บทที่ 2 เมนบอร์ด

บทที่ 2
      เมนบอร์ด

สาระการเรียนรู้
2.1 บทนำ
2.2 เมนบอร์ดคืออะไร
2.3 ความเป็นมาของเมนบอร์ด
2.4 ส่วนประกอบของเมนบอร์ด
2.5 ชิปเซต
2.6 สล็อต
2.7 การเลือกใช้งานเมนบอร์ด
2.8 เพาเวอร์ซัพพลาย

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง
1. รู้ถึงความสำคัญของเมนบอร์ด
2. มีความรู้เกี่ยวกับการเลือกใช้เมนบอร์ดประเภทต่างๆ
3. มีความรู้เรื่องชิปเซต และสล็อต
4. สามารถรู้ถึงความสำคัญของเพาเวอร์ซัพพลายได้


2.1 บทนำ
      อุปกรณ์หลักที่นำมาประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์มีหลายชนิด หนึ่งในนั้นคือเมนบอร์ด ซึ่งถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์หัวใจตัวหนึ่งที่ใช้ในการประกอบคอมพิวเตอร์ เมนบอร์ดที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันมีอยู่ 3 ชนิดแต่ละชนิดหลัก ๆ คือ เมนบอร์ดชนิด AT,ATX และเมนบอร์ดสำหรับเซอร์เวอร์ (Mather Server ) ซึ่งเมนบร์ดแต่ละชนิดนั้นก็มีลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป เช่น เมนบอร์ดชนิด AT จะเป็นเมนบอร์ดรุ่นเก่าซึ่งใช้กับเคส ที่เป็นแบบชนิด AT ด้วยซึ่งเมนบอร์ดรุ่นเก่านี้ระบบระบายความร้อนในเคสจะไม่สะดวกนักมักมีช่องว่างหรือเนื้อที่ภายในเคสน้อยจึงทำให้ข้างในเคสมีความร้อนสูงกว่าแบบ ATX ซึ่งเป็นเมนบอร์ดที่ผลิตออกมาสำหรับเคสแบบ ATX จะมีเนื้อที่ภายในเคสค่อนข้างมากจึงทำให้

2.2   เมนบอร์ดคืออะไร
        เมนบอร์ด (main board) หรือที่เรียกอีกชื่อว่า มาเธอร์บอร์ด (Motherboard)  คือ  แผงวงจรขนาดใหญ่ที่รวบรวมเอาส่วนประกอบหลัก ๆ ที่สำคัญของคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน มีลักษณะลักษณะเป็นแผ่น circuit board รูปร่างสีเหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งเต็มไปด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน  ดังนั้นเมนบอร์ดจึงเป็นเสมือนกับศูนย์กลางในการทำงานและเป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นซีพียู แรม ฮาร์ดดิสก์ ซีดีรอม ฟล็อปปี้ดิสก์ การ์ดต่าง ๆ

รูปที่ 1 แสดงรูปเมนบอร์ดของเครื่องคอมพิวเตอร์พีซี

       องค์ประกอบที่สำคัญสำหรับเมนบอร์ดนั้น ก็คือการเชื่อมโยงของสายไฟ ๆ ไปยังอุปกรณ์ที่อยู่บนM/B มากมาย หาก สังเกตลายทองแดงบนปริ้นของเมนบอร์ดแล้ว ก็จะเป็นในส่วนของทางเดินของสัญญาณแทบทั้งสิ้นเสมือนเป็นถนน สำหรับ ลำเลียงสิ่งต่างๆ โดยเฉพาะแล้วกับข้อมูลที่เป็นส่วนสำคัญที่สุด ช่องทางเดินของสัญญาณ ต่าง ๆ เหล่านี้    รวม     เรียกว่า “ระบบบัส” ระบบบัสที่หมาะสมจะต้องเร็วพอที่จะยอมให้อุปกรณ์อื่น ๆ รับและส่งข้อมูลผ่านได้ด้วยความเร็ว เต็มความสามารถ ของอุปกรณ์นั้น เพื่อจะได้ไม่เป็นตัวคอยถ่วงให้การทำงานของอุปกรณ์อื่นช้าตามลงไป เพราะอุปกรณ์ที่ช้ากว่า 

2.3 ความเป็นมาของเมนบอร์ด
         พัฒนาการของเมนบอร์ดมีมาตั้งแต่ครั้งไอบีเอ็มออกแบบพีซีในปี 2524 โดยพัฒนาขนาดรูปร่างของเมนบอร์ดมาใช้กับเครื่องรุ่นพีซี และต่อมายังพัฒนาใช้กับรุ่นเอ็กซ์ทีครั้งถึงรุ่นเอที ก็ได้หาทางสร้างขนาดของเมนบอร์ดให้มีมาตรฐานขึ้น โดยเฉพาะเครื่องที่พัฒนาต่อมาจะใช้ขนาดของเมนบอร์ดเอทีเป็นหลักจนเมื่อพัฒนาการของเทคโนโลยีก้าวหน้ามามาก สิ่งที่ต้องคํานึงถึงในเมนบอร์ดยิ่งมีความสําคัญ จนกระทั่งถึงประมาณปี พ.ศ. 2538 หรือขณะนั้นพีซีกําลังก้าวสู่รุ่นเพนเตียม บริษัทอินเทลได้เสนอขนาดของเมนบอร์ดแบบมาตรฐานและเรียกว่า ATX ซึ่งใช้งานกันจนถึงทุกวันนี้จากขนาดของ ATX ก็มีพัฒนาการต่อเพื่อทําเครื่องให้มีขนาดกระทัดรัดขึ้น โดยลดขนาดของเมนบอร์ดลงและเรียกว่า micro ATX และลดลงอีกในรูปแบบที่ชื่อ Flex ATX


เมนบอร์ดแบบ ATX

รูปภาพที่2 แสดงเมนบอร์ดแบบ ATX

                ลักษณะสำคัญของ ATX เมนบอร์ด ATX มีขนาด 12 นิ้ว x 9.6 นิ้ว เป็นขนาดที่มาตรฐานที่สามารถถอดใส่เปลี่ยนกันได้ และเพื่อให้เมนบอร์ดถอดเปลี่ยนกันได้ การออกแบบเมนบอร์ดจึงต้องคำนึงถึงขนาดและตำแหน่งของรูที่ยึดติดกันแท่น และการวางลงในตำแหน่งตัวเครื่อง (กล่อง) ได้อย่างพอดี ขนาดของ ATX ได้รับการออกแบบมาเพื่อมีขนาดพอเหมาะที่จะใส่ของที่สำคัญและจำเป็นได้ครบ ตั้งแต่ซีพียู สลอดขยายระบบ การจัดวางอุปกรณ์ต้องให้ตำแหน่งได้ลงตัวและไม่ยุ่งยากในเรื่องสายเคเบิ้ลที่จะเชื่อมบนบอร์ด 
                ความคล่องตัวของการใส่อุปกรณ์ลงในสล็อต ใส่ซีพียู ติดพัดลม และมีช่องขยายพอร์ต มีพอร์ตที่จำเป็นพร้อมขยายเพิ่มได้ เช่น พอร์ตอนุกรม พอร์ตขนาน พอร์ตมาตรฐานต่าง ๆ พอร์ต USB พอร์ต TV in/out 
               ผู้ออกแบบจะต้องคำนึงถึงช่องทางการไหลของอากาศเพื่อระบายความร้อน และลดเสียงที่เกิดขึ้น โดยเฉพาะเมื่อมีการใส่อุปกรณ์ต่าง ๆ ลงไปบนบอร์ด เช่น พัดลม บนบอร์ดรับสายเชื่อมรองกับแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง ซึ่งปัจจุบันใช้มาตรฐาน + - 5 โวลต์ + - 12 โวลต์ และ 3.3 โวลต์ อีกทั้งระยะห่างจะต้องเหมาะสมเพื่อการประกอบได้ง่าย 

เมนบอร์ดแบบ Micro  ATX

รูปภาพที่3 แสดงเมนบอร์ดแบบ Micro ATX

                เป็นเมนบอร์ดที่ลดขนาดลงโดยมีขนาดเพียง 9.6 นิ้ว x 9.6 นิ้ว จุดประสงค์คือ ต้องการให้ตัวกล่องบรรจุมีขนาดลดลง แต่จากที่ขนาดเล็กลงจำเป็นต้องลดพื้นที่ในส่วนของจำนวนสล็อตต่างๆ ทำให้เครื่องที่ใช้เมนบอร์ด แบบ Micro ATX มีขีดความสามารถในการขยายระบบได้จำกัด และในปี พ.ศ.2542 อินเทลได้พัฒนารุ่นเมนบอร์ดใหม่ที่มีขนาดขนาดเล็กลงไปอีก โดยใช้ชื่อรุ่นว่า Flex ATX โดยมีขนาดเมนบอร์ดเพียง 9 นิ้ว x 7.5 นิ้วเพื่อให้ขนาดเครื่องพีซีมีขนาดเล็กลงไปอีก



2.4  ส่วนประกอบของเมนบอร์ด

รูปภาพที่4 แสดงส่วนประกอบของเมนบอร์ด

1. Socket   - Socket คือ ตำแหน่งที่มีไว้สำหรับติดตั้ง CPU ซึ่ง socket แต่ละแบบก็จะผลิตออกมาเพื่อรองรับ CPU ในบางรุ่นเท่านั้น

 2. Chipset North Bridge (อยู่ใต้ฮีทซิ้งค์)   - North Bridge จะทำการควบคุมอุปกรณ์ RAM และ AGP               ทำการเชื่อมต่อโดยตรงกับ CPU

   3. DIMM Slot    - DIMM Slot คือ ช่องสำหรับติดตั้งหน่วยความจำ หรือ RAM

   4. Power connector   - เป็นช่องเสียบสายไฟเลี้ยงสำหรับเมนบอร์ด ปัจจุบันจะเป็นแบบ ATX

   5. FDD   - เป็นช่องที่ใช้สำหรับเสียบสายแพที่ติดต่อกับ Floppy Drive

   6. IDE   - IDE1 และ IDE2 เป็นช่องที่ใช้สำหรับเสียบสายแพที่ติดต่อกับ Harddisk และ Optical Drive

   7. Battery    - ชิพรอมไบออสเป็นการรวมกันของชิพไบออส และชิพซีมอสจึงทำให้ข้อมูลบางส่วนที่อยู่ภายใน ชิพรอมไบออส ต้องการพลังงานไฟฟ้าเพื่อรักษาข้อมูลไว้ แบตเตอรี่แบ็คอัพจึงยังคงเป็นสิ่งจำเป็นอยู่ ถ้าแบตเตอรี่เสื่อม หรือหมดอายุแล้วจะทำให้ข้อมูลที่คุณเซ็ตไว้ เช่น วันที่ จะหายไปกลายเป็นค่าพื้นฐานจากโรงงาน และก็ต้องทำการเซ็ตใหม่ทุกครั้งที่เปิดเครื่อง


   8. Chipset South Bridge   - ส่วนของ South Bridge จะควบคุม Slot IDE, USB, LAN, Audio และFlash BIOS


   9. Serial ATA Interface    - เป็นช่องทางติดต่อกับ Harddisk ที่มี Interface แบบ Serial ATA ซึ่งสายแพที่ใช้จะมีขนาดเล็ก มีความเร็วมากขึ้น และการติดตั้งก็ง่ายขึ้นด้วย

10. Front Panel connector   - ใช้ต่อกับสายสัญญาณออกไปยังด้านหน้าของเคสที่ต่อกับ ปุ่ม power , reset และไฟแสดงสถานะต่างๆ

11. ROM BIOS   - ไบออส BIOS (Basic Input Output System) หรืออาจเรียกว่าซีมอส (CMOS) เป็นชิพหน่วยความจำชนิด หนึ่งที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูล และโปรแกรมขนาดเล็กที่จำเป็นต่อการบูตของระบบคอมพิวเตอร์ ส่วนของชิพรอมไบออสจะประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ชิพไบออส และชิพซีมอส ซึ่งจะทำหน้าที่ เก็บข้อมูลพื้นฐานที่จำเป็นต่อการบูตของระบบคอมพิวเตอร์

12. AGP Slot   - เป็นส่วนที่ Graphic Card ใช้ต่อเพื่อทำการรับ-ส่งข้อมูลกับระบบ Bus ของ Computer เพื่อให้สามารถติดต่อกับ CPU และ/หรือหน่วยความจำของระบบ

13. USB connect    - ใช้เชื่อมต่อกับสายสัญญาณออกไปยัง USB Port ที่ด้านหน้าหรือด้านหลังของเคส เพื่อเพิ่มจำนวน USB Port 
14. PCI Slot   - เป็นช่องทางการติดต่อระหว่าง mainboard กับ การ์ดต่างๆ เช่น SoundCard ,Modem เป็นต้น

15. Port (Back Panel)    - เป็นส่วนที่ใช้ติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอก
16. CPU Power connector   - เป็นช่องที่ใช้เสียบสายไฟเลี้ยงให้กับ CPU Pentium4

2.5  ชิปเชต
                  Chipset (ชิปเซ็ท)Chipset เรียกได้ว่าเป็นหัวใจหลักของเมนบอร์ดทุกรุ่นเลยก็ว่าได้ประสิทธิภาพของเมนบอร์ดมีชิปเซ็ทเป็นตัวบ่งชี้ ยิ่งชิปเซ็ทมีประสิทธิภาพสูงการคอนโทรลอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกชิ้นยิ่งมีประสิทธิภาพสูงตามไปด้วย

รูปภาพที่5 แสดงภาพของชิปเชต

Chipsetมีหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์ทุกอย่างที่ต่อพ่วงเข้ามากับตัวเมนบอร์ดจะมีChipset 2ตัวคือ Chipset NorthBridgeและChipset SouthBridgeChipset NorthBridge จะทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์ที่มีความเร็วสูงจำพวก CPU RAM และ GraphicardChipset SouthBridge จะควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ ที่มีความเร็วต่ำเช่น Harddisk Printer DVD-Writer เป็นต้นนอกจากนี้ยังรวมไปถึงการควบคุมระบบชั้นสูงเช่น Multi GPU , RAID , Over Clock เป็นต้น
                 Chipset มีการพัฒนาออกมาเรื่อยๆประสิทธิภาพการทำงานก็ดีขึ้นตามแต่ละชิปเซ็ทดังนั้นการเลือกซื้อChipsetให้เหมาะกับการใช้งานต้องอาศัยประสบการณ์และการค้นคว้าหาข้อมูลของChipsetแต่ละตัวว่ามีความสามรถจัดการ อุปกรณต่างๆได้ดีเพียงไรปัจจุบันในปลายปี2008-ต้นปี2009 Chipset Intelที่ได้รับความนิยมและมีประสิทธิภาพสูงคือ Chipset P45 ยกตัวอย่างเช่น Chipset A มีระบบ Dual Chanelแต่ Chipset B ไม่รองรับระบบ Dual Chanel
เมนบอร์ด Chipset A เมื่อเปิดใช้งานระบบ Dual Chanelของ RAM จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของ RAM ดีกว่าเพราะว่าRAMวิ่งรับส่งข้อมูลแบบ 

2.6 สล็อต

           Slot อ่านว่า สล็อต เป็นช่องทางสื่อสารที่อยู่บนเมนบอร์ด ใช้สำหรับเพิ่มเติมอุปกรณ์เสริมต่าง ๆ ภายในคอมพิวเตอร์ เช่น การ์ดจอ, การ์ดแลน, การ์ดเสียง, การ์ดวีดีโอเพื่อจับภาพ เป็นต้น สล็อตก็มีการพัฒนาเช่นเดียวกับอุปกรณ์อื่นๆ โดยเน้นที่ทำให้สามารถทำงานได้เร็วขึ้น สล็อตที่เราใช้งานในปัจจุบัน

               เป็นช่องสำหรับเสียบอุปกรณ์เพิ่มเติม เช่น การ์ดต่างๆ บนเมนบอร์ด ซึ่งถ้ามองไปบนเมนบอร์ดจะเห็นเป็นช่องเสียบการ์ด ที่มีทั้งสี ขาว ดำ น้ำตาล ซึ่งเรียกช่องเสียบอุปกรณ์เหล่านี้ว่า I/O Expansion Slot เราสามารถแบ่งชนิดของสล็อตได้จากสีดังนี้

2.6.1 สล็อตสีขาว หรือ PCI Slot
PCI มาจากคำว่า Perpheral Component Lnterconnection เป็นสล็อตที่ใช้สำหรับเสียบอุปกรณ์จำพวก การ์ดจอภาพชนิด พีซีไอ การ์ดเสียง การ์ดโมเด็ม การ์ดอุปกรณ์ใดๆ ที่สามารถเสียบกับสล็อต พีซีไอได้ สล็อตพีซีไอ มีอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ที่ใช้ติต่อสื่อสารกันระหว่างการ์ด พีซีไอ กับ ไมโครโปรเซอร์ จะมีขนาด 32 บิต ซึ่งอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลขแงสล็อตพีซีไอสามาถคำนวณออกมาได้ดังนี้

                 ประเภทของสล็อต

รูปภาพที่6 แสดงรูปภาพสล็อต พีซีไอ

1.สล็อต ISA (Industry Standard Architecture) 
ISA อ่านว่า ไอซ่า เป็นสล็อตแบบเก่า ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมใช้แล้ว (ปัจจุบันนิยมใช้ PCI) แต่อาจยังมีคงเหลืออยู่บ้าง มีลักษณะเป็นช่องขนาดยาว สีดำ การทำงานจะส่งข้อมูลได้เพียง 16 บิต

2.สล็อต PCI (Peripheral Component Interconnect) 

เป็นสล็อตรุ่นใหม่กว่า ISA มีลักษณะคล้าย ISA คือเป็นช่อง สำหรับเสียบการ์ดมีขนาดสั้นกว่า ISA ส่วนใหญ่มีสีขาว การทำงานจะส่งข้อมูลครั้งละ 32 บิต ซึ่งจะเห็นได้ว่าเร็วกว่า ISA 1 เท่า 

3.สล็อต AGP (Accelerated Graphics Port) 

เป็นสล็อตที่นิยมใช้สำหรับการใส่ การ์ดแสดงผล หรือ การ์ดจอ โดยเฉพาะผู้ที่ใช้งานทางด้าน 3 มิติหรือ 3D เนื่องจากมีความเร็วในการส่งข้อมูลได้มาก 

4.สล็อต CNR (Communication and Networking Riser) 

เป็นสล็อตรุ่นใหม่ อาจมีการติดตั้งไว้กับเมนบอร์ดบางรุ่น สล็อต CNR นี้ ใช้สำหรับการติดตั้งการ์ดแบบ 2 IN 1 เช่น การ์ดที่เป็นได้ทั้งโมเด็มและเน็ตเวิร์ต เป็นต้น

        คุณลักษณะสำคัญของสล็อต พีซีไอ 
มีดังนี้ 

รูปภาพที่7 แสดงภาพสล็อต เอจีพี

         1.6.1.1. มีอัตราความเร็ว 3 แบบ คือ มาตรฐาน พีซีไอ 2.0 2.1 2.2 ซึ่งในปัจจุบันนี้ใช้มาตรฐานพีซีไอ 2.2 ที่สามารถติตั้งสล็อตบนเมนบอร์ดได้ถึง 5 สล็อต
        1.6.1.2. สามารถโอนถ่ายข้อมูลได้อย่างต่อเนื่องและมีขนาดของการส่งข้อมูลไม่เท่ากันได้
        1.6.1.3. มีระบบการทำงานแบบ ปลั๊กแอนด์เพลย์ (Plug and Play) คือสามาถเสียบการ์ดแล้วทำงานได้โดยอัตโนมติ
        1.6.1.4. เป็นระบบบัสที่ไม่ขึ้นตรงกับโปรเซสเซอร์ใดๆ
        1.6.1.5. มีระบบการตรวจสอบความผิดพลาดและรายงานขณะส่งข้อมูล
2.6.2 สล็อตสีดำ หรือ ISA Slot
ISA หรือ Industry Standard Architecture เป็นสล็อตแบบเก่ามีความยาวมากที่สุดบนเมนบอร์ด มีทั้งแบบ 8 บิต และ 16 บิต ทำงานที่ความเร็วในช่วง 7.9-8.33 เมกะเฮริตช์อัตราความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ที่ 4.5 เมกะไบต์ต่อวินาที
ปัจจุบันนี้เมนบอร์ดรุ่นใหม่ๆ ได้เลิกผลิตสล็อตแบบไอเอสเอ ไปเรียบร้อยแล้วเนื่องจากว่าส่งข้อมูลได้ช้า จำนวนของข้อมูลที่ส่งออกไปน้อยมาก และผู้ผลิตการ์ดใปัจจุบันก็ไม่ผลิตการ์ดแบบไอเอสเอ ออกมาสู่ตลาดแล้ว
2.6.3 สล็อตสีน้ำตาล หรือ AGP Slot
AGP (Accelerated Graphic Port) เป็นสล็อตที่ได้ออกแบบมาสำหรับใช้กับการ์ดแสดงผล ที่มีการส่งผ่านข้อมูลจำนวนมากที่สุดด้วยความเร็วที่สูงที่สุด แต่ในเมนบอร์ดจะมีเพียง 1 สล็อตเท่านั้น AGP มีขนาดความกว้าง 32 บิต ความเร็วเริ่มที่ 66 MHz และพัฒนาความเร็วไปที่ 133 และ 266 MHz ตามลำดับ 

บทที่1
การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

สาระการเรียนรู้
1.1 บทนำ
1.2 ความหมายของคอมพิวเตอร์
1.3 อนาล็อกคอมพิวเตอร์
1.4 ดิจิทอลคอมพิวเตอร์
1.5 ชนิดของคอมพิวเตอร์
1.6 การทำงานของคอมพิวเตอร์
1.7 วัตถุประสงค์ของคอมพิวเตอร์
1.8 ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง
1.  รู้ความหมายของ อนาล็อกคอมพิวเตอร์ และดิจิทอลคอมพิวเตอร์
2.  สามารถบอกชนิดของคอมพิวเตอร์ได้
3.  สามารถอธิบายขั้นตอนการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ได้
4.  รู้ถึงประโยชน์และวัตถุประสงค์ของคอมพิวเตอร์

บทที่ 1 การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

พื้นฐานความรู้ที่ควรมี
     1.  อธิบายความหมายของ อนาล็อก และดิจิทอลคอมพิวเตอร์ได้
     2.  อธิบายถึงชนิดของคอมพิวเตอร์แบบต่างๆ ได้
     3.  สามารถบอกถึงขั้นตอนและวิธีการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ได้
     4.  อธิบายถึงประโยขน์ของคอมพพิวเตอร์ได้

1.1  บทนำ
         เมือ่พิจารณาศัพท์คำว่า "คอมพิวเตอร์" ถ้าจะแปลกันตรงตัวตามคำภาษาอังกฤษ
จะหมายถึงเครื่องคำนวณดังนั้นถ้ากล่าวอย่างกว้างๆ เครื่องคำนวณที่มีส่วนประกอบเป็นเครื่องกลไก
หรือเครื่องไฟฟ้า ต่างก็จัดเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งสิ้น ลูกคิดที่สมัยก่อนเคยใช้กันในร้านค้า
ไม้บรรทัดคำนวณ (Slide Rule) ซึ่งถือเป็นเครื่องมือประจำตัววิศวกรในยุค 40 กว่าปีก่อน  หรือ
เครื่องคิดเลขล้วนเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งหมด

รูปที่ 1 แสดงภาพลูกคิด

1.2  ความหมายของคอมพิวเตอร์

    ในปัจจุบันความหมายของคอมพิงเตอร์จะระบุเฉพาะเจาะจง หมายถึงเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่

สามารถทำงานคำนวณผล และเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ พจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ.2542ได้ให้คำจำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ว่าเครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์ การจำแนกคอมพิวเตอร์ตามลักษณะวิธีการทำงานภายในเครื่องคอมพิวเตอร์อาจแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ อนาล็อกคอมพิวเตอร์ (Analog Computer) และดิจิตอลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer)

1.3  อนาล็อกคอมพิวเตอร์ (Analog Computer)

    อนาล็อกคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้ใช้ค่าตัวเลขเป็นหลักการในการทำงานคำนวณแต่จะใช้ค่าระดับแรงดันไฟฟ้าแทน ไม้บรรทัดคำนวณ อาจถือเป็นตัวอย่างหนึ่งของอนาล็อกคอมพิวเตอร์ ที่ใช้ค่าตัวเลขตามแนวความยาวไม้บรรทัดเป็นหลักการคำนวณ โดยไม้บรรทัดคำนวณจะมีขีดตัวเลขกำกับอยู่เมื่อไม้บรรทัดหลายอันมาประกอบรวมกัน การคำนวณผล เช่น การคูณ จะเป็นการเลื่อนไม้บรรทัดหนึ่งไปตรงตามตัวเลขของตัวตั้งและตัวคูณของขีดตัวเลขชุดหนึ่ง แล้วไปอ่านแล้วไปอ่านผหลคูณของอีกตัวเลขหนึ่ง อนาล็อกคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ จะใช้หลักการทำนองเดียวกัน โดยแรงดันไฟฟ้าจะแทนขีดตัวเลขตามแนวยาวของไม้บรรทัด

รูปที่ 2 แสดงอนาล็อกคอมพิวเตอร์

             อนาล็อกคอมพิวเตอร์ จะมีลักษณะ เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกส่วนทำหน้าที่เป็นตัวกระทำ และเป็นฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์จึงเหมาะสำหรับการทำงานทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่อยู่ในรูปของสมการคณิตศาสตร์เช่นการจำลองการบิน การศึกษาการสั่นสะเทือนของตึกเนื่องจากแผ่นดินไหวข้อมูลตัวแปรนำเข้าอาจเป็นอุณหภูมิความเร็วหรือความดันอากาศซึ่งจะต้องแปลงให้เป็นค่าแรงดันไฟฟ้าเพื่อนำเข้าอนาล็อกคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้าแปรกับเวลาซึ่งต้องแปลงกับไปเป็นค่าของตัวแปร ที่กำลังศึกษา

                 ในปัจจุบันไม่ค่อยพบเห็นอนาล็อกคอมพิวเตอร์เท่าไรนัก เพราะผลการคำนวณมีความละเอียดน้อย ทำให้มีขีดจำกัดใช้ได้กับงานเฉพาะอย่างเท่านั้น

1.4  ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ (Digital Computer)

  คอมพิวเตอร์ที่พบเห็นทั่วไปในปัจจุบัน จัดเป็นดิจิตอลคอมพิวเตอร์แทบจะทั้งหมด ดิจิตอลคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เกี่ยวกับตัวเลข มีหลักการคำนวณที่ไม่ใช่แบบไม้บรรทัดคำนวณ แต่เป็นแบบลูกคิด โดยแต่ละหลักของลูกคิดคือ หลักหน่วย หลักสิบ หลักร้อย และสูงขึ้นเรื่อยๆเป็นระบบเลขฐานสิบที่แทนตัวเลขจากศูนย์ถึงเก้าได้สิบตัวตามระบบตัวเลขที่ใช้ในชีวิตประจำวัน

          ค่าตัวเลขของการคำนวณในดิจิตอลคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นหลักเช่นเดียวกันแต่จะเป็นระบบเลขฐาน 2 ที่มีสัญลักษณ์ตัวเลขเพียง 2 ตัว คือเลข 0 กับเลข 1 เท่านั้น โดยสัญลักษณ์ตัวเลขทั้งสองตัวนี้จะแทนลักษณะการทำงานภายในซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ต่างกัน การคำนวณภายในดิจิตอลคอมพิวเตอร์จะเป็นการประมวลผลด้วยระบบเลขฐานสองทั้งหมด   ดังนั้น เลขฐานสิบที่เราจะคุ้นเคยจะถูดแปลงไปเป็นระบบเลขฐานสอวเพื่อการคำนวณภายในคอมพิวเตอร์ ผลลัพธ์ที่ได้ยังคงเป็นเลขฐานสองอยู่ ซึ่งคิมพิวเตอร์จะแปลงเลขฐานสองให้เป็นเลขฐานสิบเพื่อแสดงผลให้แก่ผู้ใช้เข้าใจง่าย

1.5   ชนิดของคอมพิวเตอร์

    พัฒนาการทางคอมพิวเตอร์ได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องจากอดีตจนถึงปัจจุบันเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้หลอดสุญญากาศขนาดใหญ่ ใช้พลังง่นไฟฟ้ามาก และอายุการใช้งานต่ำ เปลี่ยนมาใช้ทรายซิสเตอร์ที่ทำจากชิ้นซิลิกอนเล็กๆ ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ และผลิตได้จำนวนมาก ราคาถูก ต่อมาสามารถสร้างทรายซิสเตอร์จำนวนหลายแสนตัว บรรจุบนชิ้นซิลิกอนเล็กๆ เป็นวงจรรวมที่เรียกว่า   ไมโครชิป(Microchip) และใช้ไมโครชิปเป็นชิ้นส่วนหลักที่ประกอบอยู่ในคอมพิวเตอร์ ทำให้ขนาดของคอมพิวเตอร์เล็กลง
               ไมโครชิปที่มีขนดเล็กนี้สามารถทำงานได้หลายหน้าที่เช่นทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำสำหรับเก็บข้อมูลทำหน้าที่เป็นหน่วยควบคุมอุปกรณ์รับเข้าและส่งออก หรือทำหน้าที่เป็นหน่วยประมวลผลกลาง ที่เรียกว่า"ไมโครโพรเซสเซอร์"ไมโครโพรเซสเซอร์ หมายถึงหน่วยงานหลักในการคิดคำนวณ การบวก ลบ คูณ หารการเปรียบเทียบ การดำเนินการทางตรรกะ ตลอดจนการสั่งการเคลื่อนย้ายข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่งหน่วยประมวลผลกลางเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ซีพียู (Central Processing Unit : CPU)
                 การพัฒนาไมโครชิปที่ทำหน้าที่เป็นไมโครโพรเซสเซอร์มีการกระทำอย่างต่อเนื่องทำให้มีคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ ที่ดีกว่าเกิดขึ้นเสมอ จึงเป็นการยากที่จะจำแนกชนิดของคอมพิวเตอร์ออกมาอย่างชัดเจน เพราะเทคโนโลยีได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว ขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอาจมีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ แต่อย่างไรก็ตามพอจะจำแนกชนิดของคอมพิวเตอร์ตามสภาพการทำงานของระบบเทคโนโลยีที่ประกอบอยู่และสภาพการใช้งานไได้ดังนี้
                                           1) ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer)
                                           2)  สถานีงานวิศวกรรม (Engineering Workstation)
                                           3) มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer)
                                           4) เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer)
                                           5) ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์หรือคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง (Super Computer)
                       1.5.1   ไมโครคอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็ก ที่ใช้งานส่วนบุคคล หรือเรียกว่า พีซี (Personal Computer : PC)สามารถใช้เป็นเครื่องต่อเชื่อมในเครือข่าย หรือใช้เป็นเครื่องปลายทาง (Terminal)ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นเพียงอุปกรณ์รับและแสดงผลสำหรับป้อนข้อมูลและดูผลลัพธ์โดยดำเนินการประมวลผลบนเครื่องอื่นบนเครือข่าย
                       อาจจะกล่าวได้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยประมวลผลกลางเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ใช้งานง่าย ทำงานในลักษณะส่วนบุคคลได้ สามารถแบ่งแยกไมโครคอมพิวเตอร์ตามขนาดของเครื่องได้ดังนี้
                           1) คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ (Desktop Computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กถูกออกแบบมาตั้งบนโต๊ะ มีการแยกชิ้นส่วนประกอบเป็น ซีพียู จอภาพ และแผงแป้นอักขระ

รูปที่ 3 แสดงภาพคอมพิวเตอร์เดกส์ท็อป

2) โน้ตบุ๊กคอมพิวเตอร์ (Notebook Computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพในการทำงานเทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ แต่จะมีความสะดวกในการพกพาไปใช้งานนอกสถานที่มากกว่า ซึ่งโน้ตบุ๊กในปัจจุบันมีน้ำหนักเบาประมาณ 1.25 - 2.5 กิโลกรัมเท่านั้น

3)  ปาล์มท็อปคอมพิวเตอร์ (Palmtop Computer) เป็นไมโครคอมพิวเตอร์สำหรับงานเฉพาะอย่าง เช่น เป็นพจนานุกรม เป็นสมุดจดบันทึกประจำวัน บันทึกการนัดหมาย
    และการเก็บข้อมูลบางอย่างที่สามารถพกพาไปได้สะดวก มีขนาดเล็กมากสามารถใส่ในกระเป๋าเสื้อได้ ปัจจุบันมีฟังก์ชันในการทำงานสูงมาก ๆ กับโน้ตบุ๊ก และคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ

รูปที่ 4 แสดงภาพโน้ตบุ๊ก

  1.5.2     สถานีงานวิศวกรรม
           ผู้ใช้สถานีงานวิศวกรรมส่วนใหญ่เป็นวิศวกร นักวิทยาศาสตร์ สถาปนิกและนักออกแบบ สถานีงานวิศวกรรมมีจุดเด่นทางกราฟิก การสร้างรูปภาพ และการทำภาพเคลื่อนไหว การเชื่อมโยงสถานีงานวิศวกรรม รวามกันเป็นเครือข่าย ทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลและใช้งานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
                                                                                                                                           

    
                                                           

รูปที่ 5 แสดงภาพของปาล์มท็อป

บริษัทพัฒนาซอฟต์แวร์หลายบริษัทได้พัฒนาซอฟต์แวร์สำเร็จ สำหรับใช้กับสถานีงานวิศวกรรมขึ้น เช่น โปรแกรมการจัดทำต้นแบบหนังสือ การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์งานจำลองและคำนวณทางวิทยาศาสตร์ งานออกแบบทางด้านวิศวกรรมและควบคุมเครื่องจักร

                      การซื้อสถานีงานวิศวกรรมต่างจากการซื้อเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เพราะไมโครคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถใช้โปรแกรมสำเร็จสำหรับไมโครคอมพิวเตอร์ได้ และมีลักษณะการใช้งานเหมือนกัน ส่วนการซื้อสถานีงานวิศวกรรมนั้นยุ่งยากกว่าสถานีงานวิศวกรรมมีราคาแพงกว่าไมโครคอมพิวเตอร์มาก  การใช้งานก็ต้องการบุคลากรที่มีการหัดมาอย่างดีหรือต้องใช้เวลาเรียนรู้

รูปที่ 6 แสดงภาพสถานีวิศวกรรม
ด้วยเครื่อง IBM RS/ 6000

           สถานีงาววิศวกรรมส่วนใหญ่ใช้ระบบปฏิบัติการยูนิกซ์
ประสิทธิภาพของซีพียูของระบบอยู่ในช่วง 50-100 ล้านคำสั่ง
ต่อวินาที (Million Instruction Per Second : MIPS) อย่างไรก็ตามหลักจากที่ใช้ซีพียูแบบริสก์ (Reduced Instruction Set Computer :RISC) ก็สามารถเพิ่มขีดความสามารถเชิงคำนวณของซีพียูสูงขึ้นได้อีก ทำให้สร้างสถานีงานวิศวกรรมให้มีขีดความสามารถเชิงคำนวณได้มากกว่า 100 ล้านคำสั่งต่อวินาที




           1.5.3     มินิคอมพิวเตอร์

รูปที่ 7 แสดงภาพของมินิคอมพิวเตอร์

             มินิคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องที่สามารถใช้งานพร้อม ๆ กันได้หลายคน จึงมีเครื่องปลายทางต่อได้ มินิคอมพิวเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงกว่าสถานีงานวิศวกรรม นำมาใช้สำหรับประมวลผลในงานสารสนเทศขององค์การขนาดกลาง จนถึงองค์การขนาดใหญ่ที่มีการวางระบบเป็นเครือข่ายเพื่อใช้งานร่วมกัน เช่น งานบัญชีและการเงิน งานออกแบบทางวิศวกรรม งานควบคุมการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม                        มินิคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณืที่สำคัญในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์การที่เรียกว่าเครื่อให้บริการ (server) มีหน้าที่ให้บริการกับผู้ใช้บริการ (client) เช่น ให้บริการแฟ้มข้อมูล ให้บริการข้อมูล ให้บริการช่วยในการคำนวณ และการสื่อสาร



1.5.4    เมนเฟรมคอมพิวเตอร์

รูปที่ 8 แสดงภาพของเมนเฟรมคอมพิวเตอร์

           เมนเฟรมคอมพิวเตอร์มีสมรรถภาพที่ต่ำกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์มาก  แต่ยังมีความเร็วสูงมาก  และมีประสิทธิภาพสูงกว่ามินิคอมพิวเตอร์ หรือไมโครคอมพิวเตอร์  เมนเฟรมคอมพิวเตอร์สามารถให้บริการผู้ใช้จำนวนหลายร้อยคนพร้อม ๆ กัน  ฉะนั้น  จึงสามารถใช้โปรแกรมจำนวนนับร้อยแบบในเวลาเดียวกันได้  โดยเฉพาะถ้าต่อเครื่องเข้าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ผู้ใช้สามารถใช้ได้จากทั่วโลก  ปัจจุบัน  องค์กรใหญ่ๆ  เช่น ธนาคาร  จะใช้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ในการทำบัญชีลูกค้า  หรือการให้บริการจากเครื่องฝากและถอนเงินแบบอัตโนมัติ  (automatic  teller  machine)เนื่องจากเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้ถูกใช้งานมากในการบริการผู้ใช้พร้อมๆ กัน  เมนเฟรมคอมพิวเตอร์จึงต้องมีหน่วยความจำที่ใหญ่มาก


            1.5.5  ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถสูงที่สุดในกลุ่มมีขนาดใหญ่ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) สามารถประมวลผลข้อมูลในปริมาณมากรวมถึงการประมวลผลงานที่มีรูปแบบอันซับซ้อน มีความรวดเร็วในการคำนวณได้มากกว่าหนึ่งล้านล้านต่อวินาที ( 1 Trillion calculations per second ) ภายในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สามารถรองรับโปรเซสเซอร์ได้มากกว่า 100 ตัว หน่ายวัดความเร็วของคอมพิวเตอร์นี้คือ หน่วยจิกะฟลอบ (Gigaflop)

รูปที่ 9 แสดงภาพซุปเปอร์คอมพิวเตอร์

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องมีการคำนวณตัวเลขจำนวนหลายล้านตัวภายในเวลาอันรวดเร็ว เช่น งานพยากรณ์อากาศ ที่ต้องนำข้อมูลต่าง ๆ เกี่ยวกับอากาศทั้งระดับภาคพื้นดิน และระดับชึ้นบรรยากาศเพื่อดูการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงของอากาศ งานนี้จำเป็นต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีสมรรถนะสูงมาก นอกจากนี้มีงานอีกเป็นจำนวนมากที่ต้องใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) ซึ่งมีความเร็วสูง

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์  ถือได้ว่าเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วมาก  และมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์ชนิดอื่น ๆ เครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีราคาแพงมาก  มีขนาดใหญ่  สามารถคำนวณทางคณิตศาสตร์ได้หลาย    แสนล้านครั้งต่อวินาที  และได้รับการออกแบบเพื่อให้ใช้แก้ปัญหาขนาดใหญ่มากทางวิทยาศาสตร์และทางวิศวกรรมศาสตร์ได้อย่างรวดเร็ว  เช่น การพยากรณ์อากาศล่วงหน้าเป็นเวลาหลายวันการศึกษาผลกระทบของมลพิษกับสภาวะแวดล้อมซึ่งหากใช้คอมพิวเตอร์ชนิดอื่นๆ แก้ไขปัญหาประเภทนี้  อาจจะต้องใช้เวลาในการคำนวณหลายปีกว่าจะเสร็จสิ้น  ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์สามารถแก้ไขปัญหาได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น  เนื่องจากการแก้ปัญหาใหญ่ๆ จะต้องใช้หน่วยความจำสูง  ดังนั้น  ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จึงมีหน่วยความจำที่ใหญ่มากๆ  ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีหลายประเภท  ตั้งแต่รุ่นที่มีหน่วยประมวลผล (processing  unit)   ๑  หน่วย  จนถึงรุ่นที่มีหน่วยประมวลผลหลายหมื่นหน่วยซึ่งสามารถทำงาน    หลายอย่างได้พร้อมๆ กัน

1.6 การทำงานของคอมพิวเตอร์

               คอมพิวเตอร์มีหลักการทำงานอยู่ 4 ขั้นตอน คือ

รูปที่ 10 การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

ขั้นตอนที่1. รับข้อมูล คอมพิวเตอร์จะรับข้อมูลและคำสั่งผ่านอุปกรณ์นำเข้าข้อมูลและคำสั่ง คือ คีย์บอร์ด เมาส์ และสแกนเนอร์ เป็นต้น

รูปที่ 1 แสดงอุปกรณ์นำเข้าคำสั่งและข้อมูล

ขั้นตอนที่2. ประมวลผลข้อมูล หรือ CPU (Central Processing Unit) ใช้คำนวณและประมวณผลคำสั่งต่างๆ ตามโปรแกรมที่กำหนด

รูปที่ 2 แสดงตัวประมวลผลหรือ CPU

ขั้นตอนที่3.  จัดเก็บข้อมูล คอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมูลลงในอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูล เพื่อให้สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ในอนาคต เช่น ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผ่นซีดี และอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดพอร์ตยูเอสบีไดร์ ซึ่งหน่วยเก็บข้อมวลนี้สามารถ

แบ่งออกได้ 2 ประเภท คือ

3.1 หน่วยควมจำหลัก สามารถแบ่งตามลักษณะการเก็บข้อมูลได้ดังนี้คือ

(3.1.1) หน่วยความจำแบบลบเลือนได้ คือ หากเกิดไฟดับระหว่างใช้งาน ข้อมูลจะหาย เรียกว่า แรม (RAM)

 รูปที่ 3 แสดงหน่วยความจำแรม

(3.1.2) หน่วยความจำแบบลบเลือนไม่ได้ คือ หน่วยความจำถาวร แม้ไฟจะดับข้อมูลก็จะยังอยู่เหมือนเดิม เรียกว่า รอม (ROM)

รูปที่ 3 แสดงหน่วยความจำรอม

3.2 หน่วยความจำสำรอง คือ หน่วยความจำที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้น

ได้แก่ ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผ่นซีดี และอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดพอร์ต ยูเอสบี

 รูปที่ 3 แสดงหน่วยความจำสำรอง

4. แสดงผลข้อมูล เมื่อทำการประมวลผลแล้ว คอมพิวเตอร์จะแสดงผลลัพธ์ผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แสดงข้อมูล เช่น หากเป็นรูปภาพกราฟิกก็จะแสดงผลทางจอภาพ ถ้าเป็นงานเอกสารก็จะแสดงผลทางเครื่องพิมพ์ หรือหากเป็นในรูปแบบของเสียงก็จะแสดงผลออกทางลำโพง เป็นต้น

รูปที่ 4 แสดงอุปกรณ์นำเสนอผลลัพธ์

1.7  วัตถุประสงค์ของคอมพิวเตอร์

เครื่องคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้มีจุดเด่น 4 ประการ เพื่อทดแทนข้อจำกัดของมนุษย์ เรียกว่า 4 S special ดังนี้ 1. หน่วยเก็บ (Storage) หมายถึง ความสามารถในการเก็บข้อมูลจำนวนมากและเป็นเวลานาน นับเป็น จุดเด่นทางโครงสร้างและเป็นหัวใจของการทำงานแบบอัตโนมัติของเครื่องคอมพิวเตอร์ ทั้งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องด้วย โดยใช้เวลาน้อย เป็นจุดเด่นทางโครงสร้างที่ผู้ใช้ทั่วไปมีส่วนเกี่ยวข้องน้อยที่สุด เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สำคัญส่วนหนึ่งเช่นกัน 2. ความเร็ว (Speed) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูล (Processing Speed)  3. ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลตามลำดับขั้นตอนได้อย่างถูกต้องและต่อเนื่องอย่างอัตโนมัติ โดยมนุษย์มีส่วนเกี่ยวข้องเฉพาะในขั้นตอนการกำหนดโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลก่อนการประมวลผลเท่านั้น 4. ความน่าเชื่อถือ (Sure) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ถูกต้อง ความน่าเชื่อถือนับเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ความสามารถนี้เกี่ยวข้องกับโปรแกรมคำสั่งและข้อมูลที่มนุษย์กำหนดให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง กล่าวคือ หากมนุษย์ป้อนข้อมูลที่ไม่ถูกต้องให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ย่อมได้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องด้วยเช่นกัน 1.8 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 จำลอง ภาวการณ์ 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