พื้นฐานคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการ

คุณคงเคยได้ยินคำว่า “คอมพิวเตอร์” มานานพอสมควรแล้ว แต่ทราบหรือไม่ว่าคอมพิวเตอร์คืออะไร ตอนนี้มาลองดความหมายของคอมพิวเตอร์ก่อน คอมพิวเตอร์ คือ “อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรับข้อมูลและชุดคำสั่ง (Program) ในรูปแบบที่เครื่องรับได้แล้วนำมาประมวลผล (Process) ข้อมูลตามชุดคำสั่งเพื่อแก้ปัญหาหรือทำการคำนวณที่สลับซับซ้อนจนได้ผลลัพธ์ตามต้องการ และยังสามารถบันทึก หรือแสดงผลลัพธ์เหล่านั้นได้” คอมพิวเตอร์ได้ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องจากอดีตจนถึงปัจจุบัน ตั้งคอมพิวเตอร์ยุคแรกที่สร้างจากหลอดสุญญากาศ มีขนาดใหญ่เท่ากับห้องใหญ่ๆ ทั้งห้อง การทำงานไม่ได้รวดเร็วอะไรมากนัก ขั้นตอนการปฏิบัติยุ่งยากและซับซ้อน และต้องอาศัยความรู้ความสามารถของผู้ใช้เป็นอย่างมากรวมทั้งต้องปรนนิบัติกับเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นอย่างดี เช่น อาจจะต้องใช้น้ำหล่อซีพียูเพื่อป้องกันความร้อน เป็นต้น ปัจจุบันคอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เร็วมากขึ้น ความสามารถมากขึ้น แต่ราคาถูกลง และมีขนาดเล็กลงจนคุณสามารถพกพาติดตัวไปยังสถานที่ต่างๆ ได้อย่างสะดวกโดยใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย ความเร็วสูงเกินกว่า 1 กิกะเฮิร์ต (GB) หน่วยความจำหลายร้อยเมกะเฮิร์ต (MHz) จนถึงกิกะเฮิร์ต ความจุข้อมูลหลายสิบกิกะไบต์ (GB) ถึงแม้ผู้เขียนจะกล่าวถึงเทคโนโลยีที่ช่วยเสริมประสิทธิภาพของคอมพิเตอร์ไปมากมายเพียงใดก็ตาม แต่ลักษณะโครงสร้างพื้นฐานของระบบคอมพิวเตอร์ยังคงเหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลง

1.1 ประเภทของคอมพิวตอร์
คอมพิวเตอร์ดู้กนำมาใช้งานด้านต่างๆอย่างกง้างขวาง เพื่อให้การใช้งานเกิดความเหมาะสมและมีประสิทธิภาพทำให้มีการผลิตมากมาย บางผประเภทก็ไม่มีให้เห็นแล้ว บางประเภทก็เพิ่งปรากฏตัวไม่นานมานี้ ประเภทของคอมพิวเตอร์อาจจะแบ่งเป็น 7 ประเภท ดังนี้
Ø คอมพิวเตอร์ระดับยิ่งใหญ่ หรือซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ( Super Computer ) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีกำลังมากที่สุด ราคาแพงที่สุด สามารถประมวลผลคำสั่งได้นับพันล้านคำสั่งในหนึ่งวินาที ส่วนใหญ่ในการเก้บข้อมูลที่ต้องการความเร็วสูง เช่น การขุดเจาะน้ำมัน,พยากรณ์อากาศ,การวิจัยอาวุธ เป็นต้น
Ø คอมพิวเตอร์ระดับใหญ่ หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ( Mainframe Computer ) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ สามารถประมวลผลคำสั่งได้นับร้อยล้านคำสั่งในหนึ่งวินาที ส่วนใหญ่ใช้กับงานธนาคาร บริษัทประกัน และโรงแรม ปัจจุบันเซิร์ฟเวอร์สำหรับการใช้บริการอินเตอร์เน็ตก็เป็นเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์
Ø คอมพิวเตอร์ระดับเล็ก หรือมินิคอมพิวเตอร์ ( Mini computer ) เป็นคอมพิวเตอร์ใช้ในธุรกิจขนาดเล็ก เพื่อความรวดเร็วในการประมวลผล และราคาไม่สูงเกินไป
Ø คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือพีซี ( PC : Personal computer ) เป็นคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะที่นิยมใช้กันมากที่สุด หาซื้อง่าย ราคาไม่แพง ประยุกต์ใช้ได้กับงานหลายประเภท ตั้งแต่พิมพ์เอกสารธรรมดา,การคำนวณ,ทำบัญชี,พรีเซ็นเตชัน,การออกแบบกราฟิก,การตกแต่งภาพ,ตัดต่อวีดีโอ รวมถึงการทำสิ่งพิมพ์อีกด้วย
Ø คอมพิวเตอร์ขนาดสมุดบันทึก หรือโน้ตบุค ( Notebook Computer ) เป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่สามารถพกพาติดตัวไปไหนได้ ความสามารถเทียบเท่าคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ๆถึงแม้ราคาจะสูงกว่คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล แต่ก็มีจุดเด่นที่สามารถพกพาได้นั่นเอง
Ø คอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เลขาส่วนตัว หรือพีดีเอ ( PDA: Personal Digital Assistant ) เป็นคอมพิวเตอร์ที่สามารถพกพาได้เหมือนกับโน้ตบุค แต่มีขนาดเล็กกว่า คือสามารถใส่กระเป๋าได้ คอมพิวเตอร์ชนิดนี้ ช่วยงานในด้านเก็บข้อมูล เช่น นัดหมาย เบอร์โทรศัพท์.ติดต่อ หรือเก็บข้อมูลส่วนตัวบางครั้งจะเรียกคอมพิวเตอร์แบบนี้ว่า “คอมพิวเตอร์ปากกา” เนื่องจากมีลักษณะเป็นปากกาที่สามารถรับข้อมูลโดยการเขียนด้วยลายมือโดยตรงบนจอรับภาพแบบสัมผัสได้นั่นเอง
Ø คอมพิวเตอร์เครือข่าย หรือเน็ต ( Net ) เป็นการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลให้เชื่อมต่อเพื่อติดต่อสื่อสารกันได้ ไม่ว่าจะเป็นการใช้สายที่เชื่อมต่อกันโดยตรงภายในอาคารที่เรียกว่า “LAN” ( Local Area Network ) หรือแม้แต่การเชื่อมต่อในระยะไกลๆ ข้ามประเทศ โดยใช้สายโทรศัพท์ที่เรียกว่า “ อินเตอร์เน็ต ” ( Internet )

1.2 องค์ประกอบคอมพิวเตอร์
เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์นั้นจะประกอบไปด้วยเทคโนโลยีหลัก 2 ด้านคือ ฮาร์ดแวร์ ( Hardware ) และซอฟต์แวร์ ( Software ) แต่การที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียว จะยังไม่สามารถทำงานได้ด้วยตัวเอง ซึ่งหากจะให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้อย่างเป็นระบบและมีประสิทธิภาพแล้ว ระบบคอมพิวเตอร์ควรจะประกอบไปด้วยองค์ประกอบ 5 ด้าน ที่ต้องทำงานประสานกัน คือ
Ø ฮาร์ดแวร์ ( Hardware )
Ø ซอฟต์แวร์ ( Software )
Ø บุคลากร ( Pepleware )
Ø ข้อมูล ( Data )
Ø กระบวณการทำงาน ( Procedure )



1.2.1 ฮาร์ดแวร์ ( Hardware )
ฮาร์ดแวร์เป็นองค์ประกอบของตัวเครื่องที่สามารถจับต้องได้ ได้แก่ วงจรไฟฟ้า ตัวเครื่อง จอภาพ เครื่องพิมพ์ คีร์บอร์ด เป็นต้นซึ่งสามารถแบ่งส่วนพื้นฐานของฮาร์ดแวร์เป็น 4 หน่วยสำคัญ (ดังรูป 1.2) ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
1. หน่วยรับข้อมูลหรืออินพุต ( Input Unit) ทำหน้าที่รับข้อมูลและโปรแกรมเข้า เครื่อง มีโครงสร้างดังรูป 1.3 ได้แก่ คีย์บอรืดหรือแป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องสแกน เครื่องรูดบัตร Digitizer เป้นต้น

2. ระบบประมวลผลกลางหรือซีพียู (CPU : Central Processing Unit) ทำหน้าที่ในการทำงานตามคำสั่งที่ปรากฏอยู่ในโปรแกรม หน่วยนี้จะประกอบด้วยหน่วยย่อยหลัก 2 หน่วย คือ หน่วยคำนวณเลขคณิตและตรรกวิทยา ( ALU : Arithmetic and Logical Unit ), หน่วยควบคุม (Control Unit) และรีจิสเตอร์ (Register) ปัจจุบันซีพียูของเครื่องพีซี รู้จักในนามไมโครโปรเซสเซอร์ (Micro Processor) หรือ Chip เช่นบริษัท Intel คือ Pentium หรือ Celelon ส่วนของบริษัท AMD คือ K6,K7(Athlon) เป็นต้น


3. หน่วยเก็บข้อมูล (Storage) ซึ่งสามารถแยกตามหน้าที่ได้เป็น 2 ลักษณะ คือ
Ø หน่วยเก็บข้อมูลหรือความจำหลัก ( Primary Storage หรือ Main Memory ) ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมหรือข้อมูลที่รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเพื่อเตรียมส่งให้หน่วยประมวลผลกลางทำการประมวลผล และรับผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลเพื่อส่งออกหน่วยแสดงข้อมูลต่อไปซึ่งอาจแยกได้เป็น 2 ประเภท คือ RAM ( Random Access Memory ) ที่สามารถอ่านและเขียนข้อมูลได้ในขณะที่เปิดเครื่องอยู่ แต่เมื่อปิดเครื่องข้อมูลใน RAM จะหายไป และ ROM ( Read Only Memory ) จะอ่านได้อย่างเดียว เช่น PROM ( Programmable ROM ) โปรแกรมฝังไว้ใช้ตอนสตาร์ตเครื่อง
Ø หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง ( Secondary Storage ) เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูล หรือโปรแกรมที่จะป้อนเข้าสู่หน่วยความจำหลักภายในเครื่องก่อนทำการประมวลผลโดยซีพียู รวมทั้งเป็นที่เก็บผลลัพธ์จากการประมวลผลด้วย ปัจจุบันรู้จักในนาม ฮาร์ดดิสก์ ( Hard disk ) หรือแผ่นฟร็อปปีดิสก์ ( Floppy Disk ) ซึ่งเมื่อปิดเครื่องข้อมูลจะยังคงเก็บอยู่


4. หน่วยแสดงข้อมูลหรือเอาต์พุต ( Output Unit ) ทำหน้าที่ในการแสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล ได้แก่ จอภาพ และเครื่องพิมพ์ เป็นต้น ทั้ง 4 ส่วนจะเชื่อมต่อกกันด้วยบัส ( Bus )

1.2.2 ซอฟต์แวร์ ( Software )
ซอฟต์แวร์ หมายถึงโปรแกรม หรือชุดคำสั่งที่ถูกเขียนขึ้นเพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงาน ซอฟแวร์นี้จะเป็นตัวเชื่อมระหว่างผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ถ้าไม่มีซอฟต์แวร์ เครื่องคอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทำงานได้เลย สำหรับประเภทของซอฟต์แวร์สามารถแบ่งได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่คือ
1. ซอฟต์แวร์ระบบ ( System Software ) หมายถึงชุดคำสั่งที่เขียนไว้เป็นคำสั่งสำเร็จรูปซึ่งจะทำใกล้ชิดกับเครื่องคอมพิวเตอร์มากที่สุด เพื่อควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ทุกอย่าง และคอยอำนวยความสะดวกให้กกับผู้ใช้ ในการใช้งานซอฟต์แวร์ระบบนี้สามารถแบ่งเป็นส่วนย่อยได้ดังนี้
Ø โปรแกรมระบบปฏิบัติการ ( OS : Operating System ) เป็นโปรแกรมควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถดำเนินงานไปได้อย่างต่อเนื่อง โดยจะดูแลทั้งตัวเครื่อง การจัดการ้อมูล คือมีหน้าที่ควบคุมการประมวลผลภายใน จัดสรรทรัพยากรต่างๆ ในระบบ และติดต่ออุปกรณ์ภายนอก วึ่งเปรียบเสมือนผู้จัดการระบบที่อยู่ระหว่างผู้ใช้กับเครื่อง ต้องมี ปัจจุบันระบบปฏิบัติการที่ใช้ในเครื่องพีซี คือ ดอส ( DOS :Disk Operating System ) ระบบ Windows รุ่น 3.11,95,98,ME หรือในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเน็ตเวิร์ค เช่น Windows NT , Windows 2000 , Windows XP และ UNIX เป็นต้น
Ø โปรแกรมแปลภาษาคอมพิวเตอร์ ( Translator Program ) เป็นโปรแกรมแปลภาษาที่เขียนในภาษาระดับสูงแบบโครงสร้าง (Structure และ Procedural language ) เช่น ภาษา Pasca,Visual Basic,Visual C เป็นต้น หรือ แบบเชิงวัตถุ ( Visual หรือ Object Oriented Programming ) เช่น Visual Basic,Visual C หรือ Delphi เป็นต้น ซึ่งโปรแกรมจะแปลให้เป็นภาษาเครื่องซึ่งจัดได้ว่าเป็นภาษาระดับต่ำที่เครื่องคอมพิวเตอร์รู้จัก ลักษณะเช่นนี้เป็นตัวแปลภาษาที่แปลโปรแกรมทีละโปรแกรม ซึ่งเรียกว่า คอมไพเลอร์ (Compliler) แต่ลักษณะดั้งเดิมที่แปลโปรแกรมทีละบรรทัด เช่น ภาษา Basic จะเรียกว่า “อินเตอร์พริเตอร์” (Interpreter)
Ø ยูทิลิตี้หรือดปรแกรมอรรถประโยชน์ (Utilit Program) เป็นโปรแกรมที่ทำหน้าที่อำนวยความสะดวกให้แก่ผู้ใช้ในการติดต่อับคอมพิวเตอร์โดยจะช่วยลดขั้นตอนในการเขียนโปรแกรมที่ยุ่งยาก เช่น การตรวจค้นหาแฟ้มข้อมูลที่ลบไปแล้ว ตัวอย่างในเครื่องพีซี เช่น Software Tools และ Norton’s Utilities

2.ซอฟต์แวร์สำเร็จรูป (package) เป็นซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมประยุกต์ที่มีผู้จัดทำใว้ เพื่อใช้ในการทำงานประเภทต่างๆ โดยที่ผู้ใช้คนอื่นๆ สามารถนำโปรแกรมนี้ไปใช้กับข้อมูลของตนได้ แต่จะไม่สามารถทำการดัดแปลงหรือแก้ไขโปรแกรมภายในได้ ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมเองทั้งหมด ซึ่งประหยัดเวลาและแรงงานเพียงแต่เรียนรู้วิธีใช้เท่านั้น
3.ซอฟต์แวร์ประยุกต์( Application Software ) คือซอฟแวต์หรือโปรแกรม ซึ่งเขียนขึ้นเพื่อใช้ในการทำงานเฉพาะอย่างที่เราต้องการ บางครั้งเรียกว่า User Program หรือ Customized Software
1.2.3 บุคลากร ( Peopleware )
บุคลากรจะเป็นสิ่งสำคัญที่จะเป็นตัวกำหนดถึงประสิทธิภาพถึงความสำเร็จและความคุ้มค่าในการใช้งานคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถแบ่งบุคลากรตามหน้าที่เกี่ยวข้องตามลักษณะงานได้ 6 ด้าน
ดังนี้
Ø ผู้ออกแบบและวิเคราะห์ระบบ ( System Analysis Design ) โดยจะรวบรวมจ้อเท็จจริงเกี่ยวกับภาพงานและความต้องการของผู้ใช้ เพื่อนำมาทำการวิเคราะห์และออกแบบภาพใหม่ หรือปรับปรุงคุณภาพงานเดิมมีความรู้เกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์ และพื้นฐานการเขียนโปรแกรม และควรจะเป็นผู้มีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์มีมนุษย์สัมพันธ์ที่ดี
Ø โปรแกรมเมอร์ ( Programming ) ได้แก่บุคคลที่ทำหน้าที่เขียนโปรแกรมประยุกต์ (Application Program )
Ø ผู้บริหารฐานข้อมูล ( Database Administrator :DBA ) สำหรับระบบหรือองค์การขนาดใหญ่ ซึ่งมีการจัดการข้อมูลที่สลับซับซ้อนจะต้องมี DBA เป็นผู้บริหารควบคุม
Ø ผู้ปฏิบัติการ (Operator ) สำหรับระบบขนาดใหญ่ เช่น เมนเฟรม จะต้องมีเจ้าหน้าที่คอมพิวเตอร์ที่คอยปิดและเปิดเครื่อง และเฝ้าดูจอภาพเมื่อมีปัญหาซึ่งอาจเกิดขัดข้อง จะต้องแจ้ง System Programming ซึ่งเป็นผู้ดูแลตรวจสอบแก้ไขดปรแกรมควบคุมเครื่องอีกทีหนึ่ง
Ø ผู้ใช้ (User ) เป็นผู้ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะเป็นผู้ปฏิบัติหรือกำหนดความต้องการในการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรได้บ้าง
Ø ผู้บริหาร ( Manager ) เป็นผู้ที่มีความหมายต่อความสำเร็จหรือล้มเหลวของการนำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้งานเป็นอย่างมาก

1.2.4 ข้อมูล ( Data )
ข้อมูลเป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งในระบบคอมพิวเตอร์เพราะเป็นสิ่งที่ต้องบันทึกลงไปในคอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมที่นักคอมพิวเตอร์ได้เขียนไปเพื่อผลิตผลลัพธ์ที่ต้องการออกมา ดังข้อมูลต้องมีความถูกต้องข้อมูลที่จะนำเข้ามาจะมีหน่วยที่เล็กที่สุดได้แก่ ตัวอักขระ ( Character ) ซึ่งจะประกอบไปด้วยตัวอักษร ตัวเลข และสัญลักษณ์ต่างๆ เมื่อนำตัวอักขระเหล่า
นี้มาประกอบกัน จะทำให้ได้หน่วยข้อมูลที่ใหญ่ขึ้น คือ ฟิลด์ ( Field ) และการนำฟิลด์หลายๆ ฟิลด์มาประกอบกันจะเป็น เรกคอร์ด ( Record ) และถ้านำหลายๆ เรกคอร์ดมาประกอบกันจะเป็นไฟล์ ( File ) และหากนำไฟล์หลายๆ ไฟล์มารวมกันในลักษณะที่มีความสัมพันธ์กันในแต่ละไฟล์ด้วยจะกลายเป็นฐานข้อมูล ( Database )

1.2.5 กระบวนการทำงาน ( Procedure )
องค์ประกอบด้านนี้หมายถึงกระบวนการทำงานเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามต้องการ ในการทำงานกับคอมพิวเตอร์ผู้ใช้จำเป็นต้องทราบขั้นตอนการทำงานเพื่อให้ได้งานที่ถูกต้องและมีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจจะมีขั้นตอนสลับซับซ้อนหลายขั้นตอน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องมีคู่มือปฏิบัติงาน เช่น คู่มือผู้ใช้ ( user manual ) หรือคู่มือผู้ดูแลระบบ ( operation manual ) เป็นต้น


1.3 ระบบปฏิบัติการ
จากองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์จะเห็นว่าในส่วนของซอฟต์แวร์จะมีส่วนย่อยที่เรียกว่าระบบปฏิบัติการซึ่มีความจำเป็นสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ เนื่องจากระบบปฏิบัติการนี้จะช่วยควบคุมอุปกรณ์ตลอดจนจัดสรรทรัพยากรเพื่อให้ระบบทำงานอย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ สำหรับคอมพิวเตอร์ในยุคแรกๆ การใช้งานค่อนข้างจะยุ่งยาก เนื่องจากผู้ใช้งานจำเป็นต้องเรียนรู้ภาษาเครื่อง ( Machine language ) เพื่อสั่งให้เครื่องทำงาน เช่น

111001 แทนการบวก
100100 แทนการเก็บค่าลงในหน่วยความจำ
ซึ่งลักษณะคำสั่งจะแทนด้วยเลขฐาน 2 จำนวน 1 ชุด ทำให้จดจำได้ยาก ถึงแม้หลังจากนั้นจะมีผู้คิดค้นรูปแบบภาษาเพื่อให้ใช้งานสะดวกยิ่งขึ้นที่เรียกว่า “ ภาษาแอสเซ็มบลี ” ( Assembly language ) โดยมีตัวแปลคำสั่งจากแอสเซ็มบลีให้เป็นภาษาเครื่องที่เรียกว่า “ แอสเซ็มเบลอร์ ” ( assembler ) ตัวอย่างของภาษา เช่น

ภาษาแอสเซ็มบลี ภาษาเครื่อง ความหมาย
ADD 111001 การบวก
MOVE 010110 ย้ายค่า
ถึงแม้จะสื่อความหมายได้ดีกว่าภาษาเครื่อง แต่ก็ยังถือว่ายากในการทำความเข้าใจ และยังมีความจำเป็นของการทราบโครงสร้างการทำงานของเครื่องอีกด้วยเราจึงเรียกภาษาแอสเซ็มบลีว่าเป็นภาษาระดับต่ำ ( Low level language ) ต่อมาได้มีการพัฒนารูปแบบของภาษาขึ้นมาใหม่อีกมากมายโดยที่ ผู้เขียนโปรแกรมไม่จำเป็นต้องทราบโครงสร้างและการทำงานของเครื่อง รูปแบบของภาษาใหม่นี้เรียกว่า “ ภาษาระดับสูง ” ( High level language ) เช่น ภาษาโคบอล ( COBOL ) , เบสิก ( BASIC ) หรือปาสคาล ( PASCAL ) เป็นต้น โดยโปรแกรมภาษาระดับสูงเหล่านี้จะยังมีตัวแปลภาษาที่เรียกว่า “ อินเทอร์พรีเตอร์ ” ( Interpreter ) หรือ “ คอมไพเลอร์ ” ( Compliler ) เพื่อเปลี่ยนภาษารูปแบบต่างๆ ให้เป็นภาษาของเครื่องนั้นเอง
จากที่กล่าวมาจะเห็นได้ว่าโปรแกรมเมอร์ในสมัยก่อนจำเป็นต้องทราบโครงสร้าง และการทำงานของเครื่องเป้นอย่างดี จึงจะสามารถเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงานของเครื่องได้ ในความเป็นจริงได้มีการพัฒนาโปรแกรมอีกประเภทหนึ่งควบคู่กันมา โดยโปรแกรมแบบนี้จะควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ในเบื่องต้นทัทีที่บูตเครื่องขึ้นมา เช่น บริหารจัดสรรทรัพยากรที่มีในระบบตลอดจนคอยควบคุมอุปกรณ์เพื่อลดข้อผิดพลาดที่อาจจะเกิดได้ในขณะทำงาน โปรแกรมที่กล่าวมานี้เรียกว่า “ ระบบปฏิบัติการ ” ( Operating System )
ถึงแม้จะในทางศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์จะไม่มีใครให้นิยามของระบบปฏิบัติการที่ชัดเจน แต่ทั่วไปแล้ว ระบบปฏิบัติการ หมายถึง ระบบที่อาจจะเป็นฮาร์ดแวร์ หรือซอฟต์แวร์ที่ช่วยในการจัดระเบียบในการอินเทอร์เฟซระหว่างผู้ใช้กับเครื่อง ตลอดจนควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ และการจัดสรรทรัพยากรในระบบให้ใช้งานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพ




4. หน้าที่ของระบบปฏิบัติการ
จากนิยามของระบบปฏิบัติการ ทำให้ทราบว่าระบบปฏิบัติการเป็นส่วนที่ช่วยเหลือผู้ใช้งานในการควบคุม โดยที่คุณไม่จำเป็นต้องทราบโครงสร้าง หรือกลไกการทำงานของเครื่องเลย เราสามารถแบ่งหน้าที่หลักของระบบปฏิบัติการได้ 3 หน้าที่หลัก ดังนี้

1.4.1 การติดต่อกับผู้ใช้ หรือยูเซอร์อินเทอร์เฟซ ( User Interface )
คุณสามารถติดต่อหรือสั่งการให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามที่คุณต้องการได้ โดยการสั่งผ่านคีย์บอร์ดทางการพิมพ์ ( เช่น ใช้คำสั่ง copy ที่ดอสพรอมพ์ในกรณีที่ใช้ดอส ) หรือใช้เมาส์ลากแล้ปล่อยคำสั่ง หรือไอคอนต่างๆ ( กรณีที่ใช้ Windows ) ระบบปฏิบัติการจึงเป็นตัวกลางในการรับคำสั่งจากคุณ หลังจากนั้นระบบปฏิบัติการจะเรียกคำสั่งผ่าน System Call เพื่อปฏิบัติสิ่งที่คุณต้องการ
1.4.2 ควบคุมดูแลอุปกรณ์ ( Control Devices )
ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ อาจจะไม่มีความจำเป็นต้องทราบกลไกการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์เนื่องจากระบบปฏิบัติการจะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อให้ทำงานเป็นระบบ และสอดคล้องโดยไม่เกิดข้อผิดพลาด ระบบปฏิบัติการจะประกอบด้วยรูทีน หรือโปรแกรมย่อยมากมายที่ควบคุมอุปกรณ์แต่ละชนิดที่แตกต่างกันไปเช่น รูทีนควบคุมดิสก์ , รูทีนควบคุมจอภาพ เป็นต้น รูทีนเหล่านี้คุณสามารถเรียกใช้ได้ทันทีผ่านทาง System Call โดยไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมเอง ทำให้ประหยัดเวลาและการควบคุมเป็นไปตามมาตรฐานเดียวกัน
1.4.3 จัดสรรทรัพยากร หรือรีซอร์สระบบ ( Resource Management )
ทรัพยากรหรือรีซอร์ส ( Resource ) คือสิ่งที่ถูกใช้ไปเพื่อให้โปรแกรมดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างของทรัพยากรคือ เช่น ซีพียู , หน่วยความจำ ,ดิสก์ หรือข้อมูล เป็นต้น สาเหตุที่ต้องมีการจัดสรรทรัพยากร ก็อาจเนื่องมาจาก
Ø ทรัพยากรของระบบมีจำกัด โปรแกรมจะใช้ทรัพยากรมากบ้างน้อยบ้าง แต่เนื่องจากทรัพยากรบางอย่างมีจำกัด ทำให้เมื่อมีการเรียกใช้อาจจะทำให้ทรัพยากรนั้นหมดได้ เช่น หน่วยความจำ ในปัจจุบันเมื่อมีการใช้โปรแกรมทีละหลายๆ โปรแกรม ทำให้หน่วยความจำถูกนำมาใช้จนหมด
Ø ทรัพยากรมีหลายประเภท เนื่องจากในแต่ละโปรเซสหรือโปรแกรมอาจจะมีความต้องการเพียงประเภทเดียบ้าง หลายประเภทบ้าง ระบบปฏิบัติการจะทำหน้าที่จัดสรรทรัพยากรเหล่านี้ตามความความเหมาะสม และความต้องการของโปรเซส

ดังนั้นจึงเป็นหน้าที่ของระบบประฏิบัติการที่ต้องจัดสรรทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด และหลายประเภทให้เกิดประโยชน์สูงสุด เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวดเร็ว และได้งานเพิ่มมากขึ้น

5. วิวัฒนาการของคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการ
มนุษย์มีความจำเป็นต้องคิดและประมวลผลมาตั้งแต่อดีต เริ่มตั้งแต่นับนิ้วมือต่อมาก็ใช้เศษไม้ จากนั้นก็มีวิวัฒนาการเป็นลูกคิด (Abacus) ซึ้งถือเป็นเครื่องมือนับชิ้นแรกของโลกหลังจากนั้นก็มีการสร้างเครื่องเพิ่มเติมมากมาย เช่นในปี 1617 john Napier สร้างเครื่องคิดเลขที่เรียกว่า ‘’Nepier’s Bones”ส่วน Henrygs คิดค้นแบบคำนวณตารางลอการิทึมและ Edmund Gunter ได้นำค่าลอกกาลิทึม ของ Briggs มาแกะลงบนไม้วัด ในปี 1700 William Aughtred ได้นำความคิดของ Gunter มาสร้าง Slide Ruleซึ้งถือว่าเป็นคอมพิวเตอร์ลอกเครื่องแรกของโลก เป็นต้น ส่วนคอมพิวเตอร์แบบดิจิตอลเครื่องแรกออกแบบโดย นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษที่ชื่อ Charles Babbage
( ค.ศ 1792 – 1871 ) โดยเขาต้องการสร้างเครื่องมือที่ชื่อ“ อนาไลติคัล เอ็นจิน“
ซึ่งมีส่วนประกอบเหมือนกับคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน คือมีหน่วยรับส่งข้อมูล หน่วยควบคุม หน่วยความจำ โดยจะใช้บัตรเจาะรูเป็นส่วนในการรับและแสดงผล แต่เครื่องมือดังกล่าวไม่เคยทำงานได้ถูกต้องแม่นยำเลย เขาคิดว่าเครื่องมือนี้ เขาคิดว่าเครื่องมือนี้จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ เขาจึงได้ว่าจ้าง Ada Lovelace เป็นโปรแกรมเมอร์คนแรกของโลก ซึ่งชื่อนี้เองซึ่งเป็นภาษาสำหรับการเขียนโปรแกรมที่ชื่อ Ada ในเวลาต่อมา หลังจากนั้นก็ได้มีการพัฒนาคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการเรื่อยมาแต่ไม่ประสบความสำเร็จอีกเลย หลังงสงครามโลกครั้งที่ 2 จึงเริ่มเห็นรูปร่างของคอมพิวเตอร์มากขึ้น
1.5.1 ยุคของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ที่เห็นในปัจจุบันมีวิวัฒนาการที่น่าสนใจโดยแบ่งเป็นยุคต่าง ๆ ไว้ 4 ยุค ดังนี้
= ยุคแรก ( ค.ศ 1945 –1995 ) เป็นยุคคอมพิวเตอร์พื้นฐาน ที่เป็นสูญญากาศที่ใช้ยูทิลิตี้แบบธรรมดามีการเรียงข้อมูลธรรมดา โดยใช้ Card I / O ใน
การรับ – ส่งข้อมูล ยังไม่มีระบบปฏิบัติการ เช่น เครื่อง ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Calculator)
=ยุคสอง(ค.ศ.1964-1964) เป็นทรานซิสเตอร์ที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์น่าเชื่อถือมากขึ้นจนได้มีการผลิตมาขายให้กับลูกค้า เครื่องที่ว่านี้ก็คือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์นั่นเอง
=ยุคที่สาม (ค.ศ.1965-1980) เริ่มมีการผลิต ic ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงและมีการพัฒนาภาษาขึ้นสูง
=ยุคที่สี่ (ค.ศ.1980-ปัจจุบัน) มีความซับซ้อนมากขึ้นใช้ระบบปฏิบัติการแบบ multi-mode .ใช้คุณลักษณะเวอร์ชวลแมชชีน มีการสื่อสารข้อมูล มีการสนับสนุนระบบการจัดการฐานข้อมูล
1.6ระบบคอมพิวเตอร์
ระบบคอมพิวเตอร์ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันสามารถแบ่งตามคุณสมบัติได้ดังนี้
1.6.1 ระบบที่ไม่มีระบบปฏิบัติการ
ระบบคอมพิวเตอร์ในยุคแรกๆ มีเครื่องเปล่าๆ ไม่มีระบบปฏิบัติการผู้ใช้จะต้องเขียนโปรแกรมทั้งหมด ตั้งแต่ควบคุมเครื่อง เตรียมข้อมูล ทำงานตามโปรแกรม และทำการตรวจสอบข้อผิดพลาด
1.6.2 ระบบงานเเบ็ตช์
ต่อมาเริ่มมีการพัฒนาการนำดีไวซ์สำหรับการนำข้อมูลเข้าระบบแล้วนำข้อมูลออกจากระบบมาใชังาน การ์ด เทป ส่วนดีไวซ์ที่นำข้อมูลจากระบบเช่นเครื่องพิมพ์ เทป และการ์ดเจาะรูการทำงานลักษณะนี้ไม่ได้ติดต่อโดยตรงกับระบบ
การทำงานในระบบแบ็ตช์มีจุดด้อยตรงที่ความเร็วของซีพียู ของอุปกรณ์รับส่งข้อมูล หรืออินพุต
1.6.3 การทำงานแบบบัฟเฟอร์
เป็นการขยายขีดความสามารถการทำงานของระบบ กล่าวคือระบบนี้จะเป็นหน่วยรับ-แสดงผลไปทำงานไปพร้อมๆ กับการประมวลผลของซีพียู โดยในขณะที่มีการประมวลผลคำสั่งที่โหลดเข้าของซีพียูนั้น จะมีการโหลดข้อมูลต่อไปเข้ามาเก็บไว้ในหน่วยความคำก่อนเมื่อถึงเวลาประมวลผลซีพียูจะทำงานทันที
ตั้งแต่แรกที่มีการใช้คอมพิวเตอร์ล่วงมาจนถึงปัจจุบัน ความเลื่อมล้ำของเวลาจะเป็นในด้านของการใช้ซีพียูต่ำ
1.6.4 ระบบสพูลลิ่ง
เมื่อมีการคิดค้นเทคโนโลยีเทปแม่เหล็กมาใช้งานร่วมกับเครื่องอ่านบัตรทำให้มีการประสิทธิภาพของซีพียูมากขึ้น แต่ก็เพียงเล็กน้อยเท่านั้นโดยจะจำลองข้อมูลบัตรลงบนเทปเมื่อโปรแกรมต้องการอ่านบัตรระบบปฏิบัติการจะเปลี่ยนไปอ่านที่เทปแทน จนเมื่อมีการคิดค้นดิสก์ หรือจานแม่เหล็กขึ้นมาใช้งานทำให้มีการหันมาใช้ดิกส์กันมากขึ้น
1.7.1.1 การจัดการโปรเซอร์
ซีพียูทำหน้าที่เอ็กซิคิวต์คำสั่งที่อยู่ในโปรแกรม โปรแกรมที่เอ็กซิคิวต์เป็นโปรเซสแต่เป็นเพียงการกำหนดเบื้องต้นที่สามารถขยานเพิ่มเติมในอนาคต
โปรเซสเป็นหน่วยหนึ่งของระบบ โดยปกติระบบจะประกอบด้วยโปรเซสเป็นจำนวนมากบ้างก็เป็นเซสของระบบปฏิบัติการ(ที่เอ็กซิคิวต์ของระบบ) ที่เหลือก็เป็นโปรเซสของผู้ใช้ระบบปฏิบัติการมีหน้าที่ในกิจกรรมที่เกี่ยวกับการจัดการโปรเซสดังนี้
<การสร้างและลบทั้งโปรเซสของระบบและของผู้ใช้
<การหยุดและทำโปรเซสต่อไป
<การจัดเตรียมกลไกรสำหรับการซิลโครไนซ์โปรเซส
<การเตรียมกลไกรสำหรับการติ่ดต่อสื่อสารโปรเซส
<การจัดเตรีมกลไกรการแก้ไข deadiock
1.7.1.2 การจัดการหน่วยความจำ
หน่วยความจำเป็นส่วนสำคัญและเป็นศูนย์กลางของการกระทำของระบบปฏิบัติการยุคใหม่ หน่วยความจำเป็นอาร์เรย์ของคำหรือไบต์ โดยที่แต่ละคำหรือไบต์จะมีแอ็ดเดรสที่แน่นนอนเป็นของตัวเองหน่วยความจำเป็นที่เก็บข้อมูลร่วมกันของซีพียูและดีไวซ์สำหรับอินพุตและเอาต์พุต เพื่อให้การดึงขัอมูลใช้อย่างรวดเร็ว


สำหรับโปรแกรมที่จะเอ็กซิคิวต์จะต้องแมพไปยังแอ็ดเดรสและโหลดลงในหน่วยความจำ ในขณะที่แรมกำลังเอ็กซิคิวต์อยู่นั้นซีพียูจะทำการดึงคำสั่งในโปรแกรมและข้อมูลจากหน่วยความจำโดยการสร้างแอ็ดเดรสเหล่านี้ จนกระทั่งเมื่อการเอ็กซิคิวต์สิ้นสุดลงเนื้อที่ของหน่วยความจำตรงส่วนนั้นจะว่ารอการโหลดคำสวั่งต่อไป ในการใช้ประโยชน์ของยูพีซีและการตอบสนองของระบบคอมพิวเตอร์กับผู้ใช้ เราต้องเก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำ การจัดการหน่วยความจำมีหลายรูปแบบที่แตกต่างกันซึ่งมีผลโดยตรงกับการจัดการหน่วยความจำและผลของอัลกอริทึมที่ต่างกันขึ้นอยู่กับสภาวะเฉพาะแบบ การเลือกรูปแบบการจัดการหน่วยความจำสสำหรับระบบที่เฉพาะเจาะจงมีหลายปัจจัย โดยเฉพาะการออกแบบฮาร์ดแวร์ของระบบ แต่ละอัลกอริทึมต้องการการสนับสนุนฮาร์ดแวร์ที่ต่างกันออกไป ระบบปฏิบัติการมีหน้าที่รับผิดชอบในกิจกรรมที่เกี่ยวกับการจัดการหน่วยความจำดังนี้
u ติดตามการใช้งานหน่วยความจำส่วนต่าง ๆ ว่าทำอะไร และของใคร
u ตัดสินใจว่าโปรเซสใดจะโหลดเข้าสู่หน่วยความจำเมื่อมีหน่วยความจำว่าง
u จัดสรรคการใช้หน่วยความจำเมื่อจำเป็นต้องใช้หน่วยความจำ

1.7.1.3การจัดการไฟล์ (File Managerent)
การจัดการไฟล์เป็นหนึ่งในคอมโพเนนต์ของระบบปฏิบัติการที่เห็นได้ชัดเจน
คอมพิวเตอร์สามารถจัดเก็บในสื่อที่แตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นเทปแม่เหล็ก , ดิสก์ , ออพดิคัลดิสก์ สื่อแต่ละชนิดที่มีคุณสมบัติการจัดการทางกายภาพเฉพาะแบบ สื่อแต่ละชนิดจะถูกควบคุมด้วยดีไวซ์ เช่น ดิวก์ไดรฟ์ , หรือเทปไดร์ ที่มีคุณสมบัติเฉพาะแบบเช่นกัน คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึง ความเร็ว ความจุ อัตราการโอนถ่ายข้อมูล และวิธีการแอ็กเซสข้อมูล
เพื่อความสะดวกในาการใช้งานระบบคอมพิวเตอร์นั้น ระบบปฏิบัติการได้กำหนดชื่อทางลอจิกว่า ไฟล์ เพื่อเป็นชื่อแทนกลุ่มข้อมูลที่จัดเก็บในสื่อทางการยภาพ โดยที่ระบบปฏบัติการจะแมพไฟล์ไปยังสื่อทางกายภาพและเอ็กเซสไฟล์ผ่านทางดีไวซ์ที่จัดเก็บข้อมูลนั้น ทำให้คุณใช้ชื่อไฟล์เพื่อกำหนดสิ่งที่คุณต้องการดูข้อมูลได้ทันทีเป็นชุดของข้อมูลที่สำพันธ์กันซึ่งถูกกำหนดชื่อโดยผู้สร้างไฟล์นั้น โดยปกติแล้ว ไฟล์จะแสดงโปรแกรมและข้อมูล ไฟล์ข้อมูลอาจเป็นตัวเลข ตัวอักษร หรือทั้งตัวเลขและตัวอักษร ไฟล์ประกอบไปด้วยขุดของบิต ไบต์ หรือเรคอร์ตามที่ผู้สร้างกำหนด
แนวความคิดในการจัดการไฟล์ของระบบปฏิบัติการเป็นการจัดการสื่อที่ใช้ในการาจัดเก็บ เช่น เทป ดิสก์ และดีไวซ์ที่ควบคุมอุปกรณ์เหล่านี้ นอกจากนี้ไฟล์ยังจัดเก็บในไดเรกทอรี(ปัจจุบันเรียกว่าโฟลเดอร์) เพื่อใช้ได้ง่ายขึ้น สิ่งสุดท้ายเมื่อมีการใช้ไฟล์ได้หลาย ๆ คน อาจจะต้องมีการควบคุมผู้ที่สามารถใช้ไฟล์อีกด้วย ระบบปฏิบัติการมีหน้าที่รับผิดชอบในกิจกรรมที่เกี่ยวกับการจัดการไฟล์ดังนี้
u สร้างและการลบไฟล์
u สร้างและการลบไดเรกทอรี
u สนับสนุนการจัดการไฟล์ในรูปแบบเดิม ๆ ที่ผ่านมา
u แมพไฟล์ไปยังสิ่งที่ใช้จัดเก็บข้อมูล
u แบ็คอัพหรือสร้างไฟล์สำรอง

1.7.1.4การจัดการอินพุต/เอาท์พุต(I/O System Management)
การออกแบบระบบปฏิบัติการมีจุดมุ่งหมายข้อหนึ่งเพื่อควบคุมดีไวซ์ที่เชื่อมต่ออยู่กับระบบ
คอมพิวเตอร์ทั้งนี้เนื่องจากดีไวซ์เหล่านั้นมีความหลากหลายในเรื่องฟังก์ชันและความเร็ว (ลองพิจารณาที่เมาส์ ฮาร์ดิสก์ หรือซีดีรอม) การควบคุมจำเป็นต้องใช้วิธีการที่หลากหลายเช่นกัน วิธีควบคุมเหล่านี้เรียกว่า ระบบย่อยอินพุต/เอาท์พุต ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ kernel ที่แยกจากการจัดการหน่วยความจำที่ซับซ้อนในระบบ
เทคโนโลยทางด้านดีไวซ์ที่แสดงให้เห็นข้อที่แย้งกัน 2 ด้าน ด้านแรกเทคโนโลยีทางด้านดีไวซ์ทำให้เราเห็นมาตรฐานที่มีการพัฒนาอินเทอร์เฟซของซอฟแวร์และฮาร์ดแวร์ที่เพิ่มมากขึ้น การพัฒนาทางด้านนี้ทำให้เรามีส่วนร่วมในการปรับปรุงเพื่อพัฒนาดีไวซ์เพื่อนำมาใช้งานได้มากขึ้น ส่วนทางด้านอื่นเราได้เห็นดีไวซ์ที่มความหลากหลายในการเลือกใบช้ดีไวซ์ใหม่บางชิ้นก็ไม่เหมือนกับดีไวซ์เดิมที่มีอยู่ เป็นสิ่งท้าทายที่ทำให้เราสามารถเลือกดีไวซ์ที่ต่างประเภทกันเพื่อใช้ระบบคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการเดีบวกัน ไม่ว่าจะเป็นอินพุต/เอาท์พุตพื้นฐานเช่นพอร์ต บัส และดีไวซ์คอนโทรเลอร์ หรืออินพุต/เอาพุตที่สร้างใหม่ เช่น พอร์ต USB ซีดีรอม หรือดีวีดีรอม เป็นต้น ไม่ว่าจะมีดีไวซ์ที่หลากหลายเพียงใด ระบบปฏิบัติการมี kernel ที่จัดการกับดีไวซ์เหล่านี้ได้เป็นอย่างดี kernel ของระบบปฏิบัติการก็คือโครงสร้างที่ใช้โมดูล ดีไวซ์ไดร์เสอร์ ได้แสดงถึงรูปแบบเฉพาะในการอินเทอร์เฟซระหว่างดีไวซ์กับระบบย่อยอินพุต/เอาท์พุต ในขณะที่ระบบจะมีการอินเทอร์เฟซมาตรฐานระหว่างแอปพลิเคชันกับระบบปฏิบัติการอยู่นั่นอง
u การจัดการหน่วยความจำที่รวมทั้งบัพเพอร์ แคช และสพูล
u อินเทอร์เฟซพื้นฐานของดีไวซ์ไดร์เวอร์
u ไดร์เวอร์สำหรับดีไวซ์ที่มีรูปแบบเฉพาะ

1.7.1.5การจัดการสื่อจัดเก็บข้อมูล (Storage Management)
เนื่องจากวัตถุประสงค์หลักของระบบคอมพิวเตอร์คือการเอ็กซิคิวต์โปรแกรม ในระหว่างการเอ็กซิคิวต์โปรแกรมรวมทั้งข้อมูลเหล่านี้จะใช้ต้องอยู่บนหน่วยความจำหลัก(ที่เรียกว่า primary storage) แต่เนื่องจากหน่วยความจำหลักเหล่านี้มีขนาดเล็ก(ปัจจุบันอาจจะใช้ 128 หรือ 256 MB) และเนื่องจากระบบคอมพิวเตอร์จำเป็นต้องมีไฟฟ้าหล่อเลี้ยง ถ้ไม่มีไฟข้อมูลบนหย่วยความจำหลักก็จะสูญหายไปด้วย สิ่งนี้เองที่ระบบคอมพิวเตอร์จำเป็นต้องมีการจัดสื่อข้อมูล เพื่อถ่ายทอดข้อมูลจากหน่วยความจำหลักมาจัดเก็บไว้ก่อนเพื่อสะดวกในการใช้งานภายหลัง ปัจจุบันระบบคอมพิวเตอร์ทั่วไปจะใช้ดิสก์เป็นสื่อในการจัดเก็บข้อมูลทั้งโปรแกรมและข้อมูล โปรแกรมส่วนใหญ่ทั้งที่เป็นคอมไพล์ ตัวเอดิเตอร์ ตัวแปรภาษา และอื่นๆ จะถูกโหลดขึ้นสู่หน่วยความจำหลักเสียก่อน เพื่อทำงานกับหน่วยความจำโดยตรง และมีการจัดเก็บข้อมูลเป็นระยะเมื่อคุณสั่งให้จัดเก็บ ข้อมูลบนดิสก์เป็นหน่วยความจำเสมือน(Virtual Memory) ตลอดเวลาที่มีการใช้งาน และจะคืนสภาพทั้งหมดให้กับระบบก่อนการชัดดาน์ระบบ ดังนั้นการจัดการสื่อจัดเก็บข้อมูล โดยเฉพาะดิสก์จึงมีความสำคัญและจำเป็นสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน สำหรับการจัดการสื่อจัดเก็บข้อมูลที่เป็นความรับผิดชอบของระบบปฏิบัติการดังนี้
u การจัดเนื้อที่ว่างบนดิสก์
u จัดการตำแหน่งจัดเก็บข้อมูล ที่อาจจะกระจัดกระจาย แต่เมื่อมีการใชช้งานได้เร็ว โดย จะมีพอยเตอร์ชี้ไปยังกลุ่มข้อมูลเดียวกัน
u การจัดแบ่งเวลาการใช้ดิวก์

1.7.1.6เน็ตเวิร์ค (Networking)
ปัจจุบันเน็ตเวิร์คหรือเครือข่ายเข้ามามรบทบาทการใช้งานคอมพิวเตอร์ในชีวิตประจำวั
มากขึ้น เนื่องจากการเชื่อมต่อระบบทำงานได้ง่ายและใช้งานได้สะดวก รวมถึงประสิทธิภาพของอุปกรณ์มากขึ้น ทำให้ระบบปฏิบัติการมีหน้าที่เพิ่มเติมในการจัดการทางด้านเน็ตเวิร์คโดยปริยาย โดยเฉพาะระบบแบบกระจาย(distributed system) ในการทำงานของโปรเซสที่ไม่มีการแชร์หน่วยความจำ ดีไวซ์ต่าง ๆ หรือแม้แต่สัณญาณนาฬิกา(ที่ใช้ดึงข้อมูล หรือเฟซคำสั่งในโปรแกรม) โดยที่แต่ละโปรเซสเซอร์จะมีหน่วยควาามจำ และสัณญาณนาฬิกาเป็นของตัวเองมีการติดต่อระหว่างโปรเซส ซอร์ผ่านทางสายสื่อสาร โดยใช้ระบบบัสที่มีความเร็วสูง หรืออาจจะใช้คู่สายโทรศัพท์ UTP ก็ได้ โปรเซสเซอร์ในระบบแบบกระจายนี้จะมีขนาด ความเร็ว และฟังก์ชันที่ต่างกันออกไป อาจจะเป็นโปรเซสเซอร์ขนาดเล็ด ให้เป็นเวิร์คสเตชัน มินิคอมพิวเตอร์ หรือเป็นระบบใหญ่ ๆ ก็ได้
โปรเซสเซอร์ในระบบจะเชื่อมต่อผ่านเน็ตเวิร์คซึ่งสามารถปรับแต่ได้หลายแบบ การออกปบบเน็ตต้องคำนึงถึงเส้นทางการเดินของข้อมูล จุดเด่นจุดด้อยในการเชื่อมต่อแบบนั้น ข้อผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้น รวมไปถึงระบบเพื่อการป้องกันและรักษาความปลอดภัยจากผู้รุกรานภายนอก เป็นต้น ในระบบแบบกระจายในทางกายภาพจะเป็นการแยกส่วนย่อย ๆ แต่การเชื่อมต่อผ่านทางเวิร์คสเตชันต่าง ๆ สามารถใช้รีซอร์สที่แชร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งในด้านความเร็ว ความถูกต้อง ความเชื่อถือ รวมถึงการประหยัดในการาจักหารีศอร์สเพิ่มเติมอีกด้วย
1.7.1.7ระบบการป้องกัน (Protection System)
ในระบบที่มีผู้ใช้งานหลายคนและระบบที่ยอมให้มีการเอ็กซิคิวต์ได้พร้อม ๆ กันหลาย ๆ
โปรเซส ระบบปฏิบัติการจำเป็นต้องมีการป้องกันในกิจกรรมหรือโปรเซสที่อาจจะเกิดข้อผิดพลาดได้ เช่น ระบบที่มีการเบิกถอนในสาขาต่าง ๆ พร้อมกัน เป็นต้น จุดประสงค์หลักของการนี้ต้องมีกลไกที่ทำให้ผู้ใช้มั่นใจได้ว่า ทั้งไฟล์ หน่วยความจำ ซีพียู และรีซอร์สอื่น ๆ จะมีโปรเซสเกิดขึ้นได้เฉพาะคนที่ได้รับอนุญาตจากระบบเท่านั้น ยกตัวอย่าง เช่น กำหนดแอ็ดเดรสให้กับหน่วยความจำเป็นต้องมั่นใจได้ว่าโปรเซสจะต้องเอ็กซิคิวต์ภายใต้ตำแหน่งแอ็ดเดรสที่กำหนดให้เท่านั้น หรือแม้แต่การโปรเซสจำเป็นต้องได้รับการควบคุมจากซีพียูจะไม่มีปล่อยเป็นอิสระเด็ดขาดเรื่องของการกำหนดสิทธิ์ในการใช้ดีไวซ์ต่า ๆ ถ้าผู้ใช้ไม่ได้รับการกำหนดสิทธิ์ระบบก็จะมีการป้องกันดีไวซ์
คำว่าป้องกัน หมายถึงกลไกที่ใช้ในการควบคุมการเอ็กเซสโปรแกรม การโปรเซสและควบคุมผู้ใช้จากดีไวซ์ที่กำหนดโดยระบบคอมพิวเตอร์ กลไกนี้จะต้องกำหนดคุณสมบัติของการควบคุมและการบังคับอีกด้วย การป้องกันนี้สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือได้โดยการตรวจจับข้อผิดพลาดนั้นด้วยระบบย่อย ๆ อื่นที่ดีกว่า รีซอร์สที่ไม่ได้มีการป้องกันจะไม่สามารถป้องกันการใช้งานจากผู้ใช้ที่ไม่ได้รับสิทธิ์ได้ ดังนั้นระบบป้องกันคือระบบที่ควบคุมการใช้งานจากผู้มีสิทธิ์ และไม่มีสิทธิ์
1.7.1.8 ระบบตัวแปลคำสั่ง (Command-Interpreter System)
เนื่องจากการเอ็กซิคิวต์โปรแกรมสำหรับโปรเซสเซอร์ต่าง ๆ เป็นการทำตามคำสั่งมราอยู่ในโปรแกรม การเอ็กซิคิวต์คำสั่งนั้นจะต้องมีตัวแปรคำสั่ง ซึ่งเป็นการอินเตอร์เฟซระหว่างผู้ใช้กับระบบปฏิบัติการ บางระบบปฏิบัติการจะมีตัวแปรคำสั่งอยู่ใน kernel เลย แต่ในบางระบบ เช่น DOS และUNIX จะมีโปรแกรมพิเศษที่รันเมื่องานเริ่มต้น หรือเมื่อผู้ใช้ริ่มล็อกเข้าระบบครั้งแรก โดยในคำสั่งส่วนใหญ่จะมีคอนโทรลสเตทเมนต์ ที่คอยส่งไปให้ระบบปฏิบัติการ เมื่อเริ่มงานใหม่ในแบบงานแบ็ตซ์ หรือเมื่อผู้ใช้ล็อกเข้าระบบ
ระบบปฏิบัติการมีพื้นที่ของ shell ที่ต่างกัน ผู้ใช้ส่วนมากจะชอบตัวแปรคำสั่งที่เข้าใจและปฏิบัติได้ง่าย เช่น รูปแบบของเมนู และการใช้เมาท์บน macintosh หรือ Microsoft Windows ที่ให้คุณย้ายพอยเตอร์ของเมาส์ไปมาบนจอภาพได้ และจะมีไอคอน(Icon) ซึ่งเป็นรูปภาพเล็ก ๆ ที่แทนโปรแกรม ไฟล์และฟังก์ชันของระบบ คุณอาจจะใช้เมาท์เลือกคำสั่งบนเมนู เลือกไฟล์ หรือไดเรกทอรี เอ็กซิคิวต์โปรแกรมก็ได้ ขึ้นอยู่ว่าเมาส์พอยเตอร์คลิกตำแหน่งใด การคลิกแบบใดนั่นเอง
1.7.2 เซอร์วิสของระบบปฏิบัติการ (Operating System Servicer)
ระบบปฏิบัติการได้เตรียมสภาพแวดล้อม และเซอร์วิสเพื่อการเอ็กซิคิวต์โปรแกรมไว้ให้กับผู้ใช้อยู่แล้วเซอร์วิสในแต่ละระบบปฏิบัติการย่อมมีความแตกต่างกันไป แต่ก็มีเซอร์วิสพื้นฐานที่น่าสนใจของระบบปฏิบัติการมีดังนี้
u การเอ็กซิคิวต์โปรแกรม เซอร์วิสนี้เป็นเซอร์วิสพื้นฐานที่ระบบจะต้องโหลดโปรแกรม และข้อมูลลงสู่หน่วยความจำก่อนการใช้งาน และจะสิ้นสุดการเอ็กซิคิวต์ได้ตามปกติ หรือถ้ามีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นก็จะแสดงแมสเสจแจ้งเตือน
u การปฏิบัติกับอินพุต/เอาต์พุต ส่วนนี้เป็นการตอบสนองการเอ็กซิคิวต์โปรแกรมแล้ว ระบบอาจจะความต้องการติดติดต่อหรือต้องการใช้งานอินพุต/เอาต์พุต หรือถ้าต้องการใช้ดีไวซ์พิเศษก็จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันพิเศษ รวมไปถึงการป้องกันระบบ ทั้งนี้เนื่องจากผู้ใช้ไม่สามารถควบคุมดีไวซ์อยู่แล้ว ระบบปฏิบัติการจึงต้องมีฟังก์ชันเพื่อการควบคุมอินพุต/เอาต์พุตด้วย
u การจัดการกับระบบไฟล์ เซอค์วิสนี้สำคัญเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากการทำงานร่วมกับคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการคือได้ทำงานร่วมกันกับไฟล์นั่นเอง ดังนั้นระบบปฏิบัติการพื้นฐานจะต้องมีฟังชันที่จัดการกับระบบไฟล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพทั้งการอ่านและการเขียนไฟล์รวมไปทั้งการสร้างไฟล์และการลบไฟล์อีกด้วย
u การติดต่อสื่อสาร เซอร์วิสนี้ช่วยในการติดต่อสื่อสารระหว่างโปรเซส ทั้งนี้เนื่องจากการสื่อสารระหว่างโปรเซส 2 โปรเซศเกิดได้ 2 หนทาง คือสื่อสารของโปรเซสบนระบบคอมพิวเตอร์เดียวกัน และการสื่อสารของโปรเซสบนระบบคอมพิวเตอร์ต่างกัน เช่น ในเน็ตเวิร์ค เป็นต้น การสื่อสารอาจจะใช้หน่วยความจำที่แชร์อยู่นั้น หรืออาจใช้เทคนิคที่เรียกว่า แมสเสจพาสซิง ซึ่งเป็นการย้ายแพ็กเกจของข้อมูลนั้นระหว่างโปรเซสในระบบปฏิบัติการนั่นเอง
u การตรวจจับข้อผิดพลาด เซอร์วิสนี้จำเป็นต้องมีเช่นกันเพื่อช่วยในการป้องกันข้อผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ ข้อผิดพลากอาจเกิดขึ้นในฮาร์แวร์ เช่น เกิดกับยูพีซี หรือหน่วยความจำ อาจเกิดในส่วนของอินพุต/เอาต์พุตดีไวซ์ เช่น การเชื่อมต่อระบบข้อผิดพลาด หรือไม่มีกระดาษในเครื่องพิมพ์ หรือแม้แต่ข้อผิดพลาดที่เกิดจากโปรแกรม ข้อผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นได้เหล่านี้ ระบบปฏิบัติการต้องแสดงแอ็กชันที่เหมาะสมเพื่อแก้ไขให้ต่อไป
u การแชร์รีซอร์ส ในกรณีที่มีผู้ใช้หลายคน หรือมีงานเข้ามาหลายงานในเวลาเดียวกัน เป็นหน้าที่ของระบบปฏิบัติการต้องมีการแชร์รีซอร์สให้เหมาะสม ในบางรีซอรศจะต้องใช้โค้ดพิเศษในการควบคุม แต่ในบางรีซอร์ส(เช่น อินพุต/เอาต์พุตดีไวซ์) อาจจะใช้โค้ดในการเรียกใช้ และปลดปล่อยเมื่อใช้งานเสร็จอีกด้วย ระบบปฏิบัติการจะมีฟังชันสำหรับจัดเวลาของซีพียู เพื่อให้การทำงานเหมาะสมด้วยเช่นกัน
u การป้องกัน เซอร์วิสนี้ช่วยป้องกันในกรณีมีผู้ใช้หลายคนในระบบคอมพิวเตอร์ โดยการป้องกันจะมีตั้งแต่ภายในระบบเองซึ่งเป็นการป้องกันข้อผิดพลาดที่อาจจะเกิดจากการเอ็กซิคิวส์โปรเซสในเวลาเดียวกัน ระบบปฏิบัติการจะต้องให้ความมั่นใจในการป้องกันด้านนี้ ส่วนการป้องกันจากภายนอกก็มีความสำคัญไม่ได้ยิ่งหย่อนกว่ากัน ในการป้องกันแบบนี้ระบบปฏิบัติการจะให้อำนาจในการใช้รีซอร์สในลักษณะการใช้รหัสผ่าน รีซอร์สเหล่านี้รวมถึงดีไวซ์ต่าง ๆ ทั้งโมเด็ม และเน็ตเวิร์คอะแด็ปเตอร์ด้วย

1.7.2 System Calls
ฟีเจอร์นี้เป็นฟีเจอร์สำคัญที่ระบบปฏิบัติการที่สร้างขึ้นมาเพื่อเอ็กซิคิวต์โปรแกรม และให้การดำเนินการของ ผู้ใช้โดย System Calls จะกำหนดอินเตอร์เฟตรระหว่างโปรเซสกับระบบปฏิบัติการสร้างด้วยคำสั่งภาษาแอสเซ็มบลีและแสดงอยู่ในคู่มือเพื่อให้ผู้ใช้ทราบและสามารถนำมาใช้ได้ ในบางระบบจำพวกนี้อาจจะสร้างด้วยภาษาระดับสูงก็ได้ System Calls นี้อาจจัดเป็น 5 กลุ่มหลักคือการควบคุมโปรเซสการจัดการกับไฟล์ การจัดการดีไวซ์การบำรุงรักษาข้อมูล และการติดต่อสื่อสาร
u การควบคุมโปรเซส กลุ่มนี้เป็นการควบคุมโปรเซสทั้งหมด ซึ่งขณะที่ กำลังเอ็กซิคิวต์โปรแกรมอยู่นั้นคุรอาจจะต้องการหยุดโปรเซสในลักษณะการหยุดปกติ(end) การหยุดแบบไม่ปกติ(abort) โหลดข้อมูลเพิ่มเติม เอ็กซิคิวต์โปรเซสอีกครั้ง จบโปรเซส สร้างโปรเซสขึ้นมาใหม่ แสดงแอ็ตริบิวต์ของโปรเซส การปรับแต่งโปรเซส สั่งให้หยุดรอเวลา หรือแม้แต่การรออีเวนต์อื่น ๆ ก็ได้
u การจัดการกับไฟล์ กลุ่มนี้เป็นการลบไฟล์ทั้งหมด ทั้งการสร้างไฟล์ การลบไฟล์ การปิดและเปิดไฟล์ รวมทั้งการอ่าน/เขียนและการปรับตำแหน่งไฟล์
u การจัดการดีไวซ์ กลุ่มนี้เป็นการจัดการดีไวซ์ระบบเมื่อมีโปรเซส ระบบอาจจะเรียกใช้ดีไวซ์เพิ่มเติม เช่น ร้องขอใชเทป หลังจากใชเสร็จแล้ว จะมีการปล่อยให้ดีไวซ์นั้นคืนสู่สภาพเดิม เป็นต้น งานในกลุ่มนี้อาจจะเป็น การร้องขอดีไวซ์ การปล่อยดีไวซ์สู่สภาพเดิม การอ่าน/เขียนและการเปลี่ยนตำแหน่งของดีไวซ์ การรับค่าและการปรับแต่งแอตริบิวต์ของระบบ การผูกติดและปลดปล่อยดีไวซ์กับระบบปฏิบัติการ
u การบำรุงรักษาข้อมูล กลุ่มนี้จะตอบสนองงานหลักของระบบปฏิบัติการ ในระบบส่วนใหญ่จะมีการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับระบบปฏิบัติการ นอกจากนี้บางระบบยังอาจจะต้องการแสดงวัน-เวลาปัจจุบัน แสดงข้อมูลของระบบ เช่น จำนวนผู้ใช้งานปัจจุบัน เวอร์ชันของระบบปฏิบัติการ เนื้อที่ว่างของหน่วยความจำ และดิสก์เป็นต้น
u การติดต่อสื่อสาร เป็นที่ทราบอยู่แล้วว่าการติดต่อสื่อสารระหว่างโปรเซสมี 2 รูปแบบ คือระหว่างโปรเซสในระบบคอมพิวเตอร์เดียวกัน และการติดต่อสื่อสารระหว่างระบบคอมพิวเตอร์ข้างเน็ตเวิร์คนั่นเอง โดยงานในกลุ่มนี้อาจเป็น การเชื่อมต่อและยกเลิกการเชื่อต่อ รับ-ส่งแมสเสจ ข้อมูลสถานะการถ่ายโอนรวมถึงการผูกและการปล่อยดีไวซ์ เป็นต้น

สรุป
คอมพิวเตอร์คือ อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรับข้อมูลและชุดคำสั่ง(Program) ในรูปแบบที่เครื่องรับได้ แล้วนำมาประมวลผล(Process) ข้อมูลตามชุดคำสั่งเพื่อแก้ปัญหา หรือทำการคำนวนที่สลับซับซ้อนจนได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ และยังสามารถบันทึก หรือแสดงผลลัพธ์เหล่านั้นได้ เนื่องจากคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้งานในด้านต่าง ๆ มากมายทำให้มีการผลิตคอมพิวเตอร์ในรูปแบบต่างๆ ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจุบัน ตั้งแต่ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ พีซี โน็ตบุค พีดีเอ และการนำคอมพิวเตอร์มาต่อเป็นเครือข่าย
องค์ประกอบคอมพิวเตอร์มี 5 ส่วนต้องทำงานประสานกันคือฮารด์แวร์ ซอฟแวร์ บุคลากร ข้อมูล และกระบวนการทำงานซึ่งแต่ละส่วนยังมีองค์ประกอบย่อยหลายส่วน เช่น ในส่วนของฮาร์แวร์ยังแยกออกเป็นหน่วยรับรับมูล หน่วยแสดงผลข้อมูล ซีพียู หรือหน่วยประมวลกลาง หน่วยเก็บข้อมูล เป็นต้น และส่วนที่เกี่ยวข้องกับหนังสือเล่มนี้คือระบบปฏิบัติการซึ่งเป็นองค์ประกอบย่อยส่วนหนึ่งของซอฟแวร์ซึ่งคำว่าระบบปฏิบัติการยังไม่มีใครให้นิยามที่แน่นอน แต่ทั่วไปจะหมายถึงระบบที่อาจจะเป็นฮาร์ดแวร์หรือซอฟแวร์ที่ช่วยในการจักระเบียบในการอินเทอร์เฟซระหว่างผู้ใช้กับเครื่อง ตลอดจนควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ และการจัดสรรทรัพยากรในระบบให้ใช้งานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หน้าที่ของระบบปฏิบัติการมี 3 หน้าที่หลัก ๆ คือการติดต่อกับผู้ใช้หรือยูเซอร์อินเทอร์เฟซ การควบคุมดูแลอุปกรณ์ และการจัดสรรทรัพยากรระบบให้ทำงานได้ต่อเนื่องจากทั้งอุปกรณ์และทรัพยากรระบบมีอย่างจำกัดและมีหลายประเภทนั่นเอง สำหรับยุคของคอมพิวเตอร์อาจแบ่งเป็น 4 ยุค เริ่มตั้งแต่ยุคที่เป็นหลอดสูญญากาศ(ประมาณปี 1945) ถึงยุคทรานซิสเตอร์, ยุคไอที (integrated Circuit) มาจนถึงคอมพิวเตอร์ปัจจุบันที่สามารถเพิ่มมากขึ้นทำให้มีการใช้เป็นระบบแบบกระจาย มัลติโปรเซสเซอร์ มัลติโปรแกรมมิ่ง ระบบการจัดการฐานข้อมูล ระบบไคล์เอ็นเซิร์ฟเวอร์ การเชื่อมต่อเป็นเน็ตเวิร์คที่เรียนว่า อินเตอร์เน็ต หรือแม้แต่สิ่งที่เรียกว่า ระบบผู้เชี่ยวชาญ ปัญญาประดิษฐ์
ในส่วนระบบปฏิบัติการในการออกแบบจะต้องกำหนดเป้าหมายว่า ระบบปฏิบัติการควรมีอะไรบ้าง สำหรับการปฏิบัติการที่ดีควรจะมีคอมโพเนนต์ระบบ เซอร์วิสต่าง ๆ และ System Call ที่เพียบพร้อม สำหรับคอมโพเนนต์ระบบควรจะมีในด้านการจัดการโปรเซส การจัดการหน่วยความจำ การจัดการไฟล์ การจัดการอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต การจัดการสื่อจัดเก็บข้อมูล เน็ตเวิร์ค ระบบป้องกัน และระบบตัวแปลคำสั่ง สำหรับเซอร์วิสที่ควรจะมีก็เช่น การเอ็กซิคิวต์โปรแกรม การปฏิบัติกับอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต การจัดการกับระบบไฟล์ การติดต่อสื่อสาร การตรวจจับข้อผิดพลาด การแชร์รีซอร์ส และการป้องกันการคุกคามจากภายนอก สิ่งเหล่านี้อาจจะมีอยู่ใน System Call ที่ผู้ใช้ได้นำมาใช้งานอย่างสะดวกและรวดเร็วอีกด้วย

ส่วนประกอบเครื่องคอมพิวเตอร์

ส่วนประกอบเครื่องคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มนุษย์ได้คิดประดิษฐ์ขึ้น เพื่อนำมาเสริมความสามารถของมนุษย์ในด้านการับรู้ การจ ำ การคำนวณ การเปรียบเทียบตัดสินใจ และการแสดงออก ดังนั้นคอมพิวเตอร์จึงมีโครงสร้างที่ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ให้สามารถทำงานเป็นระบบสนองความต้องการของมนุษย์
การประมวลผลข้อมูลของคอมพิวเตอร์จะประกอบด้วยอุปกรณ์รับเข้า (input device) เพื่อรับข้อมูลและคำสั่งจากผู้ใช้ภายนอกเข้าไปเก็บอยู่ในอุปกรณ์เก็บข้อมูลหรือหน่วยความจำหลัก (main memory) คำสั่งที่เก็บในส่วนความจำหลักจะถูกนำไปตีความ และสั่งทำงานที่หน่วยประมวลผลกลาง ที่เรียกว่า ซีพียู ซึ่งเป็นหัวใจของการทำงานในคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่คำนวณและเปรียบเทียบข้อมูลที่เก็บในหน่วยความจำหลัก ผลจากการคำนวณหรือประมวลผลจะนำกลับไปเก็บยังหน่วยความจำหลัก และพร้อมที่จะนำออกแสดงที่อุปกรณืส่งออก (output device) กลับไปสู่ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ต่อไป ดังนั้นระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วย ซีพียู หน่วยความจำ อุปกรณ์รับเข้า และอุปกรณ์ส่งออก

ความหมายและความเป็นมา
เมื่อพิจารณาศัพท์คำว่า คอมพิวเตอร์ ถ้าแปลกันตรงตัวตามคำภาษาอังกฤษ จะหมายถึงเครื่องคำนวณ ดังนั้นถ้ากล่าวอย่างกว้าง ๆ เครื่องคำนวณที่มีส่วนประกอบเป็นเครื่องกลไกหรือเครื่องไฟฟ้า ต่างก็จัดเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งสิ้น ลูกคิดที่เคยใช้กันในร้านค้า ไม้บรรทัด คำนวณ (slide rule) ซึ่งถือเป็นเครื่องมือประจำตัววิศวกรในยุคยี่สิบปีก่อน หรือเครื่องคิดเลข ล้วนเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งหมด
ในปัจจุบันความหมายของคอมพิวเตอร์จะระบุเฉพาะเจาะจง หมายถึง เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผลและเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูง อย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ได้ให้คำจำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ค่อนข้างกะทัดรัดว่า เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่าง ๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อน โดยวิธีทางคณิตศาสตร์

การจำแนกคอมพิวเตอร์ตามลักษณะวิธีการทำงานภายในเครื่องคอมพิวเตอร์อาจแบ่งได้เป็นสองประเภทใหญ่ ๆ คือ
แอนะล็อกคอมพิวเตอร์ (analog computer) เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักของการคำนวณ แต่จะใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทนไม้บรรทัดคำนวณ อาจถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ที่ใช้ค่าตัวเลขตามแนวความยาวไม้บรรทัดเป็นหลักของการคำนวณ โดยไม้บรรทัดคำนวณจะมีขีดตัวเลขกำกับอยู่ เมื่อไม้บรรทัดหลายอันมรประกบรวมกัน การคำนวณผล เช่น การคูณ จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามตัวเลขของตัวตั้งและตัวคูณของขีดตัวเลขชุดหนึ่ง แล้วไปอ่านผลคูณของขีดตัวเลขอีกชุดหนึ่งแอนะล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าจะแทนขีดตัวเลขตามแนวยาวของไม้บรรทัด
แอนะล็อกคอมพิวเตอร์จะมีลักษณะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำ และเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ จึงเหมาะสำหรับงานคำนวณทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่อยู่ในรูปของสมการคณิตศาสตร์ เช่นการจำลองการบิน การศึกษาการสั่งสะเทือนของตึกเนื่องจากแผ่นดินไหว ข้อมูลตัวแปรนำเข้าอาจเป็นอุณหภูมิความเร็วหรือความดันอากาศ ซึ่งจะต้องแปลงให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้า เพื่อนำเข้าแอนะล็อกคอมพิวเตอร์ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้าแปรกับเวลาซึ่งต้องแปลงกลับไปเป็นค่าของตัวแปรที่

คีย์บอร์ด (Keyboard)
คีย์บอร์ดเป็นอุปกรณ์รับข้อมูลเบื้องต้น มีลักษณะการทำงานคล้ายคีย์บอร์ดของเครื่องพิมพ์ดีด แต่ได้เพิ่มปุ่มควบคุมเฉพาะสำหรับคอมพิวเตอร์ โดยปกติจะมี 101 คีย์ ซึ่งบางรุ่นอาจจะมีน้อย หรือมากกว่าก็ได้ โดยสามารถแบ่งเป็นกลุ่มๆ ได้ดังนี้

ปุ่มต่างๆ บนคีย์บอร์ดมีจำนวนมาก ซึ่งสามารถแบ่งได้ 4 ส่วนหลัก คือ
• Typing keys กลุ่มปุ่มพิมพ์อักขระ
• Numeric keypad กลุ่มปุ่มตัวเลข และเครื่องหมายคำนวณ
• Function keys กลุ่มปุ่มฟังก์ชัน F1 - F12

การใช้คอมพิวเตอร์เบื้องต้น

เนื้อหาจะเป็นการแนะนำ การใช้คอมพิวเตอร์เบื้องต้น ต่าง ๆ ที่จำเป็น ตั้งแต่การเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ การจับเม้าส์ การกดปุ่มบนเม้าส์ ตลอดจนการเปิดโปรแกรมต่าง ๆ ขึ้นมา การปิดโปรแกรมต่าง ๆ เมื่อไม่ใช้งาน การแก้ไขเครื่องในกรณีเครื่องเกิดอาการ Hang การปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกต้อง

การเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์
1. ตรวจสอบปลั๊กเสียก่อนว่า เสียบเรียบร้อยดีหรือไม่
2. ที่จอภาพ กดสวิทซ์ เพื่อเปิดจอภาพ
3. ที่ CPU. ด้านหน้า จะมีสวิทซ์ เพื่อเปิดเครื่อง (กดเบา ๆ )
4. เมื่อเปิดเครื่องแล้ว รอสักครู่ ที่จอภาพจะมีข้อความเพื่อตรวจสอบระบบต่าง ๆ
5. จากนั้น จะมีเสียง 1 ครั้ง
6. ที่หน้าจอภาพจะขึ้นคำว่า Windows เป็นการเริ่มต้นการใช้เครื่อง เพราะเครื่องจะต้องเรียกโปรแกรมควบคุมเครื่องที่ชื่อว่า Windows เสียก่อน (จะใช้เวลาประมาณ 3 นาที)
7. จากนั้นหน้าจอภาพจะมีโปรแกรมต่าง ๆ อยู่ด้านซ้าย และด้านล่างจะมีแถบ Task Bar ให้เราทำงานได้

การเลิกใช้เครื่องคอมพิวเตอร์
1. คลิ๊กที่ปุ่ม Start
2. เลื่อนมาคลิ๊กที่คำสั่ง Shut Down
3. คลิ๊กปุ่ม Ok
4. รอสักครู่เครื่องจะเริ่มทำการปิดระบบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์
5. จากนั้นเครื่องจะดับเอง
6. ยกเว้น จอภาพ ให้กดสวิทซ์ ปิดจอด้วย

ส่วนประกอบของหน้าจอภาพเมื่อเข้าสู่วินโดวส์เรียบร้อยแล้ว
1. ส่วนที่เป็นภาพฉากหลัง เราเรียกว่า ส่วนพื้นจอภาพ (Desk Top)
2. ด้านซ้ายของจอภาพ ส่วนที่เป็นรูปภาพ และมีคำบอกว่าเป็นโปรแกรมอะไร เรียกว่า (Icon) ลักษณะจะเป็นโปรแกรมต่าง ๆ ที่วินโดวส์ จะนำมาไว้ที่จอภาพ ส่วนใหญ่จะเป็นโปรแกรมที่ถูกเรียกใช้บ่อย ๆ
3. ด้านล่างของจอภาพที่เป็นแถบสีเทา เราเรียกว่า (Task Bar) เป็นส่วนบอกสถานะต่าง ๆ โดยที่ด้านขวาของ ทาสบาร์ จะบอกเวลาปัจจุบัน สถานะของแป้นพิมพ์ว่า ภาษาไทย หรือ อังกฤษ โปรแกรมที่ถูกฝังตัวอยู่ ส่วนแถบตรงกลางจะใช้บอกว่า ขณะนี้เราเปิดโปรแกรมอะไรใช้งานอยู่บ้าง ด้านซ้ายของจอภาพ จะมีปุ่ม Start ใช้ในการเริ่มเข้าสู่โปรแกรมต่าง ๆ
การกดปุ่มบนเม้าส์ (Mouse) เม้าส์ในปัจจุบันจะมี 2 ปุ่ม ซ้าย และขวา ส่วนถ้าเป็นแบบล่าสุด จะมีปุ่มคล้าย ๆ ล้ออยู่ตรงกลางเพื่อใช้ในการเลื่อน ขึ้น และ ลง บนหน้าจอภาพ (Scroll Bar) ในการกดปุ่มบนเม้าส์นั้น จะมี

วิธีกดปุ่มบนเม้าส์อยู่ทั้งหมด 4 วิธีคือ
1. คลิ๊ก (Click) คือการใช้นิ้วชี้กดปุ่ม ซ้าย ของเม้าส์ 1 ครั้ง ใช้ในการเลือกสิ่งต่าง ๆ บนจอภาพ
2. ดับเบิ้ลคลิ๊ก (Double Click) คือการใช้นิ้วชี้กดปุ่ม ซ้าย ของเม้าส์ 2 ครั้ง ติดกันอย่างเร็ว ใช้ในการเปิดโปรแกรมที่อยู่ด้านซ้ายของจอภาพ
3. แดร๊ก (Drag) คือการกดปุ่ม ซ้าย ของเม้าส์ ค้างไว้ แล้วลากเม้าส์ ใช้ในการย้ายสิ่งต่าง ๆ
4. คลิ๊กขวา (Right – Click) คือการใช้นิ้วกลาง กดปุ่ม ขวา ของเม้าส์ 1 ครั้ง ใช้ในการเข้าเมนูลัดของโปรแกรม (Context Menu)

การเปิดโปรแกรมขึ้นมาใช้งาน เช่น ต้องการเปิดโปรแกรมเครื่องคิดเลข (Calculator)
1. คลิ๊กที่ปุ่ม Start ตรงแถบทาสบาร์ด้านล่างซ้ายมือ
2. เลื่อนเม้าส์เพื่อให้ลูกศรที่จอภาพ ชี้ที่คำว่า Program ตรงนี้ชี้ไว้เฉย ๆ ครับ ไม่ต้องคลิ๊กเม้าส์
3. เลื่อนเม้าส์ไปทางขวา ในแนวนอนก่อน แล้วเลื่อนขึ้นไปที่คำว่า Accessories ไม่ต้องคลิ๊กเม้าส์
4. เลื่อนเม้าส์ไปทางขวา ในแนวนอนอีก แล้วเลื่อนลงมาที่คำว่า Calculator
5. จากนั้นจับเม้าส์ให้ นิ่ง ๆ คลิ๊กเม้าส์ 1 ที (คือการกดปุ่ม ซ้าย ของเม้าส์ 1 ครั้ง)
6. กรอบต่าง ๆ จะหายไป แล้วเครื่องจะเปิดหน้าต่าง เครื่องคิดเลขขึ้นมา ถือว่าเสร็จขึ้นตอนการเปิดโปรแกรมเครื่องคิดเลข ขึ้นมาใช้งาน

การปิดโปรแกรม เครื่องคิดเลข
1. ที่หน้าต่างเครื่องคิดเลข (Calculator) ตรงด้านบน ขวา มือจะมีปุ่มอยู่ 3 ปุ่ม
2. ให้เลื่อนเม้าส์ ไปที่ปุ่มที่ 3 ทางขวามือ (ปุ่มจะเป็นรูป กากบาท X ) เมื่อเลื่อนเม้าส์ไปวางจะมีคำว่า Close
3. คลิ๊ก 1 ครั้ง เครื่องก็จะปิดหน้าต่างโปรแกรมเครื่องคิดเลขไป

การขยายหน้าต่างของโปรแกรมให้เต็มจอภาพ (Maximize)
1. ที่หน้าต่าง ด้านบน ขวามือ ให้คลิ๊ก ปุ่มที่สอง เครื่องจะมีข้อความขึ้นมาว่า Maximize (แต่ถ้าหน้าต่าง ถูกขยายขึ้นมาอยู่แล้ว คำจะเปลี่ยนเป็น Restore ถ้าคลิ๊กลงไปจะกลายเป็นหน้าต่าง ขนาดปกติครับ)
2. จากนั้นเครื่องจะขยายหน้าต่างให้เต็มจอ ส่วนใหญ่เราจะขยายหน้าต่างให้เต็มจอเพื่อให้เห็นรายละเอียดในหน้าต่างมากขึ้น

การลดขนาดหน้าต่างเป็น Icon ลงใน ทาสบาร์ หรือ การซ่อนหน้าต่าง (Minimize)
1. ที่หน้าต่าง ด้านบน ขวามือ ให้คลิ๊กปุ่มที่เป็นขีด ลบ ถ้าเลื่อนเม้าส์ไปวางจะขึ้นคำว่า Minimize
2. คลิ๊กลงไป 1 ครั้ง เครื่องก็จะซ่อนหน้าต่าง ลงไปไว้ด้านล่างตรงทาสบาร์
3. ที่ทาสบาร์จะมีคำเป็นลักษณะปุ่มเขียนว่า ซ่อนโปรแกรมอะไรไว้
4. แต่ ถ้าอยากเรียกขึ้นมาใช้งานตามเดิม ให้คลิ๊กที่ปุ่มด้านล่างที่ทาสบาร์ที่เราซ่อนเอาไว้ เครื่องก็จะเปิดหน้าต่างโปรแกรมที่เราซ่อนเอาไว้ ขึ้นมาใช้งานได้ตามเดิม
การปิดโปรแกรมที่ทำให้เครื่องเกิดอาการแฮงค์ (Hang)
อาการแฮงค์ คืออาการที่เราอาจจะเปิดโปรแกรมขึ้นมาหลายโปรแกรม แล้วทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานไม่ทัน หรือเราอาจจะคลิ๊กเม้าส์หลายครั้ง ในขณะที่เครื่องกำลังประมวลผลอยู่ จนเครื่องทำงานไม่ทัน เลยเกิดอาการแฮงค์ ซึ่งอาการแฮงค์นี้จะทำให้เราไม่สามารถคลิ๊กอะไรที่จอภาพได้เลย

วิธีการแก้ไขเบื้องต้นคือ
1. ที่แป้นพิมพ์ ให้เรากดปุ่ม Ctrl + Alt ค้างไว้ แล้วอีกมือหนึ่ง กดปุ่ม Delete แล้วปล่อย
2. เครื่องจะขึ้นหน้าต่าง Task Manager ขึ้นมา
3. จากนั้น เราคลิ๊กที่โปรแกรมที่เราคิดว่าทำให้เครื่องแฮงค์
4. ด้านล่าง คลิ๊กที่ปุ่ม End Task เครื่องจะปิดโปรแกรมนั้นทิ้งไป
5. ถ้าไม่มีการปิดโปรแกรมอื่นอีก ก็ให้เลือกปุ่ม Cancel ออกมา

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

จากการที่คอมพิวเตอร์มีลักษณะเด่นหลายประการ ทำให้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตประจำวันในสังคมเป็นอย่างมาก ที่พบเห็นได้บ่อยที่สุดก็คือ การใช้ในการพิมพ์เอกสารต่างๆ เช่น พิมพ์จดหมาย รายงาน เอกสารต่างๆ ซึ่งเรียกว่างานประมวลผล ( word processing ) นอกจากนี้ยังมีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในด้านต่างๆ อีกหลายด้าน ดังต่อไปนี้
1.งานธุรกิจ เช่น บริษัท ร้านค้า ห้างสรรพสินค้า ตลอดจนโรงงานต่างๆ ใช้คอมพิวเตอร์ในการทำบัญชี งานประมวลคำ และติดต่อกับหน่วยงานภายนอกผ่านระบบโทรคมนาคม นอกจากนี้งานอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ก็ใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยในการควบคุมการผลิต และการประกอบชิ้นส่วนของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น โรงงานประกอบรถยนต์ ซึ่งทำให้การผลิตมีคุณภาพดีขึ้นบริษัทยังสามารถรับ หรืองานธนาคาร ที่ให้บริการถอนเงินผ่านตู้ฝากถอนเงินอัตโนมัติ ( ATM ) และใช้คอมพิวเตอร์คิดดอกเบี้ยให้กับผู้ฝากเงิน และการโอนเงินระหว่างบัญชี เชื่อมโยงกันเป็นระบบเครือข่าย
2.งานวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และงานสาธารณสุข สามารถนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในนำมาใช้ในส่วนของการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อน เช่น งานศึกษาโมเลกุลสารเคมี วิถีการโคจรของการส่งจรวดไปสู่อวกาศ หรืองานทะเบียน การเงิน สถิติ และเป็นอุปกรณ์สำหรับการตรวจรักษาโรคได้ ซึ่งจะให้ผลที่แม่นยำกว่าการตรวจด้วยวิธีเคมีแบบเดิม และให้การรักษาได้รวดเร็วขึ้น
3.งานคมนาคมและสื่อสาร ในส่วนที่เกี่ยวกับการเดินทาง จะใช้คอมพิวเตอร์ในการจองวันเวลา ที่นั่ง ซึ่งมีการเชื่อมโยงไปยังทุกสถานีหรือทุกสายการบินได้ ทำให้สะดวกต่อผู้เดินทางที่ไม่ต้องเสียเวลารอ อีกทั้งยังใช้ในการควบคุมระบบการจราจร เช่น ไฟสัญญาณจราจร และ การจราจรทางอากาศ หรือในการสื่อสารก็ใช้ควบคุมวงโคจรของดาวเทียมเพื่อให้อยู่ในวงโคจร ซึ่งจะช่วยส่งผลต่อการส่งสัญญาณให้ระบบการสื่อสารมีความชัดเจน
4.งานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรม สถาปนิกและวิศวกรสามารถใช้คอมพิวเตอร์ในการออกแบบ หรือ จำลองสภาวการณ์ ต่างๆ เช่น การรับแรงสั่นสะเทือนของอาคารเมื่อเกิดแผ่นดินไหว โดยคอมพิวเตอร์จะคำนวณและแสดงภาพสถานการณ์ใกล้เคียงความจริง รวมทั้งการใช้ควบคุมและติดตามความก้าวหน้าของโครงการต่างๆ เช่น คนงาน เครื่องมือ ผลการทำงาน
5.งานราชการ เป็นหน่วยงานที่มีการใช้คอมพิวเตอร์มากที่สุด โดยมีการใช้หลายรูปแบบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบทบาทและหน้าที่ของหน่วยงานนั้นๆ เช่น กระทรวงศึกษาธิการ มีการใช้ระบบประชุมทางไกลผ่านคอมพิวเตอร์ , กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้จัดระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเพื่อเชื่อมโยงไปยังสถาบันต่างๆ , กรมสรรพากร ใช้จัดในการจัดเก็บภาษี บันทึกการเสียภาษี เป็นต้น
6.การศึกษา ได้แก่ การใช้คอมพิวเตอร์ทางด้านการเรียนการสอน ซึ่งมีการนำคอมพิวเตอร์มาช่วยการสอนในลักษณะบทเรียน CAI หรืองานด้านทะเบียน ซึ่งทำให้สะดวกต่อการค้นหาข้อมูลนักเรียน การเก็บข้อมูลยืมและการส่งคืนหนังสือห้องสมุด

ลักษณะเด่นของคอมพิวเตอร์

เครื่องคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้มีจุดเด่น 4 ประการ เพื่อทดแทนข้อจำกัดของมนุษย์ เรียกว่า 4 S special ดังนี้
1. หน่วยเก็บ (Storage)
หมายถึง ความสามารถในการเก็บข้อมูลจำนวนมากและเป็นเวลานาน นับเป็นจุดเด่นทางโครงสร้างและเป็นหัวใจของการทำงานแบบอัตโนมัติของเครื่องคอมพิวเตอร์ ทั้งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องด้วย
2. ความเร็ว (Speed)
หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูล (Processing Speed) โดยใช้เวลาน้อย เป็นจุดเด่นทางโครงสร้างที่ผู้ใช้ทั่วไปมีส่วนเกี่ยวข้องน้อยที่สุด เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สำคัญส่วนหนึ่งเช่นกัน
3. ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting)
หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลตามลำดับขั้นตอนได้อย่างถูกต้องและต่อเนื่องอย่างอัตโนมัติ โดยมนุษย์มีส่วนเกี่ยวข้องเฉพาะในขั้นตอนการกำหนดโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลก่อนการประมวลผลเท่านั้น
4. ความน่าเชื่อถือ (Sure)
หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ถูกต้อง ความน่าเชื่อถือนับเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ความสามารถนี้เกี่ยวข้องกับโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลที่มนุษย์กำหนดให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง กล่าวคือ หากมนุษย์ป้อนข้อมูลที่ไม่ถูกต้องให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ย่อมได้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องด้วยเช่นกัน

การทำงานของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตาม จะมีลักษณะการทำงานของส่วนต่างๆที่มีความสัมพันธ์กันเป็นกระบวนการ โดยมีองค์ประกอบพื้นฐานหลักคือ Input Process และ output ซึ่งมีขั้นตอนการทำงานดังภาพ

ขั้นตอนที่ 1 : รับข้อมูลเข้า (Input)
เริ่มต้นด้วยการนำข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถผ่านทางอุปกรณ์ชนิดต่างๆ แล้วแต่ชนิดของข้อมูลที่จะป้อนเข้าไป เช่น ถ้าเป็นการพิมพ์ข้อมูลจะใช้แผงแป้นพิมพ์ (Keyboard) เพื่อพิมพ์ข้อความหรือโปรแกรมเข้าเครื่อง ถ้าเป็นการเขียนภาพจะใช้เครื่องอ่านพิกัดภาพกราฟิค (Graphics Tablet) โดยมีปากกาชนิดพิเศษสำหรับเขียนภาพ หรือถ้าเป็นการเล่นเกมก็จะมีก้านควบคุม (Joystick) สำหรับเคลื่อนตำแหน่งของการเล่นบนจอภาพ เป็นต้น
ขั้นตอนที่ 2 : ประมวลผลข้อมูล (Process)
เมื่อนำข้อมูลเข้ามาแล้ว เครื่องจะดำเนินการกับข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับมาเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ การประมวลผลอาจจะมีได้หลายอย่าง เช่น นำข้อมูลมาหาผลรวม นำข้อมูลมาจัดกลุ่ม นำข้อมูลมาหาค่ามากที่สุด หรือน้อยที่สุด เป็นต้น
ขั้นตอนที่ 3 : แสดงผลลัพธ์ (Output)
เป็นการนำผลลัพธ์จากการประมวลผลมาแสดงให้ทราบทางอุปกรณ์ที่กำหนดไว้ โดยทั่วไปจะแสดงผ่านทางจอภาพ หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า "จอมอนิเตอร์" (Monitor) หรือจะพิมพ์ข้อมูลออกทางกระดาษโดยใช้เครื่องพิมพ์ก็ได้

ฮาร์ดแวร์sหมายถึงอะไร

ฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์หมายถึง อุปกรณ์ต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นโครงร่างสามารถมองเห็นด้วยตาและสัมผัสได้ (รูปธรรม) ไม่รวมระบบข้อมูล เช่น จอภาพ คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ เมาส์ เป็นต้น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ตามลักษณะการทำงาน ได้ 4 หน่วย คือ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยแสดงผล (Output Unit) หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage) โดยอุปกรณ์แต่ละหน่วยมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ หรือ คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ (อ. computer hardware) หรือเรียกย่อว่า ฮาร์ดแวร์ (อ. hardware) หรือ ส่วนเครื่อง [1] เป็นคำที่ใช้อ้างอิงถึง ส่วนที่จับต้องได้ ของระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งไม่รวมถึงข้อมูล, ระบบการคำนวณ, และซอฟต์แวร์ ที่ป้อนชุดคำสั่งให้ฮาร์ดแวร์ทำการประมวลผลความจริง ขอบเขตที่แบ่งระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ไม่ได้ชัดเจน เพราะระหว่างกลางอาจจะมีเฟิร์มแวร์ ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ที่สร้างมาโดยเฉพาะ เพื่อฝังไว้ในฮาร์ดแวร์อยู่ด้วย โดยที่ผู้ใช้ทั่วไป ไม่จำเป็นต้องกังวลกับเฟิร์มแวร์เหล่านี้ เพราะเป็นส่วนที่โปรแกรมเมอร์ และวิศวกรคอมพิวเตอร์ เป็นผู้ดูแลสถาปัตยกรรมของเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ประกอบด้วยเมนบอร์ด, มาเธอร์บอร์ด เป็นศูนย์รวมของหน่วยประมวลผลกลาง และหน่วยความจำหลัก พร้อมส่วนเชื่อมต่อสำหรับต่ออุปกรณ์ภายนอกเพิ่มเติม ส่วนจ่ายไฟ (พาวเวอร์ซัพพลาย) เป็นอุปกรณ์ที่แปลงไฟ และควบคุมระดับไฟฟ้า ส่วนเก็บข้อมูล ประกอบด้วยส่วนควบคุมการทำงาน และติดต่อกับอุปกรณ์เก็บข้อมูล เช่น แรม, ฟลอปปี้ดิสก์, ดีวีดีรอม, ซีดีรอม, เทป, ฮาร์ดดิสก์ ฯลฯ ส่วนควบคุมการแสดงผล (การ์ดจอ) สำหรับควบคุมและส่งภาพไปยังหน้าจอ ส่วนควบคุมการติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอก โดยรับ/ส่งข้อมูลผ่านทางช่องสัญญาณ เช่น พอร์ตขนาน, พอร์ตอนุกรม, PS/2, ยูเอสบี, ไฟร์ไวร์ ฯลฯ ส่วนควบคุมการติดต่อกับอุปกรณ์เสริมภายใน เช่น ISA, PCI, AGP, PCI-X, PCI-E ฯลฯ คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์รอบข้างที่เกี่ยวข้องต่างๆซึ่งประกอบด้วยส่วนที่สำคัญคือ หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำหลัก หน่วยรับข้อมูล หน่วยแสดงผล และหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง2.1 หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) หน่วยประมวลผลกลางหรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า ซีพียู (CPU) เป็นหน่วยที่เปรียบเสมือนสมองของระบบคอมพิวเตอร์ และเป็นหน่วยที่มีความซับซ้อนมากที่สุด ส่วนประกอบต่าง ๆ ในหน่วยประมวลผลกลางเป็นตัวกำหนดความเร็วของเครื่องคอมพิวเตอร์ หน่วยประมวลผลกลางรุ่นใหม่ ๆ จะมีขนาดเล็กลงในขณะที่มีความเร็วเพิ่มขึ้น2.2 หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการจดจำข้อมูล และโปรแกรมต่าง ๆ ที่อยู่ระหว่างการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ บางครั้งอาจเรียกว่า หน่วยเก็บข้อมูลหลัก (Primary storage) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ2.2.1 หน่วยความจำหลักแบบอ่านได้อย่างเดียว (Read Only Memory)2.2.2 หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้ (Random Access Memory)2.3 หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) ทำหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ใช้เข้าสู่หน่วยความจำหลัก ปัจจุบันมีสื่อต่าง ๆ ให้เลือกใช้ได้มากมาย แบ่งเป็นประเภทต่าง ๆ ได้ดังนี้2.3.1 อุปกรณ์แบบกด (Keyed Device) แป้นพิมพ์ (Keyboard) แบ่งเป็น 4 กลุ่มด้วยกันคือ แป้นอักขระ (Character Keys) แป้นควบคุม (Control Keys) แป้นฟังก์ชัน (Function Keys) แป้นตัวเลข (Numeric Keys)2.3.2 อุปกรณ์ชี้ตำแหน่ง (Pointing Device) เช่น เมาส์ (Mouse) ลูกกลมควบคุม (Track ball) แท่งชี้ควบคุม (Track Point) แผ่นรองสัมผัส (Touch Pad) จอยสติก (Joy stick) เป็นต้น2.3.3 จอภาพระบบไวต่อการสัมผัส (Touch-Sensitive Screen) เช่น จอภาพระบบสัมผัส (Touch screen)2.3.4 ระบบปากกา (Pen-Based System) เช่น ปากกาแสง (Light pen) เครื่องอ่านพิกัด (Digitizing tablet)2.3.5 อุปกรณ์กวาดข้อมูล (Data Scanning Device) เช่น เอ็มไอซีอาร์ (Magnetic Ink Character Recognition - MICR) เครื่องอ่านรหัสบาร์โค้ด (Bar Code Reader) สแกนเนอร์ (Scanner) เครื่องรู้จำอักขระด้วยแสง (Optical Character Recognition - OCR) เครื่องอ่านเครื่องหมายด้วยแสง (Option Mark Reader -OMR) กล้องถ่ายภาพดิจิตอล (Digital Camera) กล้องถ่ายทอดวีดีโอดิจิตอล (Digital Video)2.3.6 .อุปกรณ์รู้จำเสียง (Voice Recognition Device) เช่น อุปกรณ์วิเคราะห์เสียงพูด (Speech Recognition Device)2.4 หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์จากคอมพิวเตอร์ โดยมากจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท2.4.1.หน่วยแสดงผลชั่วคราว (Soft Copy) หมายถึงการแสดงผลออกมาให้ผู้ใช้ได้รับทราบในขณะนั้น แต่เมื่อเลิกการทำงานหรือเลิกใช้แล้วผลนั้นก็จะหายไป ไม่เหลือเป็นวัตถุให้เก็บได้ ถ้าต้องการเก็บผลลัพธ์นั้นก็สามารถส่งถ่ายไปเก็บในรูปของข้อมูลในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง เพื่อให้สามารถใช้งานได้ในภายหลัง2.4.2 หน่วยแสดงผลถาวร (Hard Copy) หมายถึงการแสดงผลที่สามารถจับต้อง และเคลื่อนย้ายได้ตามต้องการ มักจะออกมาในรูปของกระดาษ2.5 หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage Unit) เนื่องจากแรมเป็นหน่วยความจำที่ไม่ได้เก็บข้อมูลอย่างถาวร ถ้าปิดเครื่องหรือไฟดับข้อมูลก็หายไป ดังนั้นถ้าผู้ใช้มีข้อมูลอยู่ในแรมก็จะต้องทำการจัดเก็บข้อมูล โดยย้ายข้อมูลจากหน่วยความจำไปไว้ในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง เนื่องจากสามารถเก็บข้อมูลได้อย่างถาวร เก็บข้อมูลเป็นจำนวนมากได้ แต่ความเร็วในการอ่านและบันทึกข้อมูลของหน่วยเก็บข้อมูลสำรองจะต่ำกว่าแรมมาก ดังนั้นจึงควรทำงานให้เสร็จก่อนจึงย้ายข้อมูลนั้นไปไว้ในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง2.6 ส่วนประกอบอื่น ๆ2.6.1 แผงวงจรหลัก (Main Board)2.6.2 ส่วนเชื่อมต่ออุปกรณ์ (Peripheral Inteface)2.6.3 อุปกรณ์พีซีการ์ด (PC-Card)2.6.4 อุปกรณ์สื่อสารข้อมูล (Data communication device)2.6.5 ยูพีเอส (UPS)