คอมพิวเตอร์ และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นสิ่งที่เราใช้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน
แต่เราทราบหรือไม่ว่าคอมพิวเตอร์ และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์คืออะไร
คอมพิวเตอร์คืออะไร
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 และของเล่นชนิดต่างๆ
จนถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
ประเภทของคอมพิวเตอร์
ในปัจจุบัน
คอมพิวเตอร์ได้ใช้วงจรเบ็ดเสร็จขนาดใหญ่มาก (very large scale integrated
circuit) ซึ่งสามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้มากกว่าสิบล้านตัว เราสามารถแบ่งคอมพิวเตอร์ในรุ่นปัจจุบันออกเป็น
4 ประเภทดังต่อไปนี้
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer)
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ถือได้ว่าเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วมาก
และมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์ชนิดอื่น ๆ
เครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีราคาแพงมาก มีขนาดใหญ่
สามารถคำนวณทางคณิตศาสตร์ได้หลายแสนล้านครั้งต่อวินาที และได้รับการออกแบบ
เพื่อให้ใช้แก้ปัญหาขนาดใหญ่มากทางวิทยาศาสตร์และทางวิศวกรรมศาสตร์ได้อย่างรวดเร็ว
เช่น การพยากรณ์อากาศล่วงหน้าเป็นเวลาหลายวัน
การศึกษาผลกระทบของมลพิษกับสภาวะแวดล้อมซึ่งหากใช้คอมพิวเตอร์ชนิดอื่น ๆ
แก้ไขปัญหาประเภทนี้ อาจจะต้องใช้เวลาในการคำนวณหลายปีกว่าจะเสร็จสิ้น ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์สามารถแก้ไขปัญหาได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น
เนื่องจากการแก้ปัญหาใหญ่ ๆ จะต้องใช้หน่วยความจำสูง ดังนั้น
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จึงมีหน่วยความจำที่ใหญ่มาก ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีหลายประเภท
ตั้งแต่รุ่นที่มีหน่วยประมวลผล (processing unit) 1 หน่วย
จนถึงรุ่นที่มีหน่วยประมวลผลหลายหมื่นหน่วยซึ่งสามารถทำงานหลายอย่างได้พร้อม ๆ กัน
เมนเฟรมคอมพิวเตอร์
(mainframe computer)
เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มีสมรรถภาพที่ต่ำกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์มาก
แต่ยังมีความเร็วสูง และมีประสิทธิภาพสูงกว่ามินิคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์
เมนเฟรมคอมพิวเตอร์สามารถให้บริการผู้ใช้จำนวนหลายร้อยคนพร้อม ๆ กัน ฉะนั้น
จึงสามารถใช้โปรแกรมจำนวนนับร้อยแบบในเวลาเดียวกันได้
โดยเฉพาะถ้าต่อเครื่องเข้าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ผู้ใช้สามารถใช้ได้จากทั่วโลก
ปัจจุบัน องค์กรใหญ่ ๆ เช่น ธนาคาร จะใช้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ในการทำบัญชีลูกค้า
หรือการให้บริการจากเครื่องฝากและถอนเงินแบบอัตโนมัติ (automatic
teller machine) เนื่องจากเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้ถูกใช้งานมากในการบริการผู้ใช้พร้อม
ๆ กัน เมนเฟรมคอมพิวเตอร์จึงต้องมีหน่วยความจำที่ใหญ่มาก
มินิคอมพิวเตอร์
(minicomputer)
มินิคอมพิวเตอร์ คือ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ๆ
ซึ่งสามารถบริการผู้ใช้งานได้หลายคนพร้อม ๆ กัน
แต่จะไม่มีสมรรถภาพเพียงพอที่จะบริการผู้ใช้ในจำนวนที่เทียบเท่าเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้
จึงทำให้มินิคอมพิวเตอร์เหมาะสำหรับองค์กรขนาดกลาง หรือสำหรับแผนกหนึ่งหรือสาขาหนึ่งขององค์กรขนาดใหญ่เท่านั้น
ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer) หรือ พีซี (personal computer หรือ PC)
ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer)
ไมโครคอมพิวเตอร์ คือ คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กแบบขนาดตั้งโต๊ะ (desktop
computer) หรือขนาดเล็กกว่านั้น เช่น ขนาดสมุดบันทึก (notebook
computer) และขนาดฝ่ามือ (palmtop computer) ไมโครคอมพิวเตอร์ได้เริ่มมีขึ้นในปีพ.ศ.
2518 ถึงแม้ว่าในระยะหลัง
เครื่องชนิดนี้จะมีประสิทธิภาพที่สูง แต่เนื่องจากมีราคาไม่แพงและมีขนาดกะทัดรัด
ไมโครคอมพิวเตอร์จึงยังเหมาะสำหรับใช้ส่วนตัว
ไมโครคอมพิวเตอร์ได้ถูกออกแบบสำหรับใช้ที่บ้าน โรงเรียน และสำนักงานสำหรับที่บ้าน
เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการทำงบประมาณรายรับรายจ่ายของครอบครัวช่วยทำการบ้านของลูก
ๆ การค้นคว้าข้อมูลและข่าวสาร การสื่อสารแบบอิเล็กทรอนิกส์ (electronic
mail หรือ E - mail) หรือโทรศัพท์ทางอินเทอร์เน็ต
(internet phone) ในการติดต่อทั้งในและนอกประเทศ
หรือแม้กระทั่งทางบันเทิง เช่น การเล่นเกมบนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
สำหรับที่โรงเรียน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการช่วยสอนนักเรียนในการค้นคว้าข้อมูลจากทั่วโลกสำหรับที่สำนักงาน
เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการช่วยพิมพ์จดหมายและข้อมูลอื่น ๆ
เก็บและค้นข้อมูล วิเคราะห์และทำนายยอดซื้อขายล่วงหน้า
เครือข่ายคอมพิวเตอร์คืออะไร
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเข้าด้วยกันเพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลทรัพยากรร่วมกันได้
เช่น สามารถใช้เครื่องพิมพ์ร่วมกัน สามารถใช้ฮาร์ดดิสก์ร่วมกัน
แบ่งปันการใช้อุปกรณ์อื่นๆ ที่มีราคาแพงหรือไม่สามารถจัดหาให้ทุกคนได้
แม้กระทั่งสามารถใช้โปรแกรมร่วมกันได้เป็นการลดต้นทุนขององค์กรเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามพื้นที่ที่ครอบคลุมการใช้งานของเครือข่าย
ดังนี้
1) เครือข่ายส่วนบุคคล หรือแพน (Personal Area
Network : PAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ส่วนบุคคล เช่น
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ การเชื่อมต่อพีดีเอกับเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งการเชื่อมต่อแบบนี้จะอยู่ในระยะใกล้
และมีการเชื่อมต่อแบบไร้สาย
2) เครือข่ายเฉพาะที่ หรือแลน (Local Area Network:
LAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ
ที่อยู่ในพื้นที่เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน เช่น ภายในบ้าน ภายในสำนักงาน
และภายในอาคาร สำหรับการใช้งานภายในบ้านนั้นอาจเรียกเครือข่ายประเภทนี้ว่า
เครือข่ายที่พักอาศัย (home network) ซึ่งอาจใช้การเชื่อมต่อแบบใช้สายหรือไร้สาย
3) เครือข่ายนครหลวง หรือแมน (Metropolitan Area
Network : MAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้เชื่อมโยงแลนที่อยู่ห่างไกลออกไป เช่น
การเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างสำนักงานที่อาจอยู่คนละอาคารและมีระยะทางไกลกัน การเชื่อมต่อเครือข่ายชนิดนี้อาจใช้สายไฟเบอร์ออพติก
หรือบางครั้งอาจใช้ไมโครเวฟเชื่อมต่อ เครือข่ายแบบนี้ใช้ในสถานศึกษามีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครือข่ายแคมปัส
(Campus Area Network: CAN)
4) เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน (Wide Area Network: WAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายอื่นที่อยู่ไกลกันมาก
เช่น เครือข่ายระหว่างจังหวัด หรือระหว่างภาครวมไปถึงเครือข่ายระหว่างประเทศ
ลักษณะของเครือข่าย ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกันสามารถแงลักษณะของเครือข่ายตามบทบาทของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการสื่อสารได้ดังนี้
1) เครือข่ายแบบรับ-ให้บริการหรือไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์ (client-server
network) จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเครื่องให้บริการต่างๆ เช่น
บริการเว็บ
และบริการฐานข้อมูล การให้บริการขึ้นกับการร้องขอบริการจากเครื่องรับบริการ เช่น
การเปิดเว็บเพจ
เครื่องรับบริการจะร้องขอบริการไปที่เครื่องบริการเว็บ
จากนั้นเครื่องให้บริการเว็บจะตอบรับและส่งข้อมูลกลับมาให้เครื่องรับบริการ
ข้อดีของระบบนี้คือสามารถให้บริการแก่เครื่องรับบริการได้เป็นจำนวนมาก ข้อด้อยคือระบบนี้มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและการบำรุงรักษาค่อนข้างสูง ตัวอย่างเครือข่ายแบบรับ-ให้บริการ
2) เครือข่ายระดับเดียวกัน (Peer-to-Peer network :
P2P network) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเป็นได้ทั้งเครื่องให้บริการและเครื่องรับบริการในขณะเดียวกัน
การใช้งานส่วนใหญ่มักใช้ในการแบ่งปันข้อมูล เช่น เพลง ภาพยนตร์ โปรแกรม และเกม
เครือข่ายแบบนี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้นในผู้ใช้งานอินเทอร์เน็ตการใช้งานจะมีซอฟต์แวร์เฉพาะ
เช่น โปรแกรม eDonkey, BitTorrent และ LimeWire ข้อดีของระบบแบบนี้คือง่ายต่อการใช้งาน และราคาไม่แพง
ข้อด้อยคือไม่มีการควบคุมเรื่องความปลอดภัย จึงอาจพบว่าถูกนำไปใช้ประโยชน์ในทางไม่ถูกต้อง
เช่น การแบ่งปันเพลง ภาพยนตร์ และโปรแกรมที่มีลิขสิทธิ์ซึ่งเป็นการกระทำผิดกฎหมาย
ตัวอย่างเครือข่ายระดับเดียวกัน
รูปร่างเครือข่าย การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับส่งข้อมูลที่ประกอบกันเป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยงถึงกันในรูปแบบต่างๆ
ตามลักษณะทางกายภาพที่เรียกว่ารูปร่างเครือข่าย (network topology) โดยทั่วไปรูปร่างเครือข่ายสามารถแบ่งออกตามลักษณะของการเชื่อมต่อได้
4 รูปแบบคือ
1) เครือข่ายแบบบัส (bus topology) เป็นรูปแบบที่มีโครงสร้างไม่ยุ่งยาก
สถานีทุกสถานีในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับสายสื่อสารหลักเพียงสายเดียวที่เรียกว่า
บัส (bus) การจัดส่งข้อมูลลงบนบัสจึงไปถึงทุกสถานีได้
ซึ่งการจัดส่งวิธีนี้ต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้เกิดการชนกัน
(collison) ของข้อมูล
โดยวิธีการที่ใช้อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้คลื่นความถี่ในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน
อย่างไรก็ตามเครือข่ายแบบบัส ไม่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน
เนื่องจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับบัสเพียงจุดเดียวก็จะส่งผลให้ทุกอุปกรณ์ไม่สามารถสื่อสารถึงกันได้เลย
รูปร่างเครือข่ายแบบบัส
2) เครือข่ายแบบวงแหวน (ring topology) เป็นการเชื่อมแต่ละสถานีเข้าด้วยกันแบบวงแหวน
สัญญาณข้อมูลจะส่งอยู่ในวงแหวนไปในทิศทางเดียวกันจนถึงผู้รับ
หากข้อมูลที่ส่งเป็นของสถานีใด สถานีนั้นก็รับไว้ ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป
ซึ่งระบบเครือข่ายแบบวงแหวนนี้ สามารถรองรับจำนวนสถานีได้เป็นจำนวนมาก
ข้อด้อยของเครือข่ายแบบวงแหวน คือ สถานีจะต้องรอจนถึงรอบของตนเอง
ก่อนที่จะสามารถส่งข้อมูลได้ รูปร่างเครือข่ายแบบวงแหวน
3) เครือข่ายแบบดาว (star topology) เป็นการเชื่อมต่อสถานีในเครือข่าย
โดยทุกสถานีจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลาง เช่น ฮับ (hub) หรือสวิตซ์
(switch) ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อระหว่างสถานีต่างๆ
ที่ต้องการติดต่อกัน ของดีของการเชื่อมต่อแบบดาว คือ ถ้าสถานีใดเสีย หรือสายเชื่อมต่อระหว่างฮับ/สวิตซ์กับสถานีใดชำรุด
ก็จะไม่กระทบกับการเชื่อมต่อของสถานีอื่น
ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบนี้จึงเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน รูปร่างเครือข่ายแบบดาว
4) เครือข่ายแบบแมช (mesh topology) เป็นรูปแบบของการเชื่อมต่อที่มีความนิยมมากและมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากถ้ามีเส้นทางของการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดจากกัน
การติดต่อสื่อสารระหว่างคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router)
จะทำการเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังจุดหมายปลายทางอัตโนมัติ
การเชื่อมต่อแบบนี้มักนิยมสร้างบนเครือข่ายแบบไร้สาย รูปร่างเครือข่ายแบบแมช
Credit:
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น