โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์

โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์  (COMPUTER SYSTEM STRUCTURES )

เราสามารถแบ่งโครงสร้างหลัก ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ได้เป็น 3 ส่วนดังนี้

1. อินพุต - เอาท์พุต ( Input - Output ) เป็นส่วนของคอมพิวเตอร์ที่ใช้ติดต่อกับโลกภายนอกโดยรับ-ส่งข้อมูลกับคอมพิวเตอร์ เพื่อให้กลไกภายในตรับไปปฏิบัติโดยผ่านทางอินพุตทำให้ผู้ใช้สามารถรับทราบผลการปฏิบัติงานของเครื่องได้ ตัวอย่างของอุปกรณ์อินพุต ได้แก่ แป้นพิมพ์ ตัวขับดิสก์ เป็นต้น และตัวอย่างของอุปกรณ์เอาท์พุต ได้แก่ จอภาพและเครื่องพิมพ์ เป็นต้น
2. หน่วยประมวลผลกลาง หรือ ซีพียู ( Central Processing Unit : CPU ) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ปฏิบัติตามคำสั่งที่ได้รับมาจากอินพุต
หรือนำเอาข้อมูลจากส่วนอินพุตมาประมวลผล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ การปฏิบัติงานตามคำสั่งหรือการประมวลผลนี้เราเรียกว่าการเอ็กซีคิ้ว
(execute)การเอ็กซีคิ้วชุดคำสั่งหรือโปรแกรมเรียกว่าการรัหรืออาจกล่าวว่าโปรแกรมถูกเอ็กซีคิ้ว
หน่วยประมวลผลกลางเราสามารถแบ่งย่อยลงไปได้อีก 2 ส่วนคือ
-หน่วยควบคุม ( control unit ) มีหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ในระบบทั้งหมดให้มีการทำหน้าที่ให้ถูกต้อง
-หน่วยคำนวณ ( arithmetic logic unit ) มีหน้าที่ในการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์
เช่น บวก ลบ คูณ หาร และงานทางด้านตรรกศาสตร์ เช่น AND OR นอกจากนี้ยังสามารถทำโอเปอร์ชั่นอื่นๆ อีก เช่น การเลื่อนบิต
( shift ) หรือการทำคอมพลีเมนต์ ( complement ) เพื่อสลับค่าตัวเลขจากบวกเป็นลบ หรือจากลบเป็นบวก
เช่น -5 หรือ +5 เป็นต้น สำหรับหน่วยควบคุมมีหน้าที่ควบคุมการทำงานส่วนต่างๆ เป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่ถูกต้อง
อาศัยเทคโนโลยีก้าวหน้าในปัจจุบัน เราสามารถผลิตซีพียู ลงบนแผงวงจรรวมหรือไอซี (Integrated
Circuit) ที่มีขนาดเล็ก ๆ ได้ และเราเรียกกันว่าไมโครโปรเซสเซอร์ หรือ โปรเซสเซอร์
3.หน่วยความจำ (Memory) เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเพื่อสามารถเก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่คอมพิวเตอร์
ต้องการใช้เอาไว้ ดังนั้นหน่วยความจำจึงเป็นสิ่งจำเป็นมาก ในคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ๆ อาจมีหน่วยความจำขนาดหลายเมกกะไบต์
(106 ไบต์) หรือ หลายจิกกะไบต์ (109 ไบต์ ) เราอาจแบ่งหน่วยความจำออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ
- หน่วยความจำปฐมภูมิ เป็นหน่วยความจำที่ติดต่อกับซีพียูโดยตรงมี 2 ชนิดคือ แบบที่ข้อมูลที่เก็บไว้ไม่สูญหาย
แม้ไม่มีไฟฟ้าป้อน เป็นหน่วยความจำที่เรียกกันทั่วไปว่า รอม ( Read Only Memory : ROM ) ข้อมูลที่เก็บไว้ภายใน
ถูกสร้างขึ้นในขณะที่สร้างหน่วยความจำจากโรงงาน ผู้ผลิต และไม่สามารถแก้ไขได้ (แต่ในปัจจุบันหน่วยความจำประเภทนี้ได้รับการพัฒนา
ให้สามารถบันทึกและลบข้อมูลภายในได้ แต่ต้องอาศัยอุปกรณ์พิเศษเฉพาะหน่วยความจำชนิดนี้ ได้แก่ programmeble ROM
หรือ PROM และ erasable PROM หรือ EPROM ) ส่วนหน่วยความจำอีกชนิดหนึ่งคือ แรม ( Random
Access Momery , RAM ) ข้อมูลที่เก็บไว้จำเป็นต้องใช้กระแสไฟเพื่อรักษาข้อมูลให้คงอยู่ ถ้าไม่มีกระแสไฟฟ้าข้อมูล
ที่เก็บไว้ก็หายไปหมด
-หน่วยความจำทุติยภูมิ หน่วยความจำประเภทนี้ เราจะไม่ถือเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยประมวลผล แต่เป็นส่วนหนึ่งของ
อุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุตมากกว่า ตัวอย่างของหน่วยความจำ ประเภทนี้ได้แก่ ดิสก์ เทป เป็นต้น
เพื่อให้เกิดความเข้าใจในการศึกษาระบบปฏิบัติการ การจัดแบ่งโครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์อาจแตกต่างจากที่เคย
พบมา เราจะแบ่งโครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์เป็นดังนี้
1. ระบบภายใน ในส่วนนี้ประกอบไปด้วย ซีพียู และหน่วยความจำปฐมภูมิ ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกส่วนนี้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์
หรือ คอมพิวเตอร์
2. ระบบภายนอก ในส่วนนี้คือ ส่วนอุปกรณ์ อินพุต-เอาท์พุต และหน่วยความจำทุติยภูมิ ทั้งหมดนี้เราเรียกว่าเป็นอุปกรณ์
รอบข้าง (peripheral)
เป็นการแสดงการติดต่อข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งยังคงเหมือนกับ แต่ลดความยุ่งยากลง เพื่อให้ดูเข้าใจง่ายขึ้น ในส่วนของอุปกรณ์
อินพุตจะรับข้อมูล หรือ รับคำสั่ง แล้วส่งให้ซีพียูประมวลผล เมื่อซีพียูมีข้อมูลจะส่งกลับให้ผู้ใช้ ซีพียูจะส่งข้อมูลไปทางอุปกรณ์เอาท์พุต ในการ
ทำงานของซีพียูบางครั้งซีพียูอาจส่งข้อมูลไปเก็บ เอาไว้ในหน่วยความจำทุติยภูมิ เช่น ดิสก์ ในลักษณะนี้ดิสก์จะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เอาท์พุต
และในทำนองเดียวกัน ซีพียูอาจรับหรือต้องการข้อมูลมาจากดิสก์เช่นเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้ดิสก์จะเป็นอุปกรณ์อินพุต นั่นคือ หน่วยความจำ
ทุติยภูมิสามารถเป็นได้ทั้งอุปกรณ์อินพุต และ เอาท์พุตการที่เราแยกหน่วยความจำปฐมภูมิกับหน่วยความจำทุติยภูมิออกกัน
เนื่องจากว่าหน่วยความจำปฐมภูมินั้น ติดต่อกับซีพียูโดยตรงไม่ต้องผ่านอุปกรณ์อื่น แต่สำหรับหน่วยความจำทุติยภูมิเป็น
อุปกรณ์ภายนอกแยกออกไป และ ข้อสำคัญก็คือ การติดต่อระหว่างอุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุตและหน่วยความจำทุติยภูมิต้องมีการอุปกรณ์ช่วยเหลือ
การจัดการหน่วยความจำ
การจัดการหน่วยความจำเป็นหน้าที่อีกประการหนึ่งของ OS หน่วยความจำเป็นองค์ประกอบหนึ่งในการพิจารณาขีด
ความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์ ถ้าคอมพิวเตอร์มีหน่วยความจำมาก ขีดความสามารถในการทำงานก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
โปรแกรมที่มีความสลับซับซ้อนและมีความสามารถมากมักต้องการหน่วยความจำปริมาณมากด้วย แต่หน่วยความจำเป็นทรัพยากร
ที่มีราคาแพง และในเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กหน่วยความจำมีขนาดจำกัด ทำให้เราไม่สามารถขยายขนาดหน่วยความจำได้มากตาม
ที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องใช้หน่วยความจำที่มีอยู่ให้เกิดประโยชน์สูงสุด เพื่อความสะดวกของผู้ใช้ เราจึงยกงานการจัดการหน่วยความจำนี้ให้
เป็นหน้าที่ของ OS เช่น ตรวจดูว่าโปรแกรมใหม่จะถูกนำไปวางไว้ในหน่วยความจำที่ไหน? เมื่อใด? หน่วยความจำไหนควรถูก
ใช้ก่อนหรือหลัง? โปรแกรมไหนจะได้ใช้หน่วยความจำก่อน?
การจัดการหน่วยความจำของ OS นั้นมีการใช้มาตรการหรือยุทธวิธีในการจัดการอยู่ 3 ประการ 1. ยุทธวิธีการเฟตซ์ (fetch strategy)
2. ยุทธวิธีการวาง (placement strategy)
3. ยุทธวิธีการแทนที่ (replacement strategy)

การจัดการโปรเซสเซอร์
โปรเซสเซอร์เป็นทรัพยากรประเภทหนึ่งของระบบ ในบางระบบมีโปรเซสเซอร์อยู่เพียงตัวเดียวคือซีพียู แต่ในบางระบบก็มี
โปรเซสเซอร์หลายตัวช่วยซีพียูทำงานเช่น โปรเซสเซอร์ช่วยงานคำนวณ ( math-coprocessor ) และ
โปรเซสเซอร์ควบคุมอินพุต-เอาต์พุต เป็นต้น เนื่องจาก โปรเซสเซอร์มีราคาแพงมากเราจึงควรจัดการให้มีการใช้งานโปรเซสเซอร์
ให้คุ้มค่าที่สุด โดยพยายามให้มันทำงานอยู่ตลอดเวลา เมื่อกล่าวถึงตัวจัดคิวในระยะสั้น ก็คงต้องกล่าวถึงตัวจัดคิวในระยะยาวด้วย
(longterm scheduler)
การทำงานของตัวจัดคิวในระยะยาวมีความแตกต่างกับตัวจัดคิวในระยะสั้นอยู่ในบางส่วน การจัดคิวในระยะสั้นเป็นการจัดคิวในระดับโปรเซส
และทำหน้าที่คัดเลือกโปรเซสในสถานะพร้อมและส่งเข้าไปอยู่ในสถานะรัน ส่วนการจัดคิวในระยะยาวจะเป็นการจัดคิวในระดับ "งาน"
ไม่ใช่ระดับ "โปรเซส" เมื่อผู้ใช้ส่งงานเข้ามาในระบบ งานเหล่านี้จะเข้าไปรออยู่ในคิวงานเมื่อระบบอยู่ในสภาพพร้อมที่จะรับ
โปรเซสใหม่ได้



รูปแบบของการเชื่อมโยงเครือข่าย หรือโทโปโลยี (LAN Topology)
โทโปโลยีคือลักษณะทางกายภาพ (ภายนอก) ของระบบเครือข่าย ซึ่งหมายถึง ลักษณะของการเชื่อมโยงสายสื่อสารเข้ากับอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องคอมพิวเตอร์ ภายในเครือข่ายด้วยกันนั่นเอง โทโปโลยีของเครือข่าย LAN แต่ละแบบมีความเหมาะสมในการใช้งาน แตกต่างกันออกไป การนำไปใช้จึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องทำการศึกษาลักษณะและคุณสมบัติ ข้อดีและข้อเสียของโทโปโลยีแต่ละแบบ เพื่อนำไปใช้ในการออกแบบพิจารณาเครือข่าย ให้เหมาะสมกับการใช้งาน รูปแบบของโทโปโลยี ของเครือข่ายหลัก ๆ มีดังต่อไปนี้
1.โทโปโลยีแบบบัส (BUS)
เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์จะถูกเชื่อมต่อกันโดยผ่ายสายสัญญาณแกนหลัก ที่เรียกว่า BUS หรือ แบ็คโบน (Backbone) คือ สายรับส่งสัญญาณข้อมูลหลัก ใช้เป็นทางเดินข้อมูลของทุกเครื่องภายในระบบเครือข่าย และจะมีสายแยกย่อยออกไปในแต่ละจุด เพื่อเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ซึ่งเรียกว่าโหนด (Node) ข้อมูลจากโหนดผู้ส่งจะถูกส่งเข้าสู่สายบัสในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบไปด้วยข้อมูลของผู้ส่ง, ผู้รับ และข้อมูลที่จะส่ง การสื่อสารภายในสายบัสจะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของ บัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัส จะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ลบล้างสัญญาณที่ส่งมาถึง เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เพื่อเป็นการป้องกันการชนกันของข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัสในขณะนั้น
สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่งเมื่อเข้าสู่บัส ข้อมูลจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่า ตำแหน่งปลายทางที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้นตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าตรง ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนด ตน แต่ถ้าไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้
ข้อดี
      - ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางสายสัญญาณมากนัก สามารถขยายระบบได้ง่าย เสียค่าใช้จ่ายน้อย ซึ่งถือว่าระบบบัสนี้เป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อนมากนัก
ข้อเสีย
      - อาจเกิดข้อผิดพลาดง่าย เนื่องจากทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ ต่อยู่บนสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ดังนั้นหากมี สัญญาณขาดที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ก็จะทำให้เครื่องบางเครื่อง หรือทั้งหมดในระบบไม่สามารถใช้งานได้ตามไปด้วย
      - การตรวจหาโหนดเสีย ทำได้ยาก เนื่องจากขณะใดขณะหนึ่ง จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อความ ออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์ค ซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้
2.โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING)
เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย ทั้งเครื่องที่เป็นผู้ให้บริการ( Server) และ เครื่องที่เป็นผู้ขอใช้บริการ(Client) ทุกเครื่องถูกเชื่อมต่อกันเป็นวงกลม ข้อมูลข่าวสารที่ส่งระหว่างกัน จะไหลวนอยู่ในเครือข่ายไปใน ทิศทางเดียวกัน โดยไม่มีจุดปลายหรือเทอร์มิเนเตอร์เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือแต่ละเครื่อง จะมีรีพีตเตอร์ (Repeater) ประจำแต่ละเครื่อง 1 ตัว ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข้อมูลที่จำเป็นต่อการติดต่อสื่อสารเข้าในส่วนหัวของแพ็กเกจที่ส่ง และตรวจสอบข้อมูลจากส่วนหัวของ Packet ที่ส่งมาถึง ว่าเป็นข้อมูลของตนหรือไม่ แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยัง Repeater ของเครื่องถัดไป
ข้อดี
      - ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้หลาย ๆ เครื่องพร้อม ๆ กัน โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลงในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล Repeaterของแต่ละเครื่องจะทำการตรวจสอบเองว่า ข้อมูลที่ส่งมาให้นั้น เป็นตนเองหรือไม่
     - การส่งผ่านข้อมูลในเครือข่ายแบบ RING จะเป็นไปในทิศทางเดียวจากเครื่องสู่เครื่อง จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลที่ส่งออกไป
      - คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
ข้อเสีย
     - ถ้ามีเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่ายเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังเครื่องต่อ ๆ ไปได้ และจะทำให้เครือข่ายทั้งเครือข่าย หยุดชะงักได้
      - ขณะที่ข้อมูลถูกส่งผ่านแต่ละเครื่อง เวลาส่วนหนึ่งจะสูญเสียไปกับการที่ทุก ๆ Repeater จะต้องทำการตรวจสอบตำแหน่งปลายทางของข้อมูลนั้น ๆ ทุก ข้อมูลที่ส่งผ่านมาถึง
3.โทโปโลยีแบบดาว (STAR)
เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในเครือข่าย จะต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตัวกลางตัวหนึ่งที่เรียกว่า ฮับ (HUB) หรือเครื่อง ๆ หนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อสายสัญญาญที่มาจากเครื่องต่าง ๆ ในเครือข่าย และควบคุมเส้นทางการสื่อสาร ทั้งหมด เมื่อมีเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลไปยังเครื่องอื่น ๆ ที่ต้องการในเครือข่าย เครื่องนั้นก็จะต้องส่งข้อมูลมายัง HUB หรือเครื่องศูนย์กลางก่อน แล้ว HUB ก็จะทำหน้าที่กระจายข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายต่อไป
ข้อดี
      - การติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำ ได้ง่าย หากมีเครื่องใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์ กลางสามารถตัดเครื่องที่เสียหายนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้เลย โดยไม่มีผลกระทบกับระบบเครือข่าย
ข้อเสีย
     - เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น เครื่องศูนย์กลาง หรือตัว HUB เอง และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในเครื่องอื่น ๆ ทุกเครื่อง การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้ง จะต้องเกี่ยวเนื่องกับเครื่องอื่นๆ ทั้งระบบ


***

อุปกรณ์นำเข้า(Input Device)เป็นอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการนำข้อมูลหรือชุดคำสั่งเข้ามายังระบบเพื่อให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลต่อไปได้ ซึ่งอาจเป็นตัวเลข ตัวอักษร ภาพกราฟิก เสียง หรือวิดีโอ เป็นต้น อุปกรณ์นำข้อมูลเข้าที่พบเห็นได้ในปัจจุบันพอจะยกตัวอย่างได้ดังนี้
1. อุปกรณ์แบบกด (Keyed Device)
1.1 คีย์บอร์ด
(Keyboard) เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้าที่นิยมใช้กันมากที่สุดและพบเห็นในการใช้งานทั่วไป โดยรับข้อมูลป้อนเข้าที่เป็นตัวอักษร อักขระพิเศษ ตัวเลข รวมถึงชุดคำสั่งต่าง ๆ ตัวอุปกรณ์จะมีกลุ่มของแป้นพิมพ์วางเรียงต่อกันเหมือนกับเครื่องพิมพ์ดีด ผู้ใช้งานสามารถเลือกกดปุ่มใด ๆ ได้ทันที โดยข้อมูลทั้งหมดที่ป้อนเข้ามาจะถูกส่งเข้าไปเก็บยังหน่วยความจำของระบบและแปลงให้เป็นรหัสที่คอมพิวเตอร์เข้าใจเสียก่อน จากนั้นจึงจะนำไปประมวลผลต่อไป ปัจจุบันอาจพบเห็นคีย์บอร์ดประเภทต่าง ๆ ได้ดังนี้

(1) คีย์บอร์ดมาตรฐาน( Standard keyboard ) เป็นคีย์บอร์ดที่นิยมใช้กันโดยทั่วไป มีลักษณะคล้ายกับแป้นพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ดีด โดยปกติจะประกอบด้วยกลุ่มของแป้นพิมพ์หลัก ๆ ดังต่อไปนี้


แป้นพิมพ์ตัวอักขระ ( alphabetic key ) เป็นกลุ่มของแป้นพิมพ์ซึ่งมีบริเวณใหญ่ที่สุด ประกอบด้วยแผงอักขระสำหรับการป้อนข้อมูลที่มีทั้งตัวอักษร ตัวเลขและอักขระแบบพิเศษทั่วไป

แป้นสำหรับควบคุมทิศทาง ( cursor-movement key ) เป็นกลุ่มของแป้นพิมพ์สำหรับควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของเคอร์เซอร์และเปลี่ยนจุดหรือบริเวณการทำงาน
แป้นฟังก์ชัน ( function key ) เป็นกลุ่มของแป้นพิมพ์สำหรับการเลือกคำสั่งลัดที่มีอยู่ในบางประเภท แป้นเหล่านี้จะอยู่บนแถวแรกสุดของคีย์บอร์ด
แป้นควบคุม ( control key ) เป็นกลุ่มของแป้นพิมพ์สำหรับสั่งการบางอย่างร่วมกับปุ่มอื่น ๆ บางครั้งนิยมเรียกว่า modifier keys เช่น Ctrl , Alt , Shift เป็นต้น
แป้นป้อนข้อมูลตัวเลข ( numeric keypad ) เป็นกลุ่มของแป้นพิมพ์สำหรับการป้อนค่าข้อมูลที่เป็นตัวเลขเพื่อช่วยในการบันทึกข้อมูลเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น การป้อนข้อมูลเพื่อคำนวณหรือหาผลลัพธ์ทางบัญชี
(2) คีย์บอร์ดติดตั้งภายใน( Built-in keyboard ) เป็นคีย์บอร์ดที่ปรับขนาดของแป้นพิมพ์ให้เล็กลง พบเห็นในการใช้งานกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ประเภทพกพา เช่น โน๊ตบุ๊คหรือเดสก์โน๊ต ซึ่งมีพื้นที่ในการใช้งานค่อนข้างจำกัด แป้นพิมพ์นี้จะถูกติดตั้งมาพร้อมกับการผลิตเครื่องอยู่แล้ว


(3)คีย์บอร์ดเออร์โกโนมิกส์( Ergonomic keyboard ) เป็นคีย์บอร์ดที่มีการออกแบบโดยคำนึงถึงความสะดวกสบายและความปลอดภัยของผู้ใช้งานเป็นหลัก เนื่องจากการป้อนข้อมูลเป็นเวลานาน ๆ อาจจะทำให้เกิดความเมื่อยล้าจากการพิมพ์จนเกิดการบาดเจ็บเนื่องจากเส้นอักเสบได้ จึงมีการออกแบบแป้นพิมพ์ใหม่ เช่น เพิ่มอุปกรณ์สำหรับการวางมือและออกแบบทิศทางสำหรับการจัดวางแป้นพิมพ์ใหม่ให้สัมพันธ์กับสรีระของมนุษย์มากขึ้น ปัจจุบันจะพบเห็นคีย์บอร์ดชนิดนี้เข้ามาแทนที่คีย์บอร์ดมาตรฐานกันมากขึ้น เนื่องจากช่วยลดปัญหาในเรื่องการบาดเจ็บของข้อมือได้เป็นอย่างดี
(4) คีย์บอร์ดไร้สาย( Cordless keyboard ) คีย์บอร์ดแบบมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไป อาจไม่มีความสะดวกสบายมากพอเมื่อต้องการใช้งานในระยะที่ไกลจากโต๊ะทำงาน อีกทั้งการดึง ย้าย หรือเปลี่ยนที่ของอุปกรณ์ยังทำให้เกิดความยุ่งยาก เนื่องจากตัวสายของคีย์บอร์ดเชื่อมต่ออยู่กับตัวเครื่องตลอดเวลา เมื่อเกิดหลุดก็ไม่สามารถทำงานต่อไปได้ ดังนั้นจึงได้มีการคิดค้นเพื่อสร้างคีย์บอร์ดแบบใหม่ที่อาศัยการส่งผ่านข้อมูลโดยเทคโนโลยีไร้สายขึ้นและทำงานโดยใช้พลังงานแบตเตอรี่แทน ทำให้สามารถย้ายคีย์บอร์ดไปวางยังตำแหน่งใด ๆ ที่อยู่ในรัศมีของสัญญาณนอกเหนือจากโต๊ะทำงานได้


(5)คีย์บอร์ดพกพา( Portable keyboard ) เมื่ออุปกรณ์ประเภทเครื่องพีดีเอได้รับความนิยมมากยิ่งขึ้น การทำงานบางอย่างที่ต้องอาศัยการป้อนข้อมูลเข้าไป เช่น พิมพ์ข้อความรายงาน จดหมายหรือบันทึกการประชุม จะเกิดความไม่สะดวก เพราะตัวเครื่องมีขนาดเล็ก หากใช้ปากกาช่วยเขียนก็จะทำได้ช้ากว่า จึงมีการสร้างคีย์บอร์ดที่สามารถพกพาไปยังที่ต่าง ๆ ได้ง่ายขึ้น เพียงแค่กางออกมาก็สามารถใช้ได้เหมือนกับคีย์บอร์ดปกติ
(6) คีย์บอร์ดเสมือน( Virtual keyboard ) เป็นอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับใช้ร่วมกับเครื่องพีดีเอเช่นเดียวกันกับคีย์บอร์ดพกพา แต่ต่างกันตรงที่มีการจำลองภาพให้เป็นเสมือนคีย์บอร์ดจริง โดยอาศัยการทำงานของแสงเลเซอร์ยิงลงไปบนโต๊ะหรืออุปกรณ์รองรับสัญญาณที่เป็นพื้นผิวเรียบ เมื่อต้องการใช้งานก็สามารถพิมพ์หรือป้อนข้อมูลที่เห็นเป็นภาพเหมือนแผงแป้นพิมพ์นั้นเข้าไปได้เลย ตัวรับแสงในอุปกรณ์จะตรวจจับได้เองว่าผู้ใช้วางนิ้วไหนไปกดตรงตัวอักษรใด
2. อุปกรณ์ชี้ตำแหน่ง (Pointing Device)
       2.1
เมาส์ ( Mouse ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ชี้ตำแหน่งการทำงานรวมถึงสั่งการให้คอมพิวเตอร์ทำงานบางคำสั่งที่มีการโต้ตอบกันระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ โดยใช้มือเป็นตัวบังคับทิศทางและใช้นิ้วสำหรับการกดเลือกคำสั่งงาน สามารถพบเห็นได้2 ประเภท ดังนี้
เมาส์แบบทั่วไป( Mechanical mouse ) เป็นเมาส์ที่ได้รับการออกแบบโดยใช้ลูกบอลเป็นตัวจับทิศทางที่เมาส์เลื่อนไป ลูกบอลของเมาส์มีลักษณะเป็นลูกกลม ๆ ทำจากยางกลิ้งอยู่ด้านล่าง ซึ่งจะลากผ่านแผ่นรองเมาส์ ( mouse pad ) และกลไกภายในจะจับได้ว่ามีการเลื่อนไปมากน้อยแค่ไหนและในทิศใด สำหรับส่วนบนจะมีปุ่มให้เลือกกดประมาณ 2-3 ปุ่ม ขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิต บางแบบอาจมีปุ่มล้อที่หมุน ( scroll ) และกดได้เพื่อควบคุมการทำงานขึ้นลงของสโครลบาร์ในหน้าต่างโปรแกรมบางประเภท
เมาส์แบบแสงหรือออปติคอลเมาส์ ( Optical mouse ) การใช้เมาส์แบบทั่วไปที่ใช้ลูกบอล มีข้อเสียคือ เมื่อใช้ไปนาน ๆ ลูกบอลจะกลิ้งผ่านและเก็บเอาฝุ่นละอองเข้าไปด้วย ฝุ่นเหล่านี้จะจับตัวกันหนาขึ้น ส่งผลให้กลไกในการทำงานผิดเพี้ยนไปมาก จึงมีการสร้างเมาส์แบบใหม่ขึ้นมาเรียกว่า เมาส์แบบแสง หรือ ออปติคอลเมาส์ เพื่อใช้แก้ปัญหานี้ เมาส์แบบใหม่นี้ทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ล้อหมุนแต่ใช้แสงไปกระทบพื้นผิวด้านล่าง วงจรภายในจะวิเคราะห์แสงสะท้อนที่เปลี่ยนไปเมื่อเลื่อนเมาส์และแปลงทิศทางเป็นการชี้ตำแหน่ง ซึ่งปัจจุบันมีทั้งที่เป็นแบบต่อกับคอมพิวเตอร์โดยใช้สายและแบบไม่ใช้สาย
2.2 ลูกกลมควบคุม (Track ball) เป็นอุปกรณ์ที่มีหลักการทำงานคล้ายกับเมาส์ โดยมีลูกบอลติดตั้งไว้ส่วนบนเพื่อใช้สำหรับควบคุมทิศทาง เมื่อผู้ใช้หมุนลูกบอลก็คือการย้ายตำแหน่งตัวชี้นั่นเอง ลักษณะของลูกบอลมีขนาดใหญ่กว่าเมาส์มาก ส่วนใหญ่จะนำไปใช้ติดตั้งแยกต่างหาก เพื่อช่วยให้การทำงานกับคอมพิวเตอร์แบบพกพาสะดวกมากยิ่งขึ้น ในบางรุ่นอาจติดตั้งแทรคบอลอยู่ไว้ภายในด้วย แต่ปัจจุบันไม่ค่อยนิยมใช้กันแล้ว

2.3 แท่งชี้ควบคุมหรือพอยติงสติ๊ก( Pointing stick ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับชี้ตำแหน่งข้อมูลเช่นเดียวกัน มีลักษณะเป็นก้อนเล็ก ๆ คล้ายกับยางลบดินสอ จะติดตั้งอยู่ตรงส่วนกลางของแป้นพิมพ์ในคอมพิวเตอร์แบบพกพา การควบคุมทิศทางของตัวชี้จะใช้นิ้วมือเป็นตัวบังคับเพื่อเลื่อนทำงานเช่นเดียวกัน โดยเมื่อดันให้แท่งนี้โยกไปทิศทางใด ลูกศรบนจอก็จะเลื่อนไปในทิศทางนั้น


2.4 จอยสติ๊ก ( Joystick ) เป็นอุปกรณ์ที่พบเห็นได้กับการทำงานที่เกี่ยวข้องกับเกมคอมพิวเตอร์เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากการใช้เมาส์เพื่อบังคับทิศทางนั้นอาจไม่รองรับกับรูปแบบของบางเกมได้ จึงนำเอาจอยสติ๊กมาใช้แทน เช่น การบังคับทิศทางซ้าย ขวา หน้า หลัง หรือบังคับทิศทางในระดับองศาที่แตกต่างกันในการควบคุมอากาศยานหรือท่าต่อสู้ของตัวละคร ซึ่งทำให้เกมมีความสมจริงมากกว่าการใช้เมาส์นั่นเอง

 
2.5 แผ่นรองสัมผัสหรือทัชแพด ( Touch pad ) เป็นอุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมบาง ๆ ติดตั้งไว้อยู่ในคอมพิวเตอร์แบบพกพา เพื่อใช้ทำงานแทนเมาส์ เมื่อกดสัมผัสหรือใช้นิ้วลากผ่านบริเวณดังกล่าวก็สามารถทำงานแทนกันได้ โดยมากจะติดตั้งไว้บริเวณด้านล่างของแป้นพิมพ์

        
2.6 จอสัมผัสหรือทัชสกรีน ( Touch screen ) เป็นอุปกรณ์ที่สามารถใช้นิ้วมือแตะบังคับหรือสั่งการไปยังหน้าจอคอมพิวเตอร์ได้เลย โดยไม่จำเป็นต้องใช้เมาส์หรือแป้นพิมพ์ มักพบเห็นได้ตามตู้ให้บริการข้อมูลนักท่องเที่ยว ตู้ ATM บางธนาคาร เครื่องออกบัตรโดยสาร รถไฟฟ้า หรือพบเห็นในตู้เกมบางประเภท เช่น เกมประเภทจับผิดภาพ เกมประเภททำนายดวงชะตา เป็นต้น


2.7 พวงมาลัยพังคับทิศทาง (Wheel) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กับการเล่นเกมเหมือนกับจอยสติ๊ก พบเห็นได้กับเกมจำลองประเภทแข่งรถหรือควบคุมทิศทางของยานพาหนะ มีลักษณะเหมือนกับพวงมาลัยบังคับทิศทางในรถยนต์จริง เพื่อให้เกมจำลองนั้น ๆ มีความสมจริงมากยิ่งขึ้น อาจมีการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เหยียบเบรกจำลอง ( pedal ) และตัวเร่งความเร็วจำลอง ( accelerator ) ด้วย
3. ประเภทปากกา( Pen-Based Device )
3.1 ปากกาแสง ( Light pen ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการกำหนดตำแหน่งบนจอภาพรวมถึงการป้อนข้อมูลเข้าแทนแป้นพิมพ์ เอามาใช้เขียนหรือวางตำแหน่งบนจอภาพคอมพิวเตอร์ประเภทที่ใช้หลอดภาพหรือ CRT ได้เลย มักใช้ร่วมกับโปรแกรมประเภทช่วยการออกแบบหรือ CAD (computer aided design) เพื่อให้การทำงานมีความสะดวกมากยิ่งขึ้น เนื่องจากสามารถลากหรือวาดทิศทางได้ง่าย แต่มีความละเอียดแม่นยำไม่สูงนัก เพราะถูกจำกัดด้วยความละเอียดของจอภาพ ปัจจุบันได้รับความนิยมน้อยลง


3.2 ดิจิไทเซอร์ ( Digitizer ) หรืออุปกรณ์อ่านพิกัด มักใช้ร่วมกับอุปกรณ์ประเภทปากกาหรือในงานความละเอียดสูงจะใช้กับหัวอ่านที่เป็นกากบาทเส้นบาง( crosshair ) เพื่อให้ชี้ตำแหน่งโดยละเอียด ทำหน้าที่เป็นเสมือนกระดานรองรับการเขียนข้อความ วาดภาพหรือออกแบบงานที่เกี่ยวกับกราฟิกเป็นหลัก ทำให้มีความคล่องตัวและสะดวกต่อการใช้งานมากยิ่งขึ้น
















3.3 สไตลัส ( Stylus ) เป็นอุปกรณ์ประเภทปากกาป้อนข้อมูลชนิดหนึ่งที่นิยมใช้กันมากในคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก เช่น พีดีเอ แท็บเล็ตพีซี หรืออาจพบเห็นในสมาร์ทโฟนบางรุ่น ผลิตมาเพื่อใช้เขียนหนังสือด้วยลายมือหรือวาดเส้นลงบนหน้าจออุปกรณ์ได้โดยตรง ซึ่งปัจจุบันมีการพัฒนาซอฟต์แวร์ที่อำนวยความสะดวกในการทำงานมากยิ่งขึ้น โดยจะทำหน้าที่แปลงรหัสในการเขียน (ที่คล้ายจดชวเลขในสมัยก่อน)ไปเป็นตัวอักษรที่คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลและใช้งานต่อได้ทันที เช่น นำไปจัดเก็บในสมุดรายชื่อ หรือเก็บบันทึกข้อความที่เขียนไว้เป็นไฟล์เพื่อเรียกใช้งานต่อไป
4. ประเภทข้อมูลมัลติมีเดีย ( Multimedia Input Device)
4.1 ไมโครโฟน ( Microphone ) เป็นอุปกรณ์รับข้อมูลประเภทเสียงพูด ( Voice ) เข้าสู่ระบบ ใช้บันทึกหรืออัดข้อมูลเสียงในสตูดิโอหรือตามบ้านทั่วไป การทำงานจะใช้ร่วมกับซอฟต์แวร์ด้านมัลติมีเดีย นอกจากนี้ไมโครโฟนยังสามารถใช้ร่วมกับระบบจดจำเสียงพูดหรือvoice recognition (แต่ในขณะนี้ยังไม่สนับสนุนเสียงภาษาไทย)เพื่อทำงานบางอย่างได้ เช่น ใช้เสียงพูดผ่านไมโครโฟนเข้าไปแทนการพิมพ์ข้อมูลรายงานได้เลย โดยที่คอมพิวเตอร์จะทำการแปลงความหมายและประมวลผลผ่านเสียงที่ผ่านเข้ามาเป็นตัวอักษรโดยอัตโนมัติ เป็นต้น

4.2 กล้องถ่ายวิดีโอดิจิตอล ( Digital Video camera ) เรียกย่อ ๆ ว่ากล้องประเภท DV ซึ่งเป็นกล้องวิดีโอแบบดิจิตอลนั่นเอง กล้องประเภทนี้สามารถถ่ายภาพเคลื่อนไหวและบันทึกเก็บหรือโอนถ่ายลงคอมพิวเตอร์ได้เช่นเดียวกัน แต่จำเป็นต้องใช้พื้นที่เก็บข้อมูลที่มีขนาดใหญ่พอสมควร โดยมากจะบันทึกลงเทปขนาดเล็กในรูปแบบดิจิตอลก่อน (บางรุ่นอาจลงแผ่น CD-R หรือ DVD-R ที่บันทึกได้แทน)จากนั้นจะถ่ายโอนวิดีโอไปลงคอมพิวเตอร์ หรือจะเรียกดูภายหลังจากในกล้องก็ได้
4.3 กล้องถ่ายรูปดิจิตอล ( Digital camera ) เป็นอุปกรณ์รับข้อมูลประเภทภาพถ่ายดิจิตอล ซึ่งปัจจุบันได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากราคาของกล้องประเภทนี้ถูกลงและสามารถบันทึกเก็บหรือถ่ายโอนลงคอมพิวเตอร์ได้โดยง่าย อีกทั้งภาพถ่ายที่ได้ในกล้องบางรุ่นยังมีความละเอียด ความคมชัดเทียบเคียงหรือมากกว่ากล้องธรรมดาบางรุ่น หรือหากจะนำไปอัดขยายต่อเป็นภาพถ่ายปกติก็สามารถทำได้เช่นเดียวกัน
4.4 เว็บแคม ( Web cam ) เป็นกล้องถ่ายวิดีโออีกประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพเคลื่อนไหวเช่นเดียวกัน แต่ภาพที่ได้จะหยาบและมีขนาดไฟล์เล็กกว่ากล้องแบบ DV มาก จึงนิยมใช้สำหรับการเผยแพร่ข้อมูลลงบนอินเทอร์เน็ตหรือนำไปใช้ประโยชน์กับโปรแกรมสนทนาบนเว็บบางประเภท เพื่อให้เห็นหน้าตาของคู่สนทนาระหว่างที่พิมพ์โต้ตอบกัน ปัจจุบันเว็บแคมมีราคาถูกลงอย่างมาก และยังสามารถบันทึกได้ทั้งภาพเคลื่อนไหวและภาพนิ่งด้วย
5. ประเภทสแกนและอ่านข้อมูลด้วยแสง(Scanner and Optical Reader)
5.1
สแกนเนอร์ ( Scanner ) เป็นอุปกรณ์อ่านข้อมูลประเภทภาพถ่าย โดยผู้ใช้เพียงแค่วางภาพถ่ายหรือเอกสารลงไปบนแท่นวางแล้วสั่งให้เครื่องอ่านหรือสแกน ก็สามารถเก็บรูปภาพหรือเอกสารสำคัญต่าง ๆ เหล่านั้นไว้ในคอมพิวเตอร์ได้ หลักการทำงานจะเหมือนกับเครื่องถ่ายเอกสารคือ ใช้ลำแสงกวาดแผ่นกระดาษหรือเอกสารนั้น แล้วส่งภาพเข้าคอมพิวเตอร์เพื่อแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอลและเรียกใช้ต่อไป
5.2 โอเอ็มอาร์ ( OMR – Optical Mark Reader ) เป็นเครื่องที่นำไปใช้ประโยชน์ในการตรวจข้อสอบหรือคะแนนของกลุ่มบุคคลจำนวนมาก เช่น การสอบเอ็นทรานซ์ การสอบวัดระดับภาษาอังกฤษ การสอบเข้ารับราชการของสำนักงาน ก.พ. โดยจะอ่านเครื่องหมาย ( Mark )ที่ผู้เข้าสอบได้ระบายไว้ในกระดาษคำตอบ ซึ่งโดยปกติจะต้องใช้ดินสอที่มีความเข้มมากพอที่จะให้เครื่องอ่านได้(ปกติจะอยู่ที่ความเข้มระดับ 2 B ขึ้นไป)หากใช้ดินสอที่มีความเข้มต่ำกว่าระดับที่กำหนด อาจทำให้เครื่องไม่สามารถอ่านได้ชัดเจน


















5.3 เครื่องอ่านบาร์โค้ด ( Bar code reader ) ตัวเลขของรหัสสินค้าที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลของระบบสินค้าคงคลังจะมีจำนวนหลักค่อนข้างมาก เมื่อต้องการเรียกใช้หรือตรวจสอบโดยการป้อนข้อมูลผ่านแป้นพิมพ์จะทำให้เกิดความผิดพลาดได้ง่าย(เช่น ป้อนตัวเลขผิด) จึงเกิดแนวความคิดในการพิมพ์รหัสสินค้าออกมาเป็นรหัสแท่งสีดำและขาวต่อเนื่องกันไปเรียกว่า บาร์โค้ด ( bar code ) ซึ่งนำไปใช้พิมพ์แทนรหัสตัวเลขของสินค้าอุปโภค บริโภคทั่วไป เพื่อสะดวกต่อการตรวจเช็คข้อมูลสินค้าคงเหลือรวมไปถึงการคิดเงินนั่นเอง เครื่องที่อ่านรหัสนี้เราเรียกว่า เครื่องอ่านบาร์โค้ด ( bar code reader ) มีหลายรูปแบบ เช่น หัวอ่านมีด้ามจับคล้ายปืน หรือบางแบบก็ฝังในแท่นของเครื่องเก็บเงินสดเลย พบเห็นได้ตามจุดบริการขาย ( POS – Point Of Sale ) ในร้านอาหาร ร้านสะดวกซื้อ หรือห้างสรรพสินค้าทั่วไป
 
5.4 เอ็มไอซีอาร์ ( MICR – Magnetic-Ink Character Recognition ) เรียกย่อ ๆ ว่าเครื่อง เอ็มไอซีอาร์ ( MICR – Magnetic-Ink Character Recognition ) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้อ่านตัวอักษรด้วยแสงของเอกสารสำคัญ เช่น เช็คธนาคาร ซึ่งมีการพิมพ์หมายเลขเช็คด้วยผงหมึกสารแม่เหล็ก ( magnetic ink ) เป็นแบบอักษรเฉพาะ มีลักษณะเป็นลายเส้นเหลี่ยม (ดังรูป)พบเห็นได้ในการประมวลผลเช็คสำหรับธุรกิจด้านธนาคาร

6. ประเภทตรวจสอบข้อมูลทางกายภาพ ( Biometric Input Device )
ไบโอเมตริกส์ ( biometric ) เป็นลักษณะของการตรวจสอบข้อมูลส่วนตัวบุคคลเฉพาะอย่าง เช่น ลายนิ้วมือ รูปแบบของม่านตา (เรตินา - ratina ) ฝ่ามือ หรือแม้กระทั่งเสียงพูด ซึ่งนำมาใช้กับงานป้องกันและรักษาความปลอดภัยในหน่วยงานที่ต้องการความปลอดภัยในระดับสูง เนื่องจากระบบการตรวจสอบประเภทนี้จะปลอมแปลงได้ยาก เครื่องที่ใช้อ่านข้อมูลพวกนี้จะมีอยู่หลายประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะการตรวจสอบ เช่น เครื่องอ่านลายนิ้วมือ เครื่องตรวจม่านตา เครื่องวิเคราะห์เสียงพูด เป็นต้น

********

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น