager)

       เป็นบุคลากรที่อยู่ในตำแหน่งทางบริหาร ซึ่งจะเป็นบุคลากรทางคอมพิวเตอร์ทั้งหมด จะมีหน้าที่วางแผนกำหนดนโยบายของหน่วยงาน จัดทำโครงการและแผนงานการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

        บุคลากรทางด้านระบบ (System)

            ประกอบด้วยบุคลากรที่มีตำแหน่งดังต่อไปนี้

                 นักวิเคราะห์ระบบ (System Analyst หรือ SA)

                เป็นผู้ที่มีหน้าที่วิเคราะห์และออกแบบระบบ โดยจะรวบรวบข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวข้องกับระบบงานเดิมและความต้องการของผู้ใช้ เพื่อนำมาทำการวิเคราะห์และออกแบบใหม่  หรือปรับปรุงงานเดิมเพื่อให้การทำงานในระบบใหม่มีประสิทธิภาพดีขึ้นกว่าระบบงานเดิม

               นักเขียนโปรแกรมระบบ (System Programmer หรือ SP)

       จะมีหน้าที่เขียนโปรแกรมระบบควบคุมเครื่อง จะคอยตรวจสอบเมื่อระบบคอมพิวเตอร์มีปัญหาบุคลากรประเภทนี้จะต้องมีความรู้ทางด้านฮาร์ดแวร์เป็นอย่างดี เพราะต้องมีหน้าที่ในการให้คำปรึกษาต่างๆเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์เมื่อระบบคอมพิวเตอร์มีปัญหา และต้องคอยพัฒนาโปรแกรมอำนวยความสะดวกต่างๆขึ้นมา

              บุคลากรทางด้านการเขียนโปรแกรม

     ได้แก่ นักเขียนโปรมแกรมหรือโปรแกรมเมอร์(Programmer) จะทำหน้าที่เขียนโปรแกรมประยุกต์ทางคอมพิวเตอร์ตามขั้นตอนที่นักวิเคราะห์ระบบได้ออกแบบไว้เพื่อให้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถใช้งานโปรแกรมประยุกต์นั้นได้ นักเขียนโปรมแกรมจึงควรเป็นผู้ ที่มีความรู้เกี่ยวกับซอฟต์แวร์เป็นอย่างดี

            ดีบีเอ (DBA หรือ Database Administrator)

         เป็นบุคลากรที่จะพบในองค์กรที่มีการจัดการข้อมูลแบบฐานข้อมูล ซึ่ง DBA จะเป็นผู้ที่มีหน้าที่ในการออกแบบและควบคุมการใช้งานฐานข้อมูลจะสามารถสร้างและแก้ไขเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของฐานข้อมูลได้

          ผู้ปฏิบัติการ (Operator)

         จะเป็นเจ้าหน้าที่คอมพิวเตอร์ ที่มีหน้าที่คอยปิดและเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ละคอยเฝ้าดูระบบ เมื่อมีปัญหาใดๆเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์ ก็จะเป็นผู้แจ้งให้นักเขียนโปรแกรมระบบทราบเพื่อแก้ไขต่อไปและยังมีหน้าที่ส่งงานต่างๆเข้าไปประมวลผลในคอมพิวเตอร์ และคอยรับรายงานการประมวลผลเพื่อแจกจ่ายให้ฝ่ายที่เดี่ยวข้อง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่สำรองข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นไปเก็บไว้ในสื่อบันทึกข้อมูล เพื่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับข้อมูลระบบคอมพิวเตอร์ได้

          ผู้ใช้ (Users)

       เป็นผู้ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะมีความสำคับต่อการออกแบบและพัฒนามาก เพราะผู้ใช้ระบบจะเป็นผู้ตัดสินใจและระบุความต้องการลงไปว่าต้องการให้ระบบคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรบ้างซึ่งบรรดานักคอมพิวเตอร์ต่างๆก็จะพยายามตอบสนองความต้องการของผู้ใช้นั้น

       4.ข้อมูล (Data)

       ข้อมูลเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งในระบบคอมพิวเตอร์ เป็นสิ่งที่ต้องป้อนเข้าไปในคอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมที่นักเขียนโปรแกรมเขียนขึ้น เพื่อนำไปใช้ในโปรแกรมและผลิตผลลัพธ์ที่ต้องการออกมา

       ข้อมูลที่จะนำเข้าระบบคอมพิวเตอร์ จะมีหน่วยข้อมูลที่เล็กที่สุดได้แก่ “ตัวอักขระ”(Character) อันประกอบไปด้วยตัวอักษร    ตัวเลข และสัญลักษณ์ต่างๆเมื่อนำตัวอักขระเหล่านี้มาประกอบกันจะทำให้ได้หน่วยข้อมูลที่ใหญ่ขึ้นเรียกว่า “ฟิลด์”(field)และการนำฟิลด์หลายหลายฟิลด์มาประกอบกันจะทำให้ได้สิ่งที่เรียกว่า “เรคอร์ด” (record) และถ้านำเรคอร์ดหลายเรคอร์ดมาประกอบกัน ก็จะได้สิ่งที่เรียกว่า “ไฟล์ข้อมูล”