Week 7 : คอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

 สวัสดีค่ะสัปดาห์นี้เราจะมาพูดเรื่องคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์กันค่ะ
 เรามาทำความรู้จักกับคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์กัน
คอมพิวเตอร์ (อังกฤษ: computer) หรือในภาษาไทยว่า คณิตกรณ์ เป็นเครื่องจักรแบบสั่งการได้ที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการกับลำดับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ โดยอนุกรมนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อพร้อม ส่งผลให้คอมพิวเตอร์สามารถแก้ปัญหาได้มากมาย

คอมพิวเตอร์ถูกประดิษฐ์ออกมาให้ประกอบไปด้วยความจำรูปแบบต่าง ๆ เพื่อเก็บข้อมูล อย่างน้อยหนึ่งส่วนที่มีหน้าที่ดำเนินการคำนวณเกี่ยวกับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์ และตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ และส่วนควบคุมที่ใช้เปลี่ยนแปลงลำดับของตัวดำเนินการโดยยึดสารสนเทศที่ถูกเก็บไว้เป็นหลัก อุปกรณ์เหล่านี้จะยอมให้นำเข้าข้อมูลจากแหล่งภายนอก และส่งผลจากการคำนวณตัวดำเนินการออกไป

หน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ดำเนินการกับคำสั่งต่าง ๆ ที่คอยสั่งให้อ่าน ประมวล และเก็บข้อมูลไว้ คำสั่งต่าง ๆ ที่มีเงื่อนไขจะแปลงชุดคำสั่งให้ระบบและสิ่งแวดล้อมรอบ ๆ เป็นฟังก์ชันที่สถานะปัจจุบัน

คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกถูกพัฒนาขึ้นในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20 (ค.ศ. 1940 – ค.ศ. 1945) แรกเริ่มนั้น คอมพิวเตอร์มีขนาดเท่ากับห้องขนาดใหญ่ ซึ่งใช้พลังงานมากเท่ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (พีซี) สมัยใหม่หลายร้อยเครื่องรวมกัน

คอมพิวเตอร์ในสมัยใหม่นี้ผลิตขึ้นโดยใช้วงจรรวม หรือวงจรไอซี (Integrated circuit) โดยมีความจุมากกว่าสมัยก่อนล้านถึงพันล้านเท่า และขนาดของตัวเครื่องใช้พื้นที่เพียงเศษส่วนเล็กน้อยเท่านั้น คอมพิวเตอร์อย่างง่ายมีขนาดเล็กพอที่จะถูกบรรจุไว้ในอุปกรณ์โทรศัพท์มือถือ และคอมพิวเตอร์มือถือนี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาดเล็ก และหากจะมีคนพูดถึงคำว่า "คอมพิวเตอร์" มักจะหมายถึงคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลซึ่งถือเป็นสัญลักษณ์ของยุคสารสนเทศ อย่างไรก็ดี ยังมีคอมพิวเตอร์ชนิดฝังอีกมากมายที่พบได้ตั้งแต่ในเครื่องเล่นเอ็มพีสามจนถึงเครื่องบินบังคับ และของเล่นชนิดต่าง ๆ จนถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

คอมพิวเตอร์ยุคแรกที่มีฟังก์ชันจำกัด

ประวัติของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่นั้นเริ่มต้นจากเทคโนโลยีสองชนิดที่แตกต่างกัน ได้แก่ การควายคำนวณโดยอัตโนมัติ กับการคำนวณที่สามารถโปรแกรมได้ (หมายถึงสร้างวิธีการทำงานและปรับแต่งได้) แต่ระบุแน่ชัดไม่ได้ว่าเทคโนโลยีชนิดใดเกิดขึ้นก่อน ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการคำนวณแต่ละชนิดนั้นไม่มีความสอดคล้องกัน อุปกรณ์บางชนิดก็มีความสำคัญที่จะเอ่ยถึง อย่างเช่นเครื่องมือเชิงกลเพื่อการคำนวณบางชนิดที่ประสบความสำเร็จและยังใช้กันอยู่หลายศตวรรษก่อนที่จะมีเครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์ อาทิลูกคิดของชาวสุเมเรียนที่ถูกออกแบบขึ้นราว 2,500 ปีก่อนคริสตกาล ชนะการแข่งขันความเร็วในการคำนวณต่อเครื่องคำนวณตั้งโต๊ะเมื่อ ค.ศ. 1946 ที่ประเทศญี่ปุ่น ต่อมาในคริสต์ทศวรรษ 1620 มีการประดิษฐ์สไลด์รูล ซึ่งถูกนำขึ้นยานอวกาศในภารกิจของโครงการอะพอลโลถึง 5 ครั้ง รวมถึงเมื่อครั้งที่สำรวจดวงจันทร์ด้วย นอกจากนี้ยังมี เครื่องทำนายตำแหน่งดาวฤกษ์ (Astrolabe) และ กลไกอันติคือเธรา ซึ่งเป็นเครื่องคำนวณ (คอมพิวเตอร์) เกี่ยวกับดาราศาสตร์ยุคโบราณที่ชาวกรีกเป็นผู้สร้างขึ้นราว 80 ปีก่อนคริสตกาล ที่มาของระบบการสั่งการโปรแกรมเกิดขึ้นเมื่อ ฮีโรแห่งอเล็กซานเดรีย (c.10-70 AD) นักคณิตศาสตร์ชาวกรีกสร้างโรงละครที่ประกอบด้วยเครื่องจักร ใช้แสดงละครของขวัญความยาว 10 นาที และทำงานโดยมีกลไกเชือกและอิฐบล็อกทรงกระบอกที่ซับซ้อน ซึ่งสามารถตัดสินใจเลือกได้ว่าจะชิ้นส่วนกลไกใดใช้ในการแสดงฉากใดและเมื่อใด

ราว ๆ ปลายศตวรรษที่ 10 สมเด็จพระสันตะปาปาซิลเวสเตอร์ที่ 2 นักบวชชาวฝรั่งเศส ได้นำลิ้นชักบรรจุอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่จะตอบคำถามได้ว่าใช่ หรือ ไม่ใช่ เมื่อถูกถามคำถาม (ด้วยเลขฐานสอง) ซึ่งชาวมัวร์ประดิษฐ์ไว้กลับมาจากประเทศสเปน ในศตวรรษที่ 13 นักบุญอัลแบร์ตุส มาญุส และโรเจอร์ เบคอน นักปราชญ์ชาวอังกฤษ ได้สร้างหุ่นยนต์แอนดรอยด์ (android) พูดได้ โดยไม่ได้พัฒนาใด ๆ ต่ออีก (นักบุญอัลแบร์ตุส มาญุส บ่นออกมาว่าเขาเสียเวลาเปล่าไป 40 ปีในชีวิต เมื่อนักบุญโทมัส อควีนาสตกใจกับเครื่องนี้และได้ทำลายมันเสีย)

ในปี ค.ศ. 1642 แห่งยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา มีการประดิษฐ์เครื่องคำนวณของปาสคาลซึ่งเป็นเครื่องคำนวณตัวเลขเชิงกล เป็นอุปกรณ์ที่จะสามารถคำนวณโดยใช้ตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์โดยไม่ต้องพึ่งสติปัญญามนุษย์ เครื่องคำนวณเชิงกลนี้ยังถือเป็นรากฐานของการพัฒนาคอมพิวเตอร์ในสองทาง แรกเริ่มนั้น ความพยายามที่จะพัฒนาเครื่องคำนวณที่มีสมรรถภาพสูงและยืดหยุ่น ซึ่งทฤษฎีนี้ถูกสร้างโดยชาร์ลส แบบเบจ และได้รับการพัฒนาในเวลาต่อมา นำไปสู่การพัฒนาเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่) ขึ้นในคริสต์ทศวรรษ 1960 และในขณะเดียวกัน อินเทล ก็สามารถประดิษฐ์ ไมโครโพรเซสเซอร์ ซึ่งถือเป็นจุดกำเนิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล และเป็นหัวใจสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์หากไม่คำนึงถึงขนาดและวัตถุประสงค์ ขึ้นได้โดยบังเอิญ ระหว่างการพัฒนาเครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ บิซิคอม ที่พัฒนาสืบต่อจากเครื่องคำนวณเชิงกลโดยตรง

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือ คอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ก (อังกฤษ: computer network; ศัพท์บัญญัติว่า ข่ายงานคอมพิวเตอร์) คือเครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคมระหว่างคอมพิวเตอร์จำนวนตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างๆในเครือข่าย (โหนดเครือข่าย) จะใช้สื่อที่เป็นสายเคเบิลหรือสื่อไร้สาย เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่รู้จักกันดีคือ อินเทอร์เน็ต

การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน เพราะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกัน เพื่อเพิ่มความสามารถของระบบให้สูงขึ้น และลดต้นทุนของระบบโดยรวมลง

การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกันในเครือข่าย ทำให้ระบบมีขีดความสามารถเพิ่มมากขึ้น การแบ่งการใช้ทรัพยากร เช่น หน่วยประมวลผล, หน่วยความจำ, หน่วยจัดเก็บข้อมูล, โปรแกรมคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีราคาแพงและไม่สามารถจัดหามาให้ทุกคนได้ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องกราดภาพ (scanner) ทำให้ลดต้นทุนของระบบลงได้

อุปกรณ์เครือข่ายที่สร้างข้อมูล, ส่งมาตามเส้นทางและบรรจบข้อมูลจะเรียกว่าโหนดเครือข่าย. โหนดประกอบด้วยโฮสต์เช่นเซิร์ฟเวอร์, คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและฮาร์ดแวร์ของระบบเครือข่าย อุปกรณ์สองตัวจะกล่าวว่าเป็นเครือข่ายได้ก็ต่อเมื่อกระบวนการในเครื่องหนึ่งสามารถที่จะแลกเปลี่ยนข้อมูลกับกระบวนการในอีกอุปกรณ์หนึ่งได้

เครือข่ายจะสนับสนุนแอปพลิเคชันเช่นการเข้าถึงเวิลด์ไวด์เว็บ, การใช้งานร่วมกันของแอปพลิเคชัน, การใช้เซิร์ฟเวอร์สำหรับเก็บข้อมูลร่วมกัน, การใช้เครื่องพิมพ์และเครื่องแฟ็กซ์ร่วมกันและการใช้อีเมลและโปรแกรมส่งข้อความโต้ตอบแบบทันทีร่วมกัน

สื่อกลางการสื่อสารที่ใช้ในการเชื่อมโยงอุปกรณ์เพื่อสร้างเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยสายเคเบิลไฟฟ้า (HomePNA, สายไฟฟ้าสื่อสาร, G.hn), ใยแก้วนำแสง และคลื่นวิทยุ (เครือข่ายไร้สาย) ในโมเดล OSI สื่อเหล่านี้จะถูกกำหนดให้อยู่ในเลเยอร์ที่ 1 และที่ 2 หรือชั้นกายภาพและชั้นเชื่อมโยงข้อมูล

ครอบครัวของสื่อการสื่อสารที่ถูกพัฒนาอย่างกว้างขวางและถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) เรียกว่า อีเธอร์เน็ต มาตรฐานของสื่อกลางและของโพรโทคอลที่ช่วยในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ในเครือข่ายอีเธอร์เน็ตถูกกำหนดโดยมาตรฐาน IEEE 802. อีเธอร์เน็ตในโลกไซเบอร์มีทั้งเทคโนโลยีของ LAN แบบใช้สายและแบบไร้สาย อุปกรณ์ของ LAN แบบใช้สายจะส่งสัญญาณผ่านสื่อกลางที่เป็นสายเคเบิล อุปกรณ์ LAN ไร้สายใช้คลื่นวิทยุหรือสัญญาณอินฟราเรดเป็นสื่อกลางในการส่งผ่านสํญญาณ

เทคโนโลยีแบบใช้สาย

เทคโนโลยีแบบใช้สายต่อไปนี้เรียงลำดับตามความเร็วจากช้าไปเร็วอย่างหยาบๆ

รูปแสดงสาย UTP

สายคู่บิดเป็นสื่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมทั้งหมด สายคู่บิดประกอบด้วยกลุ่มของสายทองแดงหุ้มฉนวนที่มีการบิดเป็นคู่ๆ สายโทรศัพท์ธรรมดาที่ใช้ภายในบ้านทั่วไปประกอบด้วยสายทองแดงหุ้มฉนวนเพียงสองสายบิดเป็นคู่ สายเคเบิลเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (แบบใช้สายอีเธอร์เน็ตตามที่กำหนดโดยมาตรฐาน IEEE 802.3) จะเป็นสายคู่บิดจำนวน 4 คู่สายทองแดงที่สามารถใช้สำหรับการส่งทั้งเสียงและข้อมูล การใช้สายไฟสองเส้นบิดเป็นเกลียวจะช่วยลด crosstalk และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างสายภายในเคเบิลชุดเดียวกัน ความเร็วในการส่งอยู่ในช่วง 2 ล้านบิตต่อวินาทีถึง 10 พันล้านบิตต่อวินาที สายคู่บิดมาในสองรูปแบบคือคู่บิดไม่มีต้วนำป้องกัน(การรบกวนจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก) (unshielded twisted pair หรือ UTP) และคู่บิดมีตัวนำป้องกัน (shielded twisted pair หรือ STP) แต่ละรูปแบบออกแบบมาหลายอัตราความเร็วในการใช้งานในสถานการณ์ต่างกัน

รูปแสดง STP จะเห็น sheath ที่เป็นตัวนำป้องกันอยู่รอบนอก

สายโคแอคเชียลถูกใช้อย่างแพร่หลายสำหรับระบบเคเบิลทีวี, ในอาคารสำนักงานและสถานที่ทำงานอื่นๆ ในเครือข่ายท้องถิ่น สายโคแอคประกอบด้วยลวดทองแดงหรืออะลูมิเนียมเส้นเดี่ยวที่ล้อมรอบด้วยชั้นฉนวน (โดยปกติจะเป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นกับไดอิเล็กทริกคงที่สูง) และล้อมรอบทั้งหมดด้วยตัวนำอีกชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจากภายนอก ฉนวนไดอิเล็กทริกจะช่วยลดสัญญาณรบกวนและความผิดเพี้ยน ความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ในช่วง 200 ล้านบิตต่อวินาทีจนถึงมากกว่า 500 ล้านบิตต่อวินาที

รูปแสดงสายโคแอคเชียล

'ITU-T G.hn เป็นเทคโนโลยีที่ใช้สายไฟที่มีอยู่ในบ้าน (สายโคแอค, สายโทรศัพท์และสายไฟฟ้า) เพื่อสร้างเครือข่ายท้องถิ่นความเร็วสูง (ถึง 1 Gb/s)

ใยแก้วนำแสง เป็นแก้วไฟเบอร์ จะใช้พัลส์ของแสงในการส่งข้อมูล ข้อดีบางประการของเส้นใยแสงที่เหนือกว่าสายโลหะก็คือมีการสูญเสียในการส่งน้อยและมีอิสรภาพจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมีความเร็วในการส่งรวดเร็วมากถึงล้านล้านบิตต่อวินาที เราสามารถใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างของแสงที่จะเพิ่มจำนวนของข้อความที่ถูกส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงพร้อมกันในเส้นเดียวกัน

เทคโนโลยีไร้สาย

'ไมโครเวฟบนผิวโลก - การสื่อสารไมโครเวฟบนผิวโลกจะใช้เครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณจากสถานีบนผิวโลกที่มีลักษณะคล้ายจานดาวเทียม ไมโครเวฟภาคพื้นดินอยู่ในช่วงกิกะเฮิรตซ์ที่ต่ำ ซึ่งจำกัดการสื่อสารทั้งหมดด้วยเส้นสายตาเท่านั้น สถานีทวนสัญญาณมีระยะห่างประมาณ 48 กิโลเมตร (30 ไมล์)

ดาวเทียมสื่อสาร - การสื่อสารดาวเทียมผ่านทางคลื่นวิทยุไมโครเวฟที่ไม่ได้เบี่ยงเบนโดยชั้นบรรยากาศของโลก ดาวเทียมจะถูกส่งไปประจำการในอวกาศ ที่มักจะอยู่ในวงโคจร geosynchronous ที่ 35,400 กิโลเมตร (22,000 ไมล์) เหนือเส้นศูนย์สูตร ระบบการโคจรของโลกนี้มีความสามารถในการรับและถ่ายทอดสัญญาณเสียง, ข้อมูลและทีวี

ระบบเซลลูลาร์และ PCS ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารวิทยุหลายเทคโนโลยี ระบบแบ่งภูมิภาคที่ครอบคลุมออกเป็นพื้นที่ทางภูมิศาสตร์หลายพื้นที่ แต่ละพื้นที่มีเครื่องส่งหรืออุปกรณ์เสาอากาศถ่ายทอดสัญญาณวิทยุพลังงานต่ำเพื่อถ่ายทอดสัญญาณเรียกจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งข้างหน้า

เทคโนโลยีวิทยุและการแพร่กระจายสเปกตรัม - เครือข่ายท้องถิ่นไร้สายจะใช้เทคโนโลยีวิทยุความถี่สูงคล้ายกับโทรศัพท์มือถือดิจิทัลและเทคโนโลยีวิทยุความถี่ต่ำ. LAN ไร้สายใช้เทคโนโลยีการแพร่กระจายคลื่นความถี่เพื่อการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์หลายชนิดในพื้นที่จำกัด. IEEE 802.11 กำหนดคุณสมบัติทั่วไปของเทคโนโลยีคลื่นวิทยุไร้สายมาตรฐานเปิดที่รู้จักกันคือ Wifi

การสื่อสารอินฟราเรด สามารถส่งสัญญาณระยะทางสั้นๆมักไม่เกิน 10 เมตร ในหลายกรณีส่วนใหญ่ การส่งแสงจะใช้แบบเส้นสายตา ซึ่งจำกัดตำแหน่งการติดตั้งของอุปกรณ์การสื่อสาร

เครือข่ายทั่วโลก (global area network หรือ GAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้สำหรับการสนับสนุนการใช้งานมือถือข้ามหลายๆ LAN ไร้สาย หรือในพื้นที่ที่ดาวเทียมครอบคลุมถึง ฯลฯ ความท้าทายที่สำคัญในการสื่อสารเคลื่อนที่คือการส่งมอบการสื่อสารของผู้ใช้จากพื้นที่หนึ่งไปอีกพื้นที่หนึ่ง ใน IEEE 802 การส่งมอบนี้เกี่ยวข้องกับความต่อเนื่องของ LAN ไร้สายบนผิวโลก .

เทคโนโลยีที่แปลกใหม่

มีความพยายามต่างๆที่ขนส่งข้อมูลผ่านสื่อที่แปลกใหม่ ได้แก่:

• IP over Avian Carriers เป็นอารมณ์ขันของ April's fool เป็น RFC 1149 มันถูกนำมาใช้ในชีวิตจริงในปี 2001.
• ขยายอินเทอร์เน็ตเพื่อมิติอวกาศผ่านทางคลื่นวิทยุ.

ทั้งสองกรณีมีการหน่วงเวลาสูงอันเนื่องมาจากสัญญาณต้องเดินทางไปกลับ ซึ่งจะทำให้การสื่อสารสองทางล่าช้ามาก แต่ก็ไม่ได้ขัดขวางการส่งข้อมูลจำนวนมาก
  หวังว่าเพื่อนๆจะได้ความรู้จากบทความนี้นะคะจุ้บบบบ

ขอขอบคุณข้อมูลและรูปภาพจาก
:https://th.m.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%84%E0%B8%AD%E0%B8%A1%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B8%A7%E0%B9%80%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C

:https://th.m.wikipedia.org/wiki/%E0%B9%80%E0%B8%84%E0%B8%A3%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%82%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B8%A2%E0%B8%84%E0%B8%AD%E0%B8%A1%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B8%A7%E0%B9%80%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C