การประมวลผลข้อมูล
Data processing

บทที่ 8

                 ในการนำข้อมูลไปใช้ประโยชน์ หรือการทำข้อมูลให้เป็นสารสนเทศ ที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้ จำเป็นต้องมีการประมวลผลข้อมูลก่อน การประมวลผลข้อมูล เป็นกระบวนการที่มีกระบวนการย่อยหลายอย่าง ประกอบกันคือ
                1.การรวบรวมข้อมูล
                2.การแยกแยะ
                3.การตรวจสอบความถูกต้อง
                4.การคำนวณ
                5.การจัดลำดับหรือการเรียงลำดับ
                6.การรายงานผล
                7.การสื่อสารข้อมูลหรือการแจกจ่ายข้อมูลนั้น

                 การประมวลผลข้อมูล จึงเป็นกิจกรรมที่มีความสำคัญ เพราะข้อมูลที่มีอยู่ รอบๆ ตัวเรามีเป็นจำนวนมากในการใช้งานจึงต้องมีการประมวลผล เพื่อให้เกิดประโยชน์ กิจกรรมหลักของการให้ได้มาซึ่งสารสนเทศ จึงประกอบด้วยกิจกรรมการ เก็บรวบรวมข้อมูล ซึ่งต้องมีการตรวจสอบ ความถูกต้องด้วย กิจกรรมการประมวลผลซึ่งอาจจะเป็นการแบ่งแยกข้อมูล การจัดเรียงข้อมูล การคำนวณ และกิจกรรมการเก็บรักษาข้อมูลซึ่งอาจต้อง มีการทำสำเนา ทำรายงาน เพื่อแจกจ่าย

วิธีการประมวลผล มี 2 ลักษณะ คือ
       (1) การประมวลผลแบบเชื่อมตรง (online processing) หมายถึง การทำงานในขณะที่ข้อมูลวิ่งไปบนสายสัญญาณเชื่อมต่อจากเครื่องปลายทาง (terminal) ไปยังฐานข้อมูลของเครื่องหลักที่ใช้ในการประมวลผล การประมวลผลแบบเชื่อมตรงจึงเป็นการประมวลผลโดยทันทีทันใด เช่น การจองตั๋วเครื่องบิน การซื้อสินค้าในห้างสรรพสินค้า การฝากถอนเงินเอทีเอ็ม การประมวลผลแบบเชื่อมตรงจึงเป็นวิธีที่ใช้กันมากวิธีหนึ่ง
       (2) การประมวลผลแบบกลุ่ม (batch processing) หมายถึง การประมวลผลในเรื่องที่สนใจเป็นครั้งๆ เช่น เมื่อต้องการทราบข้อมูลผลสำรวจความนิยมของประชาชนต่อการเลือกตั้งสมาชิกสภาผู้แทน หรือที่เรียกว่า โพล (poll) ก็มีการสำรวจข้อมูลเพื่อเก็บรวบรวมข้อมูล เมื่อเก็บรวบรวมข้อมูลได้แล้วก็นำมาป้อนเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ แล้วนำข้อมูล นั้นมาประมวลผลตามโปรแกรมที่ได้กำหนดไว้ เพื่อรายงานหรือสรุปผลหาคำตอบ กรณีการประมวลผลแบบกลุ่มจึงกระทำในลักษณะเป็นครั้งๆ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์โดยจะต้องมีการรวบรวมข้อมูลไว้ก่อน
                 การประมวลผลข้อมูล คือ การกระทำการบางอย่างหรือหลายอย่าง กับข้อมูลที่มีอยู่เพื่อสร้างสิ่งใหม่ หรือแปรรูปให้อยู่ในรูปแบบที่เป็นประโยชน์ตามวัตถุประสงค์ของผู้ใช้ มนุษย์และสัตว์ที่มีสติปัญญาจะทำการประมวลผลข้อมูลตามธรรมชาติอยู่ตลอดเวลา ยกตัวอย่างเช่น เวลาเราเดิน หรือนกบิน เราและนกต้องคอยปรับทิศทางไม่ให้ชนสิ่งกีดขวาง ไม่ให้เดินหรือบินไปชนกับวัตถุสิ่งของที่อยู่ข้างหน้า
                 แม้ประทั้งเวลาเรารับประทานอาหารที่ร้านอาหารในโรงเรียนของเรา เราก็ต้องประมวลผลข้อมูลเพื่อตัดสินใจว่าจะไปที่ร้านไหนดี ซึ่งเราต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับร้านอาหารสะสมไว้ก่อนในสมองของเรา เช่น รายการและรสอาหาร ราคาอาหาร จนกระทั้งเมื่อสั่งอาหารมานั่งรับประทานแล้ว สมองของเราก็ต้องประมวลผลอยู่ตลอดเวลา เช่น ขณะตักข้าวใส่ปาก เราต้องใช้สายตาและประสาทความรู้สึก ในการบังคบให้มือถือช้อนไปตักข้าวให้ตรงจาน และยกช้อนใส่ปากให้ตรงปาก ไม่ให้เลอะเป็นต้น
                 ที่กล่าวนี้คงเห็นความสำคัญของข้อมูลต่อการประมวลผลได้ดี ร่างกายของเราเป็นระบบประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนที่สุด โดยมีสมองเป็นตัวประมวลผลกลาง มีเส้นประสาทเป็นเส้นทางระบบสื่อสารข้อมูล มีประสาทสัมผัสเป็นหน่วยรับข้อมูลเข้า คือ ตารับรู้ภาพ ลิ้นรับรู้รส จมูกรับรู้กลิ่น หูรับรู้เสียง และผิวหนังรับรู้การสัมผัส เราอาศัยข้อมูลที่รับรู้เหล่านี้มาสร้างประโยชน์ในการที่จะทำอะไรให้สำเร็จ เช่น เดินทางไปถึงโรงเรียน ตักอาหารใส่ปากไม่หก โดยรวมแล้วก็คือ เพื่อให้ชีวิตอยู่ในสังคม ไม่ให้เกิดความผิดพลาด และเป็นภัยต่อตนเอง
                 การทำงานใด ๆ ก็เช่นกัน ควรกำหนดวัตถุประสงค์หรือเป้าหมายที่ชัดเจน ความสำเร็จจะเกิดได้ก็ต้องมีการวางแผนและออกแบบระบบการทำงานให้ดีที่สุด เพื่อแก้ปัญหาความผิดพลาดและความล่าช้าของงาน ระบบงานโดยทั่วไปหมายถึงกระบวนการทำงานที่ประกอบด้วย คน วัตถุดิบ ข้อมูล และเครื่องจักรที่จำเป็น ระหว่างองค์ประกอบทั้ง 4 ประการนี้ จะต้องมีการสื่อสาร ซึ่งก็คือ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน จากนั้นจึงนำข้อมูลมาประมวลผลเพื่อค้นหาข้อมูลที่มีสาระ หรือสารสนเทศ สำหรับตัดสินใจทำงานให้สอดคล้องกันไปในทิศทางที่ต้องการ หรือที่เรียกว่า เป็นระบบ

ประเภทของการประมวลผลข้อมูล
     การประมวลผลข้อมูลแบ่งออกได้เป็น 3 แบบ คือ
       1. การประมวลผลด้วยมือ (Manual Data Processing) การประมวลผลด้วยมือ หมายถึงการใช้แรงงานคนเป็นหลักในการประมวลผล โดยมีอุปกรณ์ต่างๆ เข้ามามีส่วนร่วมในการประมวลผล เช่น ดินสอ ปากกา ไม้บรรทัด กระดาษ ลูกคิด เครื่องคิดเลข วิธีการประมวลผลด้วยมือเหมาะกับงานที่มีปริมาณไม่มากนัก และอยู่ในภาวะที่แรงงานยังมีการจ้างงานที่ไม่สูงนัก
       2. การประมวลผลด้วยมือกับเครื่องจักรกล(Manual With Machine Assistance Data Processing) การประมวลผลด้วยมือกับเครื่องจักรกล หรือการประมวลผลด้วยเครื่องจักรกล ซึ่งการประมวลผลแบบนี้จะเหมาะกับงานระดับกลางที่มีปริมาณไม่มากนัก และต้องการความเร็วในการทำงานในระดับพอสมควร การทำงานจะอาศัยแรงงานคน ร่วมกับเครื่องจักรกล เครื่องที่ใช้กันมาก คือ เครื่องทำบัญชี หรือเครื่องประมวลผลกึ่งอิเล็กทรอนิกส์ (Semi-electronic Data Processing)
       3. การประมวลผลด้วยเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Data Processing) การประมวลผลด้วยเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ หรือการประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ เรียกย่อๆ ว่า EDP คือ การประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งงานที่เหมาะสมกับการประมวลผลด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์คือ งานที่มีลักษณะดังนี้
                -งานที่มีปริมาณมากๆ
                -ต้องการความเร็วในการประมวลผล
                -ต้องการความละเอียดและความถูกต้องของงานสูง
                -งานที่มีขั้นตอนยุ่งยาก ซับซ้อน หรือมีลักษณะที่ทำงานแบบเดิมซ้ำกันหลายๆ รอบ
                -มีการคำนวณที่ยุ่งยากซับซ้อน เช่น ระบบงานทะเบียนและวัดผล, ระบบงานการจองตั๋วเครื่องบิน หรือระบบงานด้านการเงินและการธนาคาร เป็นต้น

อุปกรณ์
        -หน่วยความจำ
        -แรม
        -ฮาร์ดดิสค์/ขนาดเล็กแผ่นดิสค์/ซีดี
        -เทป
        -CPU(ตัวประมวลผลกลาง)/มาเธอร์บอร์ด
        -โมเด็ม

พลังสนับสนุน
       1. แรม-หน่วยความจำการเข้าถึงโดยสุ่ม
       2. รอม-หน่วยความจำอ่านได้อย่างเดียว

หน่วยการประมวลผลศูนย์กลาง CPU (ตัวประมวลผลกลาง)
        การดูที่CPU(ตัวประมวลผลกลาง)
                1. แผ่นซีดีรอมขับ3? นิ้วไดรว์แผ่นดิสค์ขนาดเล็ก
                2. บน/ปิดปุ่ม
                3. ปุ่มรีสตาร์ท

โครงสร้างคอมพิวเตอร์
        องค์กรคอมพิวเตอร์
                1. หกหน่วยทางตรรกะในทุกคอมพิวเตอร์
                2. หน่วยสิ่งที่นำเข้า
                3. รับข้อมูลข่าวสารจากอุปกรณ์สิ่งที่นำเข้า(คีย์บอร์ด, เมาส์)
                4. หน่วยผลลัพธ์
                5. ข้อมูลข่าวสารผลลัพธ์(ให้จอภาพ, เพื่อเครื่องพิมพ์, เพื่อควบคุมอุปกรณ์อื่นๆ)
                6. หน่วยหน่วยความจำ
                7. ทางเข้าเร็ว, ความจุต่ำ, เก็บข้อมูลข่าวสารสิ่งที่นำเข้า
                8. เลขคณิต และหน่วยตรรกะ( ALU )
                9. ปฏิบัติการคำนวณเลขคณิต และการตัดสินใจตรรกะ
                7. หน่วยการประมวลผลศูนย์กลาง(CPU(ตัวประมวลผลกลาง))
                8. ดูแล และพิกัดส่วนอื่นๆของคอมพิวเตอร์
                9. หน่วยที่ใช้บันทึกที่สอง
                10. ถูก, ระยะยาว, ความจุสูง-ที่ใช้บันทึก, เก็บโปรแกรมเฉื่อยชา

ขั้นตอนการประมวลผลข้อมูล
       1. การนำข้อมูลเข้าสู่ระบบ (Input) User ทำการป้อนข้อมูล (Input data) เข้าสู่ระบบ โดยอาศัย อุปกรณ์ Input device
       2. การประมวลผลข้อมูล (Process) : เครื่องเริ่มทำการประมวลผล โดยข้อมูลที่ User นำเข้า มาจะส่งไปเก็บในหน่วยความจำหลัก (Memory :RAM) จากนั้น Control Unit จะควบคุมการไหลของข้อมูลผ่านระบบ Bus system จาก RAM ไปยัง ALU เพื่อให้ทำงานตามคำสั่ง
       3. การแสดงผลข้อมูล (Output) หลังจาก CPU ประมวลผลเสร็จเรียบร้อย Control Unit จะ ควบคุมการไหลของข้อมูลผ่านBus system เพื่อส่งมอบ (Transfer) ข้อมูลจาก CPU ไปยังหน่วยความจำ จากนั้นส่งข้อมูลออกไปแสดงผลที่ Output device (หากคุณใช้ Card เพิ่มความเร็วในการแสดงผลของจอภาพ ก็จะส่งผลต่อความเร็วของระบบได้เช่นกัน) ผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลข้อมูล (Data) เรียกว่า ข่าวสารหรือสารสนเทศ (Information)
       4. การจัดเก็บข้อมูล (Storage) หน่วยจัดเก็บข้อมูล ซึ่งหมายถึงสื่อจัดเก็บสำรอง เช่น Harddisk Diskette หรือCD ทำงาน 2 ลักษณะ คือ
                1 ) การ Load ข้อมูลเพื่อนำไปประมวลผล ถ้าข้อมูลถูกจัดเก็บอยู่ใน Harddisk แล้ว คุณต้องการ Load ข้อมูลขึ้นมาแก้ไขหรือประมวลผล ข้อมูลที่ถูก Load และนำไปเก็บในหน่วยความจำ (Memory:RAM) จากนั้นส่งไปให้ CPU
                2 ) การเก็บข้อมูลเมื่อประมวลผลเสร็จ เมื่อ CPU ประมวลผลข้อมูลเสร็จ ข้อมูลนั้น จะถูกเก็บอยู่ในหน่วยความจำ (Memory:RAM) ซึ่ง RAM จะเก็บข้อมูลเพียงชั่วขณะที่เปิดเครื่อง (Power On) เมื่อไรที่คุณปิดเครื่อง โดยที่ยังไม่สั่งบันทึกข้อมูล (Save) ข้อมูลก็จะหาย (Loss) ดังนั้นหาก User ต้องการจัดเก็บข้อมูลเพื่อไว้ใช้งานในครั้งต่อไปจะต้องสั่งบันทึก โดยใช้คำสั่ง Save ไฟล์ข้อมูลก็จะถูกนำไปเก็บในสื่อจัดเก็บสำรอง ได้แก่ Diskette Harddisk CD หรือ Thumb Drive แล้วแต่ว่าคุณจะเลือก Save ไว้ในสื่อชนิดใด

Processor
                 Processor หรือ CPU (Central Processing Unit) หน่วยประมวลผลกลาง จัดเป็นศูนย์กลางของเครื่องในการประมวลผลข้อมูล เป็นชิป (Chip) ที่รวมชุดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อน ทำหน้าที่เปรียบเสมือนกับสมองของคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่ในการ “ควบคุม คำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic) เปรียบเทียบและประมวลผล” ซึ่งภายใน CPU แบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วนหลัก ได้แก่
่ 1. Control unit เป็นตัวควบคุมการเข้าถึงชุดคำสั่งของโปรแกรม ควบคุมการสื่อการระหว่าง Memory กับ ALU โดยจะส่งข้อมูลและชุดคำสั่งจากสื่อจัดเก็บสำรอง (Harddisk) ไปยังหน่วยความจำ (RAM)
2. Arithmetic/logic unit (ALU) ทำการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์และตรรกศาสตร์ แยกการ ทำงานออกเป็น 2 ส่วนได้แก่ ส่วนคำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic) และ ส่วนเปรียบเทียบตรรกศาสตร์ (Logic)

ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อความเร็วในการประมวลผล (Factors Affecting Processing Speed)
       1. หน่วยความจำภายใน CPU (Registers) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและชุดคำสั่งในขณะที่ CPU ทำการ ประมวลผล ดังนั้นขนาดความจุของ Registers จึงมีผลโดยตรงต่อการประมวลผลในแต่ละครั้ง Registers มีขนาดตั้งแต่ 32- 64 bit ซึ่งปัจจุบันอาจจะมากกว่านี้ ซึ่งนั่นหมายความว่าถ้า Registers ความจุมาก CPU ก็จะประมวลผลได้เร็วขึ้น
       2. หน่วยความจำหลัก (RAM) มีผลโดยตรงต่อความเร็วในการประมวลผลของระบบ ถ้าเครื่องของคุณ มี RAM มากก็จะสามารถเก็บข้อมูลและชุดคำสั่งได้มาก CPU จะเข้าถึงข้อมูลที่อยู่ใน RAM ได้เร็วกว่าที่อยู่ใน Disk ส่งผลให้เครื่องทำงานได้เร็ว ในขณะประมวลผลหากหน่วยความจำของเครื่องไม่พอที่จะ Load ข้อมูล (Not Enough Memory) CPU จะทำการสลับข้อมูลที่อยู่ใน RAM ไปไว้ที่ Disk เพื่อให้มีพื้นที่ ใน RAM เพียงพอที่จะ Load ข้อมูล ซึ่งเมื่อเกิดการสลับก็จะทำให้การทำงานนั้นช้า และส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
       3. ระบบสัญญาณนาฬิกา (System Clock) ถูกออกแบบมาสำหรับใช้กับ CPU โดยเฉพาะ ซึ่งสร้างมา จากสารผลึกแก้วโดยใช้การสั่นสะเทือนในการทำงาน เสียงดัง “ติ๊ก (tick)” คือ ช่วงเวลาที่ตัว transistor จะส่งสัญญาณ On และ Off เราจะเรียกช่วงของเสียงดัง ติ๊ก นี้ว่า “Clock cycles” และใช้หน่วยวัดเป็น Hertz (Hz) โดยจะวัด 1 รอบสัญญาณนาฬิกาต่อ 1 วินาที ถ้าคอมพิวเตอร์มี clock speed 300 MHz จะมีเสียงดังติ๊ก 300 ล้านครั้ง/วินาที การเดินของนาฬิกาจะเร็วมาก ในขณะที่นาฬิกาเดินนั้นก็จะมีการประมวลผลคำสั่งทุก ๆ วินาที
       4. เส้นทางในการขนส่งข้อมูล (BUS) ความกว้าง (BUS Width) และความเร็ว (Bus Speed) ของ Bus ส่งผลต่อปริมาณในการขนส่งข้อมูลในระบบ
       5. หน่วยความจำความเร็วสูง (Cache memory) จะเก็บข้อมูลและชุดคำสั่งปัจจุบัน ที่ CPU load อยู่ โดย CPU จะทำการค้นหาข้อมูลจาก Cache ก่อนที่จะไปค้นใน RAM และสามารถเข้าถึง (access) ข้อมูลใน Cache ได้เร็วกว่า RAM ถ้าเป็น Cache Level-2 (L2) จะวางอยู่นอก CPU สามารถถอดออกหรือเสียบเข้าได้ ดังนั้นคุณจึงสามารถซื้อเพิ่มได้ ถ้าในเครื่องมี Cache มากก็จะมีผลกระทบโดยตรงต่อความเร็วของระบบเครื่อง นั่นก็คือ เครื่องจะทำงานได้เร็วขึ้น

ระบบเลขฐานในคอมพิวเตอร์
์                 ข้อมูลที่ป้อนเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ จะถูกแปลงให้เป็นข้อความและตัวเลขเพื่อแสดงผลต่อผู้ใช้ แต่ในกระบวนการทำงานนั้นคอมพิวเตอร์จะใช้ระบบตัวเลขฐานสอง (binary number system) แต่มนุษย์เราจะใช้ระบบตัวเลขฐานสิบ (decimal system/ Denary) ซึ่งในระบบเลขฐานสองนั้นจะแทนด้วยตัวเลข 0 กับ 1
                 0 หมายถึง ไม่มีสัญญาณไฟฟ้าวิ่งเข้าสู่เครื่อง เช่นเดียวกับการปิดสวิตซ์ไฟฟ้า ( Off/False)
                 1 หมายถึง มีสัญญาณไฟฟ้าวิ่งเข้าสู่เครื่อง เช่นเดียวกับการเปิดสวิตซ์ไฟฟ้า (On/True)

โครงสร้างข้อมูล
                1. Bit คือ หน่วยที่เล็กที่สุดของข้อมูล มี 2 ค่าที่เป็นไปได้คือ 0 และ 1ไม่สามารถที่จะเป็นค่าว่างได้
                2. Byte คือ การรวมกันตั้งแต่ 8 bits ซึ่ง 8 bit เท่ากับ 1 byte (1 byte หมายถึง 1 ตัวอักษร)
                3. Field คือ การนำ Byte มารวมกันแล้วได้ความหมายเกิดเป็นข้อมูลในแนวตั้ง เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “Column”
                4. Record คือ การนำ Field หลาย Field มารวมกันแล้วได้ความหมายเกิดเป็นข้อมูลในแนวนอน เรียกอีกชื่อ หนึ่งว่า “Row”
                5. File คือการรวมกันของ Record แล้วเกิดเป็นแฟ้มข้อมูล เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “Table”