หน่วยที่ 1 ความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์โทรคมนาคม

1.ความหมายของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์มาจากภาษาละตินว่า Computare ซึ่งหมายถึง การนับ หรือ การคำนวณ  พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ให้ความหมายของคอมพิวเตอร์ไว้ว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่างๆ ที่ง่ายและซับซ้อนโดยวิธีทางคณิตศาสตร์" 
                                           

คอมพิวเตอร์จึงเป็นเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ทำงานแทนมนุษย์ ในด้านการคิดคำนวณและสามารถจำข้อมูล ทั้งตัวเลขและตัวอักษรได้เพื่อการเรียกใช้งานในครั้งต่อไป  นอกจากนี้ ยังสามารถจัดการกับสัญลักษณ์ได้ด้วยความเร็วสูง โดยปฏิบัติตามขั้นตอนของโปรแกรม คอมพิวเตอร์ยังมีความสามารถในด้านต่างๆ อีกมาก อาทิเช่น การเปรียบเทียบทางตรรกศาสตร์การรับส่งข้อมูลการจัดเก็บข้อมูลในตัวเครื่องและสามารถประมวลผลจากข้อมูลต่างๆได้  

2.ประเภทของคอมพิวเตอร์

        คอมพิวเตอร์สามารถจำแนกได้หลายประเภท  ทั้งนี้  ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของขนาดเครื่องความเร็วในการประมวลผล   และราคาเป็นข้อพิจารณาหลัก   ซึ่งโดยทั่วไปนิยมจำแนกประเภทคอมพิวเตอร์เป็น 7ประเภทดังนี้  คือ  ซูเปอร์คอมพิวเตอร์  ( Supercomputer)  คอมพิวเตอร์เมนเฟรม (Mainframe  computer) มินิคอมพิวเตอร์ (Minicomputer)  คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ (Desktop computer) โน้ตบุ๊คคอมพิวเตอร์ (Notebook  computer) คอมพิวเตอร์พกพาขนาดฝ่ามือ  (Hand-held Personal computer)  คอมพิวเตอร์แบบฝัง (Embedded computer)  ซึ่งมีรายละเอียด ดังนี้

1.ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุด จึงมีราคาแพงมาก  ความสามารถในการประมวลผลที่ทำได้ถึงพันล้านคำสั่งต่อวินาที  ตัวอย่างการใช้งานคอมพิวเตอร์ประเภทนี้ เช่น  การพยากรณ์อากาศ การทดสอบทางอวกาศ  และงานอื่นๆ  ที่มีการคำนวณที่ซับซอน  ปัจจุบันมีการนำซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไปใช้กับงานออกแบบชิ่นส่วนรถยนต์  งานวิเคราะห์สิงค้าคงคลัง หรือแม้แต่การออกแบบงานด้านศิลปะ  หน่วยงานที่มีการใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ได้แก่  องค์การนาซา (NASA) และหน่วยงานธุรกิจขนาดใหญ่ เช่น บริษัท General Motorsและ AT&Tเป็นต้น 

 2. เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer) หรือ คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพรองจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์  สามารถรองรับการทำงานจากผู้ใช้ได้หลายร้อยคนในเวลาเดียวกัน  ประมวลผลด้วยความเร็วสูง  มีหน่วยความจำหลักขนาดใหญ่  ตลอดจนการจัดเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมาก คอมพิวเตอร์เมนเฟรมนิยมใช้กับองค์กรขนาดใหญ่ที่มีการเข้าถึงข้อมูลผู้ใช้จำนวนมากในเวลาเดียวกัน (Multiple  Users)  เช่น  งานธนาคาร  การจองตั๋ว  เครื่องบิน  การลงทะเบียนและการตรวจสอบผลการเรียนของนักศึกษาเป็นต้น

          3. มินิคอมพิวเตอร์  (Minicomputer) หรือคอมพิวเตอร์ขนาดกลาง   เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพในการทำงานด้านความเร็วและความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลน้อยกว่าเมนเฟรม  แต่สูงกว่าคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ (Desktop  computer) และสามารถรองรับการทำงานจากผู้ใช้ได้หลายคนในการทำงานที่แตกต่างกัน จากจุดเริ่มต้นในการพัฒนาที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ทำงานเฉพาะอย่าง เช่น  บริษัทที่ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่  โรงงานผลิตปูนซีเมนต์  ตลาดหลักทรัพย์สถานศึกษา  รวมทั้งการให้บริการข้อมูลแก้ลูกค้า  เช่น การจองห้องพักของโรงแรม  เป็นต้น

4. คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ (Desktop Computer)  หรือเดสก์ท็อปเป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล  (Personal Computer หรือ PC)  ที่มีขนาดเล็กเหมาะกับโต๊ะทำงานในสำนักงาน  สถานศึกษา  และที่บ้าน รูปทรง ของตัวเครื่องคอมพิวเตอร์จะมีทั้งแบบวางนอน  และแบบแนวตั้งที่เรียกว่าทาวเวอร์ (Tower) เพื่อประหยัดเนื้อที่เป็นการวางทั้งบนโต๊ะและที่พื้น

การแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะยังจำแนกได้ ดั้งนี้

·       All-in  Computer  เป็นคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะที่รวมจอภาพและหน่วยประมวลผลอยู่ในอุปกรณ์เดียวกัน

·       Workstation   เป็นคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะที่มีความสามารถและราคาสูงกว่าคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะทั้วไปออกแบบมาเพื่อใช้งานด้านการคำนวณและกราฟิก  ผู้ใช้ส่วนใหญ่จะเป็นสถาปนิก วิศวกร และนักออกแบบภาพกราฟิก

·       Stand-alone Computer หรือคอมพิวเตอร์ระบบเดียว เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำงานที่เรียกว่า IPOS  cycle  โดยที่ไม่ได้เชื่อมต่อระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์  แต่ในปัจจุบันคอมพิวเตอร์ประเภทนี้มีความสามารถในการเชื่อมต่อข่ายได้

·       Server  Computer  เป็นคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะที่มีความสามารถเช่นเดียวกันหรือใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์  (เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการต่างๆ  เช่น ข้อมูลโปรแกรมจัดสรรงานพิมพ์  เป็นต้น)

5. คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค (Notebook  Computer) หรือบางครั้งเรียกว่า  แลปท็อปคอมพิวเตอร์ (Laptop  Computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่าเครื่องพีซีแบบตั้งโต๊ะน้ำหนักเบา  จึงสามารถนำติดตัวไปยังสถานที่ต่างๆ  ได้ เครื่องโน้ตบุ๊คมีสมรรถนะในการทำงานเทียบเท่าเครื่องพีซีแบบตั้งโต๊ะ  และมีแผงแป้นพิมพ์และจอภาพติดกับตัวเครื่องรวมทั้งมีแบตเตอรี่ภายในเครื่อง  จึงสามารถทำงานได้ในช่วงเวลาหนึ่งโดยไม่ต้องใช้ไฟบ้าน  เหมาะกับงานส่วนบุคคลและงานสำนักงานที่จำเป็นต้องออกนอกสถานที่

นอกจากโน้ตบุ๊คคอมพิวเตอร์ที่เห็นและใช้งานกันทั่วไปแล้ว  ยังมีคอมพิวเตอร์พกพาที่เริ่มได้ รับความนิยมมากขึ้น นั้นคือ Tablet  PC ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดกำลังเหมาะ  น้ำหนักเบา หมุนได้180 องศา มีทั้งแบบมีแป้นพิมพ์ในตัว และแบบไม่มีแป้นพิมพ์ในตัวแต่มีแป้นพิมพ์แยกต่างหาก  การรับข้อมูล (Input) สามารถใช้ทั้งแบบสัมผัสและใช้ปากกาชนิดพิเศษ(Stylus)เขียนแบบจอภาพได้ หรือแม้กระทั้งเสียงพูด  ระบบเชื่อมต่อเครือข่ายทั้งแบบแลง (LAN) และแบบเครือข่ายไร้สาย  (Wireless  LAN)

                 

6. คอมพิวเตอร์ฝ่ามือ (Hand-held  Personal  Computer) หรือเครื่องพีซีขนาดมือถือ หรือเครื่องพีดีเอ(Personal  Digital  Assistant-PDA) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเท่ากับเครื่องคิดเลขขนาดเล็ก  น้ำหนักเบามาก  จึงสามารถวางบนฝ่ามือได้โดยมีสมรรถนะในการทำงานเฉพาะกับโปรแกรมสำหรับงานส่วนบุคคล  เช่น  การรับส่งอีเมล์ การบันทึกตารางนัดหมาย และการเข้าถึงข้อมูลบนอินเตอร์เน็ต เครื่อง PDA

(Personal Digital Assistant) บางครั้งก็  เรียกว่า Pen-based  Computer เนื่องจากเป็นคอมพิวเตอร์แบบพกพาที่ใช้ปากกาที่เรียกว่า สไตลัส (Stylus)  เป็นอุปกรณ์ในการบันทึกข้อมูล  ในบางครั้งก็จะใช้ปากกาในการเขียนข้อมูลด้วยลายมือลงบนหน้าจอ  และในบางครั้งอาจจะใช้ปากกานี้สำหรับเป็นอุปกรณ์เพื่อเลือกการทำงานบนจอภาพ  ซึ่ง  Personal  Digital  Assistant ในปัจจุบันนอกจากจะทำหน้าที่พื้นฐานทั่วไปแล้วยังสามารถรับ-ส่งอีเมล์ และส่งโทรสาร (Fax) ได้ด้วย

 

7. คอมพิวเตอร์แบบฝัง (Embedded  Computer)  หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ (Micro Controller)  เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กมากที่ใช้ไมโครโพรเซสเซอร์ชนิดพิเศษเพื่อฝัง (Embed) ไว้ในอุปกรณ์ประเภทต่างๆ เช่น บัตรสมาร์ทการ์ด (Smart Card ) โทรศัพท์มือถือ ตู้เย็น เตาไมโครเวฟ และรถยนต์  ทั้งนี้เพื่อเพิ่มคุณลักษณะและความสามารถพิเศษบางประการ เช่น การเก็บข้อมูลส่วนบุคคล  การให้บริการด้านบันเทิง  การค้นหาข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต  การควบคุมเรื่องเวลาและอุณหภูมิ  และการให้ข้อมูลเพื่อช่วยในการเดินทาง  เป็นต้น

3.อุปกรณ์โทรคมนาคม

อุปกรณ์โทรคมนาคม  (Telecommunications)  เป็นเครื่องมือในการส่งสารสนเทศในรูปแบบของตัวอักษรภาพและเสียง  โดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือการติดต่อสื่อสานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยใช้พลังงานไฟฟ้าให้ไหลไปตามสายเคเบิลทองแดง เคเบิลเส้นใยแสง หรือโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในการส่งสัญญาณไปในบรรยากาศ เช่น การส่งวิทยุ โทรทัศน์ การส่งคลื่นไมโครเวฟ และการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม ดดยจุดที่ส่งข่าวสารกับจุดรับจะอยู่ห่างไกลกัน และข่าวสารที่ส่งจะเฉพาะเจาะจงผู้รับคนใดคนหนึ่งหรือส่งให้ผู้รับทั่วไปก็ได้

                     

          อุปกรณ์คมนาคมเป็นการใช้สื่ออุปกรณ์รับไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น คอมพิวเตอร์ วิทยุ โทรทัศน์ โทรศัพท์ โทรสาร และโทรพิมพ์ เพื่อการสื่อสารในระยะทางไก โดยอุปกรณ์เหล่านี้จะแปลงข้อมูลรูปแบบต่าง ๆ เช่น เสียงและภาพไปเป็นสัญญาณไฟ สัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งไปโดยสื่อ เช่น สายโทรศัพท์ หรือคลื่นวิทยุเมือมีสัญญาณไปถึงจุดปลายทาง อุปกรณ์ด้านผู้รับจะรับและแปลงกลับสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้ให้เป็นข้อมูลที่สามารถเข้าใจได้ เช่น เป็นเสียงทางโทรศัพท์ หรือภาพบนจอโทรทัศน์ หรือข้อความและภาพบนจอคอมพิวเตอร์ โทรคมนาคมจะช่วยให้บุคคลสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ ไม่ว่าจะอยู่ที่ใด ๆ ในโลกในรูปแบบของข่าวสาร ความรู้และความบันเทิง

4.องค์ประกอบของระบบโทรคมนาคม

       ระบบโทรคมนาคม (Telecommunications  Systems) คือระบบที่ด้วยฮาร์ดแวร์และซอฟแวร์จำนวนหนึ่งที่สามารถทำงานร่วมกันและถูกจัดไว้สำหรับการสื่อสารข้อมูลนอกสถานที่แห่งหนึ่งไปยังสถานที่อีกแห่งหนึ่งซึ่งสามารถถ่ายทอดข้อความ ภาพกราฟิก เสียงสนทนา และวีดิทัศน์ได้ มีรายละเอียดของโครงสร้างส่วนประกอบ ดังนี้

1. เครื่องมือคอมพิวเตอร์หรือเครื่องมือเปลี่ยนปริมาณใดให้เป็นไฟฟ้า (Transducer) เช่น โทรศัพท์ หรือไมโครโฟน
2. เครื่องเทอร์มินัลสำหรับการรับข้อมูลหรือแสดงผลข้อมูล เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์
3. อุปกรณ์ประมวลผลการสื่อสาร (Transmitter) ทำหน้าที่แปรรูปสัญญาณไฟฟ้าให้เหมาะสมกับช่องสัญญาณ เช่น โมเด็ม (Modem) มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) แอมพลิไฟเออร์ (Amplifier) ดำเนินการได้ทั้งรับข้อมูลและส่งข้อมูล
4. ช่องทางสื่อสาร(Transmission Channel) หมายถึง การเชื่อมต่อรูปแบบใด ๆ เช่น สายโทรศัพท์ใยแก้วนำแสง สายโคแอกเซียล หรือแม้กระทั่งสื่อสารแบบไร้สาย
5. ซอฟต์แวร์การสื่อสาร ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมกิจกรรมการรับส่งข้อมูลและอำนวยความสะดวกในการสื่อสาร

5.หน้าที่ของระบบโทรคมนาคม         ทำหน้าที่ในการส่งและรับข้อมูลระหว่างจุดสองจุด  ได้แก่ ผู้ส่งข่าวสาร (Sender) และ ผู้รับข่าวสาร (Receiver) จะดำเนินการจัดการลำเลียงข้อมูลผ่านเส้นทางที่มีประสิทธิภาพที่สุด     จัดการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลที่จะส่งและรับเข้ามา สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบข้อมูลให้ทั้งสองฝ่ายสามารถเข้าใจได้ตรงกัน  ซึ่งที่กล่าวมานี้ส่วนใหญ่ใช้คอมพิวเตอร์เป็นตัวจัดการ ในระบบโทรคมนาคมส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์ในการรับส่งข้อมูลข่าวสารต่างชนิด ต่างยี่ห้อกัน  แต่สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้เพราะใช้ชุดคำสั่งมาตรฐานชุดเดียวกัน อย่างเดียวกัน จึงจะสามารถสื่อสารถึงกันและกันได้  หน้าที่พื้นฐานของโปรโตคอล คือ   การทำความรู้จักกับอุปกรณ์ตัวอื่นที่อยู่กฎเกณฑ์มาตรฐานในการสื่อสารนี้เราเรียกว่า  “โปรโตคอล (Protocol)”  อุปกรณ์แต่ละชนิดในเครือข่ายเดียวกันต้องใช้โปรโตคอลในเส้นทางการถ่ายทอดข้อมูล  การตกลงเงื่อนไขในการรับส่งข้อมูล  การตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล การแก้ไขปัญหาข้อมูลที่เกิดการผิดพลาดในขณะที่ส่งออกไปและการแก้ปัญหาการสื่อสารขัดข้องที่อาจเกิดขึ้นโปรโตคอลที่รู้จักกันมาก ได้แก่ โปรโตคอลในระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ต เช่น  Internet Protocal ; TCP/IP , IP  Address ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ 6. ประเภทของสัญญาณระบบโทรคมนาคม  เป็นสัญญาณแบบต่อเนื่อง มีลักษณะเป็นคลื่นไซน์ (sine wave) โดยที่แต่ละคลื่นจะมีความถี่และะความเข้มของสัญญาณที่ต่างกัน เมื่อนำสัญญาณข้อมูลเหล่านี้ผ่านอุปกรณ์รับสัญญาณและแปลงสัญญาณก็จะได้ข้อมูลที่ต้องการ ตัวอย่างของการส่งข้อมูลที่มีสัญญาณแบบแอนะล็อก คือ การส่งผ่านระบบโทรศัพท์ สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มักเกิดขึ้นในธรรมชาติเป็นสัญญาณที่มีความต่อเนื่อง ไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว สัญญาณแบบนี้ เช่น เสียงพูด เสียงดนตรี เป็นต้น เป็นสัญญาณทางกายภาพที่เป็นตัวแทนของลำดับของค่าที่แยกจากกัน(สัญญาณที่มีปริมาณไม่ต่อเนื่องในแกนเวลา) เช่น กระแสบิตที่ไม่มีหลักเกณฑ์หรือสัญญาณอนาล็อกที่ถูกทำเป็นบิทสตรีม(อังกฤษ: digitized)(ถูกสุ่มเลือกและแปลงจากอนาล็อกให้เป็นดิจิตอล ) สัญญาณดิจิตอลสามารถอ้างถึงอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้ 1.             รูปคลื่นสัญญาณตามแกนเวลาที่ต่อเนื่องใดๆที่ใช้ในการสื่อสารแบบดิจิตอลโดยเป็นตัวแทนของกระแสบิตหรือลำดับอื่นๆของค่าไม่ต่อเนื่อง 2.             ขบวนสัญญาณกระตุกที่สลับไปมาระหว่างจำนวนไม่ต่อเนื่องของระดับแรงดันไฟฟ้า หรือ ระดับของความเข้มของแสง ที่รู้กันว่าเป็นสัญญาณที่เข้ารหัส(อังกฤษ: line coded signal)หรือการส่งสัญญาณเบสแบนด์ ตัวอย่างเช่น สัญญาณที่พบในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลหรือในการสื่อสารแบบอนุกรม หรือ pulse code modulation(PCM)ที่เป็นตัวแทนของสัญญาณแอนะล็อกที่ถูก digitized 3.               สัญญาณที่ถูกสร้างขึ้นโดยวิธีการกล้ำสัญญาณ(อังกฤษ: modulation)แบบดิจิตอลแบบหนึ่ง (การส่งผ่านแบบ passband ดิจิตอล) ที่จะถูกโอนย้ายระหว่างโมเด็มจะอยู่ในกรณีแรกและจะถือได้ว่าเป็นสัญญาณดิจิตอล ส่วนในกรณีที่สองเป็นการแปลงสัญญาณจากแอนะล็อกให้เป็นดิจิตอล