จากสวิตซ์ เปิดๆ ปิดๆ สู่เส้นทางแห่งคอมพิวเตอร์... เคยสงสัยกันไหมว่าพวกจักรกลสมองหลอดไฟพวกนี้มันทำงานกันได้อย่างไร วันนี้ผมขอนำเสนอบทความเกี่ยวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์ (Computer Architecture) อย่างง่ายๆ เพื่อให้เพื่อนๆพี่ๆน้องๆที่สนใจ ได้รับชมกัน ซึ่งสำหรับ ep นี้ ผมขอเล่าเรื่อง Bit ก่อนอันดับแรก มันคืออะไร? ไปลุยกันเลยยย!

Bit นั้นมาจากคำว่า Binary Digits หรือก็คือตัวเลขฐานสอง นั้นเอง (Binary, Base-2 numbers, เลขฐาน 2) ด้วยความที่เป็นตัวเลขฐานสองนั้น ทำให้ Bit สามารถมีค่าได้เพียงสองค่านั้นก็คือ 0 หรือ 1 เท่านั้น ไม่เหมือนกับ Denary (Decimal, Base-10 numbers, เลขฐานสิบ) ที่เราใช้ในชีวิตประจำวันที่สามารถมีค่าได้ 10 ตัว คือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 และ 9

แล้วมันเกี่ยวข้องอะไรกับคอมพิวเตอร์ล่ะ? คอมพิวเตอร์นั้นทำงานบนระบบ Digital ซึงไอ้ Digital เนี่ย มันก็คือรูปแบบการทำงานที่มีพื้นฐานมาจาก Binary นั้นเอง โดยการประมวลผล หรือ อ่านเขียนข้อมูล ด้วยตัวเลข 0 และ 1 เท่านั้น ซึ่งไอเดียนี่เนี่ยมันเกิดมาจากความต้องการบันทึกข้อมูลของคอมพิวเตอร์ โดยใช้อุปกรณ์ๆหนึ่งที่สามารถมีได้ 2 สถานะ (state) เป็นตัวเก็บข้อมูล โดยที่ "เปิด" มีค่าเท่ากับ "1" และ "ปิด" มีค่าเท่ากับ "0" แล้วไอ้เจ้าอุปกรณ์นี่เนี่ยเราก็เรียกรวมๆกันว่า สวิตซ์ (switch) เวลาเจ้าคอมพิวเตอร์มันจะเขียนข้อมูลเนี่ย มันก็จะทำการเปิดๆปิดๆ switch พวกนี้เนี่ยแหละ

แต่ถึงจะพวกนี้จะเป็นได้แค่ 0 หรือ 1 แต่อย่าดูถูกพวกมันนะเออออ...

พวกมันสามารถเก็บข้อมูลได้หลากหลายมากๆ นอกจากตัวเลข (Integer) แล้ว  มันก็สามารถเก็บตัวอักษร (Text) รูปภาพ (Image) หรือ เพลง (Audio) ได้ด้วยนะ เราจะไม่ขอลงลึกละกันเอาเป็นจะยกตัวอย่างง่ายๆให้ก่อนเช่น

ตัวเลข

คอมพิวเตอร์จะเก็บในรูปแบบของ Binary และเราสามารถหาจำนวนบิตที่จำนวนที่ต้องใช้เพื่อเก็บค่าที่ต้องการด้วยสมการ 2ⁿ - 1 โดยที่ผลลัพธ์จะต้องไม่น้อยกว่าค่าที่ต้องการ แล้ว n จะเท่ากับจำนวนบิตขั้นต่ำที่จำเป็นต้องใช้ตามตารางข้างต้น

เราสามารถใช้จำนวนบิตมากกว่าขั้นตำ่ที่ต้องการได้ แต่ก็จะสิ้นเปลืองหน่วยความจำเกินกว่าความจำเป็น ทางด้านการเขียนปรแกรมบางภาษา (programming language) ก็แบ่งชนิดข้อมูล (data type) ตัวเลขออกเป็นหลายชนิดเพื่อให้เหมาะสมกับขนาดของข้อมูล เช่น

จากตารางข้างต้นเราจะสังเกตูได้ว่า ทั้งประเภทข้อมูลทั้ง 3 ขนิดนั้น เป็นชนิดข้อมูลประเภทตัวเลขทั้งหมด แต่มีขนาดที่แตกต่างกันเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน

สมมุติว่า เราจะเขียนระบบสำหรับคิดเงินสำหรับร้านค้า ถ้าร้านนั้นเป็นร้านขายของชำทั่วไป (Grocery store) ราคาสินค้าไม่ได้สูงมากเราอาจจะเลือกใช้ตัวแปรประเภท short สำหรับเก็บราคาของสินค้าและคิดเงิน แต่ถ้าร้านเราขายดีจนขยัยขยายกลายเป็นห้าง (Mall) แล้วมูลค้าสินค้าภายในสูงขึ้น อาจจะมีของแบรนด์เนมมีราคา เราอาจจะต้องเลือกใช้ int แทน และสุดท้ายหากร้านของเราขยายไปใกลระดับโลกมีลูกค้ามากมายใช้บริการ เราก็ควรจะใช้ long แทน

โปรดติดตามตอนต่อไป...