ความสำคัญของคอมพิวเตอร์ ประโยชน์ และลักษณะการทำงานพื้นฐาน

ความสำคัญของคอมพิวเตอร์ นับว่ามีบทบาทมากยิ่งขึ้นทุกวัน ตราบที่วิวัฒนาการทางองค์ความรู้ของมนุษย์มีมากขึ้นเพียงใด ตราบนั้นย่อมหมายถึงความละเอียดและซับซ้อน ที่จะมีมากยิ่งขึ้นตามไปด้วย โดยเฉพาะการพัฒนาของเทคโนโลยี ซึ่งก้าวสู่กระบวนการทำงานที่ล้ำสมัยมากขึ้นในทุกวงการ ทำให้ความสามารถทางร่างกายของมนุษย์อาจมีขีดจำกัดที่ไม่รองรับ จึงจำเป็นต้องมีการคิดค้นผลิตอุปกรณ์ขึ้นมาไว้ใช้สนับสนุนการปฏิบัติงานต่าง ๆ โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการบันทึกจัดการบริหารข้อมูล และการประมวลผลอย่างคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ คืออะไร?

คอมพิวเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่มีความจำเป็น และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายอย่างมากในปัจจุบัน นับเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือ Electronic Device ที่มีคุณสมบัติเด่นในด้านงานคำนวณ โดยเฉพาะการใช้ปฏิบัติงานในองค์กรหน่วยงาน และสาขาวิชาชีพต่าง ๆ ตราบไปจนถึงการใช้งานในเรื่องทั่วไป เช่น การบันเทิง ผ่อนคลาย หรือการสื่อสาร

ทั้งนี้รูปแบบการจัดการของคอมพิวเตอร์ จะสามารถรองรับการจัดการข้อมูลได้หลากหลายลักษณะ ไม่ว่าจะเป็น ตัวอักษร หรือ ตัวเลข รวมไปถึงเครื่องหมายสัญลักษณ์ เป็นสิ่งกำหนดค่าคำสั่งต่าง ๆ ซึ่งระบบการทำงาน จะอาศัยหลักการเชื่อมโยงกับการเขียนโปรแกรม ทำหน้าที่กำหนดรูปแบบการทำงาน หรือเงื่อนไขการแสดงผลข้อมูลไว้ล่วงหน้า เพื่อรองรับการตอบโต้ปฏิกริยากับคำสั่งที่ป้อนลงไป จากผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ 

โดยแต่ละโปรแกรม นอกจากจะนำไปประยุกต์ใช้งานได้อย่างหลากหลายวัตถุประสงค์แล้ว ยังมีโปรแกรมรูปแบบเฉพาะที่เขียนขึ้นโดยตรง เพื่อรองรับแต่ละกิจกรรม หรือการปฏิบัติการในสาขาวงการต่าง ๆ โดยเฉพาะอีกด้วย ซึ่งเราจะพบเห็นได้ทั้งคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์พิเศษที่ติดตั้งชิปคอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมใช้งาน อย่างเช่น ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ หรืออุปกรณ์ทั่วไปในชีวิตประจำวัน ตู้ฝาก-ถอนเงิน หรือใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งจำเป็นต้องใช้ระบบการคิดคำนวณ ที่จะต้องมีความถูกต้อง แม่นยำ และรวดเร็ว รวมถึงรองรับงานที่ต้องกระทำซ้ำ ๆ ได้อย่างเสถียร

ลักษณะการทำงานพื้นฐาน 4 อย่าง (IPOS cycle) ของคอมพิวเตอร์ จะประกอบไปด้วยดังนี้

1. การรับข้อมูลขาเข้า (Input)

ข้อมูลขาเข้าคือคุณสมบัติในการรับข้อมูลจากอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีการติดตั้งหน่วยรับข้อมูล ให้สามารถเชื่อมการทำงานกับคอมพิวเตอร์ได้ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อทั่วไป อาทิเช่น เมาส์ คีย์บอร์ด หรืออุปกรณ์เฉพาะทางชนิดอื่น ๆ

2. ความสามารถในการประมวลผล (Processing)

การประมวลผล คือการนำเอาข้อมูลไม่ว่าจะเป็นข้อมูลจากอุปกรณ์เชื่อมต่อ หรือข้อมูลจากการส่งคำสั่งผ่านคีย์บอร์ดหรือปุ่มควบคุมสั่งการที่ติดตั้งมาพร้อมกับเครื่องคอมพิวเตอร์ นำเอาข้อมูลนั้นมาคำนวณตามหลักการคำนวณที่โปรแกรมเอาไว้ ซึ่งจะทำให้ได้ผลลัพท์ออกมาตามสูตรคำนวณ โดยมีการนำมาใช้ในการประมวลผลหลายจุดประสงค์ เช่น การคำนวณเพื่อหาผลลัพท์ทางคณิตศาสตร์ หรือการคำนวณเพื่อแสดงผลออกมาเป็นภาพ แสงสีเสียง เป็นต้น

3. ความสามารถในการแสดงผล (Output)

ขั้นตอนการแสดงผลคือขั้นตอนที่อาศัยข้อมูล จากการประมวลผลนำมาแสดงภายใต้ข้อกำหนดของโปรแกรม หรือเงื่อนไขของอุปกรณ์รองรับการแสดงผล หรือส่งต่อข้อมูลรหัส เพื่อให้อุปกรณ์แสดงผลที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ สามารถนำไปประยุกต์การแสดงผลตามความสามารถและเทคโนโลยีของอุปกรณ์ได้

4. การเก็บข้อมูล (Storage)

การเก็บข้อมูลเป็นคุณสมบัติเด่น ที่ได้รับความนิยมใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์มากที่สุด แม้แต่ผู้ที่ไม่มีทักษะในการใช้งานคอมพิวเตอร์มากนัก ก็ได้อาศัยความสามารถในเชิงเก็บข้อมูล เพื่อเก็บบันทึกข้อมูลต่าง ๆ ที่ต้องการเก็บเอาไว้และนอกจากความสามารถในการเก็บข้อมูลแล้ว ระบบหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ ยังจะต้องรับหน้าที่ในการเก็บผลลัพธ์จากการประมวลผลชั่วคราว ที่เกิดขึ้นจากการรันระบบปฏิบัติการหรือโปรแกรม ซึ่งมีการบันทึกข้อมูลชั่วคราว เพื่อนำมาเข้าสู่กระบวนการประมวลผลที่ซับซ้อนอย่างรวดเร็ว ซึ่งต้องขึ้นอยู่กับสมรรถนะความสามารถ ของโครงสร้างคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเป็นหลัก

คอมพิวเตอร์ หรือ Computare เป็นชื่อเรียกที่มาจากภาษาละติน มีความหมายว่า การนับ หรือ การคำนวณพจนานุกรม โดยหากอ้างอิงจาก ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 จะมีใจความว่า

“เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์”

การทำงานของคอมพิวเตอร์ จะมีการทำงานกับโครงสร้างข้อมูล (Data Structure) ซึ่งโครงสร้างข้อมูลจะแบ่งออกเป็นแต่ละระดับดังต่อไปนี้

โครงสร้างระดับ บิต (Bit)

บิต เป็นข้อมูลโครงสร้างเล็กที่สุด รองรับได้แต่เฉพาะรูปแบบตัวเลข และใช้ได้ตั้งแต่หลัก 0 หรือ เลข 1 เท่านั้น

โครงสร้างข้อมูลระดับ ไบต์ (Byte)

ไบต์ รองรับการใช้งานเพิ่มเติมนอกเหนือไปจากตัวเลข ซึ่งสามารถรองรับ อักขระ ตัวอักษร หรือ สัญลักษณ์พิเศษ และเครื่องหมายต่าง ๆ โดยจะรองรับอักขระ 1 ตัวเท่านั้น ซึ่งหากเทียบกับ บิต แล้ว 8 บิตจะเท่ากับ 1 ไบต์

ฟิลด์ (Field)

ฟิลด์ เป็นชื่อเรียกโครงสร้างข้อมูลที่ประกอบไปด้วย จำนวนของ ไบต์ หรือ อักขระ ที่มีตั้งแต่ 1 ตัวขึ้นไป เช่น ชื่อและคำนามของแต่ละข้อมูล

เรคคอร์ด (Record)

เรคคอร์ด หมายถึงข้อมูลตั้งแต่ 1 ฟิลด์ ขึ้นไปรวมกัน เป็นเรคคอร์ด เช่นการประกอบกันระหว่าง ชื่อ และ นามสกุล หรือมีข้อมูล อื่น ๆ บันทึกเพิ่มเติม

ไฟล์ (Files)

ไฟล์ คือโครงสร้างระดับที่มีการประกอบกันของ เรคคอร์ด มากกว่าหนึ่งมารวมกัน และมีเนื้อหาที่สัมพันธ์กัน และนิยมมองในรูปแบบของชื่อเรียกแบบเข้าใจง่ายว่า “แฟ้มข้อมูล”

ฐานข้อมูล (Database)

ฐานข้อมูล คือโครงสร้างในระดับของการเก็บไฟล์ต่าง ๆ มารวมกันหลายไฟล์

นอกจากจะมีระดับของโครงสร้างข้อมูลแล้ว ยังมีเรื่องของปริมาณข้อมูลอีกด้วย ซึ่งหน่วยวัดขนาดของข้อมูล จะประกอบไปด้วยดังต่อไปนี้

• 8 Bit = 1 Byte (ไบต์)
• 1,024 Byte = 1 KB (กิโลไบต์)
• 1,024 KB = 1 MB (เมกกะไบต์)
• 1,024 MB = 1 GB (กิกะไบต์)
• 1,024 GB = 1TB (เทระไบต์)

หลักการและกระบวนการทำงานที่มีข้อโดดเด่นทั้งในด้าน ลักษณะการทำงานพื้นฐานทั้งสี่ (IPOS cycle) รวมไปถึงรูปแบบการจัดการโครงสร้างข้อมูลอย่างเป็นระบบ และผนวกด้วยประสิทธิภาพที่ขับเคลื่อนไปกับ การผลิตฮาดร์แวร์ความสามารถสูง ที่มีการพัฒนาไปอย่างไม่หยุดยั้ง จึงทำให้คอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลายวงการเลยทีเดียว

การใช้ประโยชน์จากคอมพิวเตอร์ นับว่ามีความสำคัญมากไม่ว่าจะใช้งานในด้านการจัดทำเอกสาร จัดเก็บข้อมูล การบริหารข้อมูลบัญชีพนักงาน หรือจัดการสต็อกคลังสินค้า การใช้ควบคุมเครื่องจักรอุตสาหกรรม ใช้วิเคราะห์งานด้านวิทยาศาสตร์ หรือใช้ควบคุมอุปกรณ์การแพทย์ ใช้ในงานออกแบบสถาปัตย์กรรม และงานศิลปรวมไปถึงใช้ในการสื่อสาร และอีกมากมายที่ส่งเสริมให้มนุษย์ได้เข้าถึงระบบจัดการ ในแทบทุกด้านสู่การมีประสิทธิภาพและความทันสมัยมากยิ่งขึ้น