Belllazy's Blog











{กรกฎาคม 2, 2010}   บทที่2 หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

บทที่2 หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

องค์ประกอบและหลัการทำงานของคอมพิวเตอร์

1.หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

                คอมพิวเตอร์   ( Computer)  เป็นอุปกรณ์ที่มีการทำงานในเรื่องการคำนวณ  การประมวลผลข้อมูล  การเปรียบเทียบ  และการตัดสินใจในการสร้างสรรค์งาน
                การทำงานของคอมพิวเตอร์เริ่มจาการป้อนข้อมูลผ่านหน่วยรับ  ข้อมูลพวกนี้ก็จะถูกแปลงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าในแบบของตัวเลขฐานสอง  ได้แก่เลขศูนย์และเลขหนึ่งนำมาเชื่อมต่อกัน   จะใช้สร้างรหัสแทนจำนวนอักขระหรือสัญลักษณ์ภาษาไทยและอังกฤษเป็นคำสั่งที่ใช้ในการติดต่อและการทำงานได้ตามต้องการ
                จากนั้นคำสั่งดังกล่าวจะถูกส่งไปยังหน่วยประมวลผลกลางเพื่อประมวลผลตามคำสั่ง   ผลลัพธ์ดังกล่าวจะถูกส่งไปยังหน่วยความจำหลักประเภทแรม    โดยการส่งผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลข้อมูลไปยังหน่วยต่างๆ ภายในคอมพิวเตอร์จะผ่านทางระบบบัส

2. องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
          2.1หน่วยรับข้อมูล
     หน่วยรับข้อมูลเป็นส่วนที่ทำหน้าที่นำข้อมูลจากภายนอกเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์   เป็นตัวกาเชื่อมโยงจากมนุษย์สู่เครื่องคอมพิวเตอร์   เครื่องมือหรือหน่วยรับข้อมูลนี้  มีหน้าที่แปลงข้อมูลให้อยู่ในสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่คอมพิวเตอร์เข้าใจเพื่อประมวลผล   เครื่องมือนี้เรียกว่าอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล  (Input  Device)  เช่น  แป้นพิมพ์  (Key board)  และเมาส์   (Mouse)  ส่งข้อมูลระบบโดยตรง  เช่น อุปกรณ์  OCR สแกนเนอร์   (Scanner)  เป็นต้น
          
         2.2ซีพียูหรือหน่วยรับข้อมูลกลาง  (Central  Processing  Unit)
      ทำหน้าที่ควบคุมและประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์มีลักษณะเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กมาก   ภายในประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ประกอบกันเป็นวงจรหลายล้านตัว
1.ซีพียูหรือหน่วยประมวลผลกลางประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก  2 ส่วน
                1.1Control   Unit   หรือ  ส่วนควบคุม
                        มีหน้าที่สร้างสัญญาณและส่งสัญญาณไปควบคุมการทำงานของส่วนประกอบต่างๆ ในระบบคอมพิวเตอร์  แต่ไม่ได้มีหน้าที่ประมวลผลข้อมูล  สัญญาณควบคุมจำนวนมาก  สามารถเดินทางไปยังส่วนต่างๆของระบบคอมพิวเตอร์ได้ด้วยตัวส่งสัญญาณที่เรียกว่า  บัส  (Bus)
               1.2 Aritmeticand   Logic  Unit  : ALU   หรือส่วนคำนวณและเปรียบเทียบข้อมูล
                        ทำหน้าที่คำนวณและเปรียบเทียบข้อมูล   โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร์  และตรรกศาตร์ตามลำดับ
          2.3หน่วยส่งออกข้อมูล
2.ความเร็วของซีพียู
       คือค่าความถี่ของสัญญาณนาฬิกา  ซึ่งเป็นตัวกำหนดความเร็วในการทำงานของซีพียู  ความถี่ของสัญญาณนาฬิกามีหน่วยเป็นเฮิรตซ์  (Hertz)  สัญญาณนาฬิกาที่เกี่ยวข้องกับซีพียูมี 2  ส่วนหลักๆ  คือ
– สัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู  เป็นสัญญาณที่ให้จังหวะในการทำงาน
– สัญญาณนาฬิกาภายนอกซีพียูเป็นสัญญาณที่ให้จังหวะในการทำงานแก่  บัส  ที่ซีพียูใช้รับส่งข้อมูล
3.หน่วยความจำแคช   (Cache  Memory)
                คือความจำเร็วสูง  ทำหน้าที่เก็บข้อมูลของคำสั่งต่างๆ  ที่ซีพียูเรียกใช้งานบ่อยๆ
4.บรรจุภัณฑ์และฐานรองซีพียู   แบ่งเป็น 4 แบบ
                – แบบตลับ
                – แบบ BGA
                – แบบ  PGA
                – แบบ  LGA
5.อุปกรณ์ช่วยระบายความร้อนให้ซีพียู
                ขณะที่ซีพียูทำงานจะเกิดความร้อนค่อนข้างมาก   จึงต้องมีอุปกรณ์ คือ  พัดลมและฮีตซิงค์เพื่อช่วยระบายความร้อน
6.สารเชื่อมความร้อน  (Thermal  Grease)
                ทำหน้าที่ช่วยในการถ่ายเทหรือนำพาความร้อนจากซีพียูไปสู่  ฮีตซิงค์ ได้ดียิ่งขึ้น
           2.4หน่วยความจำหลัก   (Main    Memory)
                มีหน้าที่เก็บข้อมูลต่าง ๆ ที่ป้อนเข้ามาเพื่อให้หน่วยประมวลผลนำไปใช้  และเก็บข้อมูลที่เกี่ยวกับคุณสมบัติระบบการทำงานของคอมพิวเตอร์ด้วย
                       แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ดังนี้
                1.หน่วยความจำแบบถาวร  (Read Only Memory: ROM)  คือหน่วยความจำที่ทำหน้าที่นำข้อมูลออกมาใช้เพียงอย่างเดียว   โดยมีการบันทึกไว้ล่วงหน้า  แม้จะปิดเครื่องข้อมูลก็ไม่มีหาย
                2.หน่วยความจำชั่วคราว  (Random Access  Memory :RAM) คือ หน่วยความจำที่สามารถบันทึกข้อมูลหรืออ่านข้อมูล  ณ เวลาใดๆ ได้ตามต้องการ
            2.5หน่วยความจำสำรอง
               1.หน่วยความจำสำรองที่เข้าถึงข้อมูลได้โดยลำดับ    เป็นหน่วยความจำสำรองที่ต้องมีการจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูลโดยเรียงลำดับ   การสืบค้นหรือเข้าถึงข้อมูลจึงล่าช้า   เพราะต้องเป็นไปตามลำดับขั้นตอนก่อนหลังการบันทึก     ซึ่งหน่วยความจำสำรองประเภทนี้  
ได้แก่   เทปแม่เหล็ก
               2.หน่วยความจำสำรองที่เข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง     เป็นหน่วยความจำสำรองที่สามารถจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูลที่ต้องการได้โดยตรง   ไม่ต้องอ่านเรียงลำดับ  เหมาะกับการใช้งานที่ต้องอาศัยการประมวลผลแบบโต้ตอบ   ต้องการข้อมูลที่รวกเร็ว  ได้แก่  จานแม่เหล็ก   ซีดีรอม ฯลฯ

 

  คุณลักษณะและอุปกรณ์ต่อพ่วง

คุณลักษณะของคอมพิวเตอร์
      คอมพิวเตอร์แบ่งเป็น  5 ประเภท ได้แก่
                1.ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer) เป็นคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถสูงที่สุดในกลุ่มมีขนาดใหญ่ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer) สามารถประมวลผลข้อมูลในปริมาณมากรวมถึงการประมวลผลงานที่มีรูปแบบอันซับซ้อน มีความรวดเร็วในการคำนวณได้มากกว่าหนึ่งล้านล้านต่อวินาที ( 1 Trillion calculations per second ) ภายในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สามารถรองรับโปรเซสเซอร์ได้มากกว่า 100 ตัว หน่ายวัดความเร็วของคอมพิวเตอร์นี้คือ หน่วยกิกะฟลอบ (Gigaflop)     ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหมาะกับงานคำนวณที่ต้องมีการคำนวณตัวเลขจำนวนหลายล้านตัวภายในเวลาอันรวดเร็ว เช่น งานพยากรณ์อากาศ 
                2.เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (mainframe computer)เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มีสมรรถภาพที่ต่ำกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์มาก แต่ยังมีความเร็วสูง และมีประสิทธิภาพสูงกว่ามินิคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์สามารถให้บริการผู้ใช้จำนวนหลายร้อยคนพร้อม ๆ กัน ฉะนั้น จึงสามารถใช้โปรแกรมจำนวนนับร้อยแบบในเวลาเดียวกันได้ โดยเฉพาะถ้าต่อเครื่องเข้าเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ผู้ใช้สามารถใช้ได้จากทั่วโลก ปัจจุบัน องค์กรใหญ่ๆ เช่น ธนาคาร จะใช้คอมพิวเตอร์ประเภทนี้ในการทำบัญชีลูกค้า หรือการให้บริการจากเครื่องฝากและถอนเงินแบบอัตโนมัติ (automatic teller machine) เนื่องจากเครื่องเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้ถูกใช้งานมากในการบริการผู้ใช้พร้อม ๆ กัน เมนเฟรมคอมพิวเตอร์จึงต้องมีหน่วยความจำที่ใหญ่มาก
                3.มินิคอมพิวเตอร์ (minicomputer)มินิคอมพิวเตอร์ คือ เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ๆ ซึ่งสามารถบริการผู้ใช้งานได้หลายคนพร้อม ๆ กัน แต่จะไม่มีสมรรถภาพเพียงพอที่จะบริการผู้ใช้ในจำนวนที่เทียบเท่าเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ได้ จึงทำให้มินิคอมพิวเตอร์เหมาะสำหรับองค์กรขนาดกลาง หรือสำหรับแผนกหนึ่งหรือสาขาหนึ่งขององค์กรขนาดใหญ่เท่านั้น
               4.ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer) หรือ พีซี (personal computer หรือ PC )ไมโครคอมพิวเตอร์ คือ คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กแบบขนาดตั้งโต๊ะ (desktop computer) หรือขนาดเล็กกว่านั้น อาทิเช่น ขนาดสมุดบันทึก (notebook computer) และขนาดฝ่ามือ (palmtop computer) ไมโครคอมพิวเตอร์ได้เริ่มมีขึ้นในปีพ.ศ. 2518 ถึงแม้ว่าในระยะหลัง เครื่องชนิดนี้จะมีประสิทธิภาพที่สูง แต่เนื่องจากมีราคาไม่แพงและมีขนาดกระทัดรัด ไมโครคอมพิวเตอร์จึงยังเหมาะสำหรับใช้ส่วนตัว ไมโครคอมพิวเตอร์ได้ถูกออกแบบสำหรับใช้ที่บ้าน โรงเรียน และสำนักงานสำหรับที่บ้าน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการทำงบประมาณรายรับรายจ่ายของครอบครัวช่วยทำการบ้านของลูกๆ การค้นคว้าข้อมูลและข่าวสาร การสื่อสารแบบอิเล็กทรอนิกส์ (electronic mail หรือ E - mail) หรือโทรศัพท์ทางอินเทอร์เน็ต (internet phone) ในการติดต่อทั้งในและนอกประเทศ หรือแม้กระทั่งทางบันเทิง เช่น การเล่นเกมบนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ สำหรับที่โรงเรียน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการช่วยสอนนักเรียนในการค้นคว้าข้อมูลจากทั่วโลกสำหรับที่สำนักงาน เราสามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ในการช่วยพิมพ์จดหมายและข้อมูลอื่นๆ เก็บและค้นข้อมูล วิเคราะห์และทำนายยอดซื้อขายล่วงหน้า
               5.คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก (handheld computer)เป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่สามารถจัดการกับข้อมูลประจำวันได้    สร้างปฏิทิน  เล่นเกม  ชมภาพยนตร์  ฟังเพลง   รับส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ได้  คอมพิวเตอร์ขนาดพกพาที่ได้รับความนิยม เช่น  ไอโฟน  บีบี ปาล์มท็อป  เป็นต้น
อุปกรณ์ต่อพ่วง
       หมายถึง   อุปกรณ์ต่าง ๆ   ที่สามารถต่อเข้ากับอุปกรณ์ของหน่วยประมวลผลกลาง และประกอบเข้ากับระบบคอมพิวเตอร์เพื่อการใช้งาน   ซึ่งอุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละชนิดมีคุณลักษณะที่สำคัญ  ดังนี้
            1. แป้นพิมพ์อักขระ (keyboard) ใช้สำหรับรับข้อมูลที่เป็นตัวอักขระ แล้วทำการเปลี่ยนเป็นรหัส 7 หรือ 8 บิต จากนั้นจึงส่งให้คอมพิวเตอร์ประมวลผล หรือใช้ควบคุมฟังก์ชันการทำงานบางอย่างของคอมพิวเตอร์ และเพื่อให้การป้อนข้อมูลที่เป็นอักขระและตัวเลขทำได้ง่ายและสะดวกขึ้น คีย์บอร์ดจึงแยกแผงที่เป็นแป้นอักขระกับแป้นตัวเลขแยกไว้ต่างหาก
            2.เมาส์(mouse) อุปกรณ์รับข้อมูลที่นิยมรองจากคีย์บอร์ด ได้แก่ อุปกรณ์ชี้ตำแหน่ง ที่เรียกว่า เมาส์ (Mouse) หรือ "หนูอิเล็กทรอนิกส์" เนื่องจากเป็น อุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้ายหนู มีสายต่ออยู่ที่ปลายลักษณะเดียวกับหางหนู เมาส์จะช่วยในการบ่งชี้ตำแหน่งว่าขณะนี้กำลังอยู่ ณ จุดใดบนจอภาพ เรียกว่า "ตัวชี้ตำแหน่ง (Pointer)" ซึ่งอาศัยการเลื่อนเมาส์ แทนการกดปุ่มบังคับทิศทางบนคีย์บอร์ด
             3.อุปกรณ์ชี้ตำแหน่งสำหรับคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค    เป็นอุปกรณ์รับเข้าที่ออกแบบให้สามารถติดอยู่กับเครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คได้เลย   เพื่อสะดวกแก่การพกพา
                 3.1ลูกกลมควบคุม  (trackball)เป็นอุปกรณ์ใช้ชี้ตำแหน่งคล้ายเมาส์  ต่างกันที่ลูกบอลของ  Trackball  จะอยู่ด้านบน  แต่ลูกบอลของเมาส์จะอยู่ด้านล่าง  เมื่อจะใช้  trackball  ผู้ใช้จะหมุนลูกบอลไปในทิศทางที่ต้องการ  แต่ถ้าใช้เมาส์ผู้ใช้จะต้องเคลื่อนที่ทั้งตัวเมาส์  โดยทั่วไปลูกบอลของ  trackball  จะมีขนาดใหญ่กว่าลูกบอลของเมาส์เพื่อความสะดวกในการควบคุมด้วยนิ้วมือและฝ่ามือ  trackball  ไม่จำเป็นต้องใช้พื้นราบว่างในการเคลื่อนที่เหมือนเมาส์  และส่วนใหญ่จะถูกออกแบบให้ใช้งานกับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพา
                 3.2แท่งชี้ควบคุม  (trackpoint) แท่งชี้ควบคุมหรือ  trackpoint  เป็นอุปกรณ์ชี้ตำแหน่งที่มีขนาดเล็กคล้ายกับแท่งยางลบดินสอ  และนิยมใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพา  เพราะใช้พื้นที่น้อย  ข้อดีของแท่งชี้ควบคุมอีกประการหนึ่งคือ  ไม่ต้องทำความสะอาดบ่อยเหมือนกับเมาส์
                 3.3แผ่นสัมผัส  (touchpad)แผ่นสัมผัส  (touchpad)  บางครั้งเรียก  trachpad  เป็นแผ่นสี่เหลี่ยมใช้การเคลื่อนไหวของนิ้วมือเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของตัวชี้ตำแหน่ง  แผ่นสัมผัสนิยมใช้เครื่องคอมพิวเตอร์แบบพกพา  เช่นเดียวกับ  trackball  และ  trackpoint  
              4.ก้านควบคุม (Joystick)คือ  อุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นคันโยก  มีปุ่มบังคับที่ด้ามคันโยก เพื่อควบคุมตำแหน่งบนจอภาพได้ทุกตำแหน่งและทุกทิศทาง  มักใช้ควบคุมโปรแกรมประเภทเกมส์ที่เป็นภาพเคลื่อนไหว  วีดีโอเกมส์  หรือโปรแกรมประเภทการออกแบบ  ทำให้ผู้ใช้สามารถควบคุมและใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้ง่ายและสะดวก
              5.จอภาพสัมผัส  (Touch  Screen)คือจอภาพ (Screen)  ที่สามารถรับข้อมูลโดยการใช้นิ้วมือสัมผัสหรือแตะลงบนจอภาพตำแหน่งต่าง ๆ เพื่อเลือกหรือควบคุมการทำงานของโปรแกรมได้  เนื่องจากที่จอภาพแบบสัมผัสจะสร้างให้มีอุปกรณ์ลักษณะพิเศษ (Sensors) รับรู้การสัมผัส ณ ตำแหน่งต่าง ๆ บนจอภาพได้ ทำให้การใช้งานโปรแกรมควบคุมได้โดยตรงจากการสัมผัสที่จอภาพ  
              6.อุปกรณ์รับเข้าแบบกวาดตรวจ   ที่นิยมใช้มีอยู่   3  ชนิด
  -   เครื่องอ่านรหัสแท่ง
  -   เครื่องกวาดตรวจหรือสแกนเนอร์
  -   กล้องดิจิทัล
              7.เว็บแคม (webcam ย่อมาจาก Web Camera)  คือ กล้องวีดีโอที่ถ่ายทอดภาพนิ่งหรือภาพวิดีโอผ่านระบบเครือข่าย เว็บไซต์ โปรแกรม ถือเป็นอุปกรณ์นำข้อมูล  ที่สามารถจับภาพเคลื่อนไหวให้ไปปรากฏในจอภาพ และสามารถส่งภาพเคลื่อนไหวหรือภาพนิ่งนี้ไปให้คนอีกฟากหนึ่งเห็นตัวเราเคลื่อนไหวได้เหมือนอยู่ต่อหน้า  ปัจจุบันมีทั้งแบบที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านสายยูเอสบี และเชื่อมต่อแบบไร้สาย  
              8.จอภาพ   แบ่งออกเป็น  2  ประเภท
    -  ซีอาร์ที (Cathode ray tube : CRT)
    -  แอลซีดี  (Liquid Crystal Display :LCD)
              9.ลำโพง เป็นอุปกรณ์ที่แสดงผลเป็นข้อมูลเสียงโดยต้องงานคู่กับการ์ดเสียงซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งอยู่บนแผงวงจรหลักในเครื่องคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิทัลให้เป็นอะนาลอกแล้ส่งไปยังลำโพง
              10.หูฟัง เป็นอุปกรณ์ส่งออกที่ใช้สำหรับฟังเพลงและฟังเสียงจากคอมพิวเตอร์โดยทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นเสียงให้เราได้ยิน
              11.เครื่องพิมพ์ เป็นอุปกรณ์ส่งออกที่แสดงผลงานบนกระดาษเครื่องพิมพ์ที่ใช้ในปัจจุบัน
        11.1 เครื่องพิมพ์แบบจุด
        11.2เครื่องพิมพ์เลเซอร์
        11.3 เครื่องพิมพ์แบบหมึกฉีด
        11.4 พล็อตเตอร์ เป็นเครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่ที่ใช้ความเที่ยงตรงมีความละเอียดที่ถูกต้องสูง สามารถพิมพ์ลงบนกระดาษที่มีขนาดใหญ่ได้
               12. โมเด็ม เป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณคอมพิวเตอร์ติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์อื่นๆได้
About these ads


ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

et cetera
ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: