เทคโนโลยีสารสนเทศ บทที่ 3
- 2. คอมพิวเตอร์ (computer) เป็ นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และไอซี (Integrated Circuit : IC) ต่างๆ มากมาย ซึ่งสามารถจดจา ประมวลผลข้อมูล เปรียบเทียบ ตัดสินใจทางตรรกศาสตร์คานวณทางคณิตศาสตร์ สามารถใช้ช่วยในการ ออกแบบและสร้างงานกราฟิ กได้ อีกทั้งยังตอบสนองความต้องการด้านอื่นๆ ได้อย่าง หลากหลาย คอมพิวเตอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐาน 5 หน่วย ได้แก่ หน่วย รับเข้า (input unit) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยความจา (memory unit) หน่วยส่งออก (output unit) และหน่วยเก็บข้อมูล (storage unit) แต่ละหน่วยทาหน้าที่ประสานกัน อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
- 3. การทางานของคอมพิวเตอร์จะเริ่มจากผู้ใช้ป้ อนข้อมูลผ่านทางอุปกรณ์ ของหน่วยรับเข้า (input device) เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ ข้อมูลจะถูกเปลี่ยนให้เป็ น สัญญาณดิจิทัล ซึ่งประกอบด้วย 0 และ 1 แล้วส่งต่อไปยังหน่วยประมวลผลกลาง เพื่อ ประมวลผลตามคาสั่ง ในระหว่างการประมวลผล หากมีคาสั่งให้นาผลลัพธ์จากการ ประมวลผลไปจัดเก็บในหน่วยความจา ข้อมูลดังกล่าวจะถูกส่งไปยังแรม (Random Access Memory : Ram) ซึ่งทาหน้าที่เก็บข้อมูลจากการประมวลผลเป็ นการชั่วคราว ขณะเดียวกัน อาจมีคาสั่งให้นาผลลัพธ์จากการประมวลผลดังกล่าวไปแสดงผลผ่านทาง อุปกรณ์ของหน่วยส่งออก เช่น จอภาพ หรือเครื่องพิมพ์ นอกจากนี้เราสามารถบันทึก ข้อมูลที่อยู่ในแรมลงในอุปกรณ์ของหน่วยเก็บข้อมูล เช่น แผ่นบันทึก แผ่นซีดี เพื่อนา ข้อมูลดังกล่าวกลับมาใช้อีกในอนาคต โดยการอ่านข้อมูลที่บันทึกในสื่อดังกล่าวผ่าน ทางเครื่องขับหรือไดร์ฟ (drive) การส่งผ่านข้อมูลไปยังหน่วยต่างๆ ภายในระบบ คอมพิวเตอร์ผ่านทางระบบบัส (bus) อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html หลักการทางานของคอมพิวเตอร์
- 4. ซีพียู (Central Processing Unit : CPU) มีลักษณะเป็ นชิป (chip) ที่ ติดตั้งอยู่บนเมนบอร์ดภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งชิปดังกล่าวเป็ นสารกึ่งตัวนาขนาด เล็ก ภายในบรรจุวงจรอิเล็กรอนิกส์ต่างๆ ไว้มากมาย โดยวงจรจะประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กเป็ นจานวนมาก บางครั้งจึงเรียกชิปต่างๆ ว่า ไอ อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html ซีพียู และการประมวลผลข้อมูล ในอดีติซีพียูจะมีขนาดใหญ่ แต่ใน ปัจจุบันเมื่อนาสารกึ่งตัวนามาใช้ก็ทาให้ซีพียูถูก พัฒนาให้มีขนาดเล็กลง โดยรวมวงจรต่างๆ ไว้ใน ชิปเพียงตัวเดียวเรียกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ (microprocessor) ซึ่งกล่าวได้ว่าคอมพิวเตอร์ใน ปัจจุบันมีไมโครโพรเซสเซอร์เป็ นซีพียู ภายในไม โครโพรเซสเซอร์ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สาคัญ สองส่วนคือ หน่วยควบคุม และหน่วยคานวณตรรกะ หรือที่เรียกสั้นๆว่า เอแอลยู
- 5. การทางานของคอมพิวเตอร์จะต้องทาตามโปรแกรมที่กาหนดไว้ในหน่วยความจา โดย โปรแกรมเกิดจากการนาคาสั่งมาต่อเรียงกัน เมื่อคอมพิวเตอร์ทางาน หน่วยควบคุมทาการอ่านคาสั่ง ต่างๆ เข้ามาประมวลผลในซีพียู โดยวงรอบของการทาคาสั่งของซีพียูประกอบด้วยขั้นตอนการทางาน พื้นฐาน 4 ขั้นตอน ดังนี้ 1. ขั้นตอนการรับเข้าข้อมูล (fetch) เริ่มแรกหน่วยควบคุมรับรหัสคาสั่งและข้อมูลที่จะ ประมวลผลจากหน่วยความจา 2. ขั้นตอนการถอดรหัส (decode) เมื่อรหัสคาสั่งเข้ามาอยู่ในซีพียูแล้ว หน่วยควบคุม จะถอดรหัสคาสั่งแล้วส่งคาสั่งและข้อมูลไปยังหน่วยคานวณและตรรกะ 3. ขั้นตอนการทางาน (execute) หน่วยคานวณและตรรกะทาการคานวณโดยใช้ข้อมูล ที่ได้รับมาถอดรหัสคาสั่ง และทราบแล้วว่าต้องทาอะไร ซีพียูก็จะทาตามคาสั่งนั้น 4. ขั้นตอนการเก็บ (store) หลังจากทาคาสั่งก็จะเก็บผลลัพธ์ที่ได้ไว้ในหน่วยความจา ซีพียูยุคเก่า การทาคาสั่งแต่ละคาสั่งจะต้องทาวงรอบคาสั่งให้จบก่อน จากนั้นจึงทาวงรอบคาสั่งของคาสั่ง ต่อไป สาหรับซีพียูในยุคปัจจุบันได้มีการพัฒนาให้ทางานได้เร็วขึ้น โดยมีการแบ่งวงรอบคาสั่งนี้เป็ น วงรอบย่อยๆ อีก มีการนาเทคนิคการทางานแบบสายท่อ (pipeline) มาใช้ โดยขณะที่ทาวงรอบคาสั่งแรก อยู่ ก็มีการอ่านรหัสคาสั่งของคาสั่งถัดไปเข้ามาด้วย ซึ่งจะทาให้การทางานโดยรวมของซีพียูเร็วขึ้นมาก อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html วงรอบการทางานของคาสั่ง (machine cycle)
- 6. หน่วยควบคุม (control unit) เป็ นหน่วยที่ทาหน้าที่ประสานงาน และ ควบคุมการทางานของคอมพิวเตอร์ ควบคุมให้อุปกรณ์รับข้อมูล ส่งข้อมูลไปที่ หน่วยความจา ติดต่อกับอุปกรณ์แสดงผลเพื่อสั่งให้นาข้อมูลจากหน่วยความจาไปยัง อุปกรณ์แสดงผล โดยหน่วยควบคุมของคอมพิวเตอร์จะแปลความหมายของคาสั่งใน โปรแกรมของผุ้ใช้ และควบคุมให้อุปกรณ์ต่างๆ ทางานตามคาสั่งนั้นๆ หน่วยคานวณและตรรกะ หรือ เอแอลยู (Arithmetic-Logic Unit : ALU) เป็ นหน่วยที่ทาหน้าที่ในการคานวณต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ ได้แก่ การบวก ลบ คูณ หาร และเปรียบเทียบทางตรรกะ เพื่อทาการตัดสินใจ เช่น การเปรียบเทียบข้อมูล การเปรียบเทียบว่าจริงหรือเท็จ การทางานของเอแอลยู จะรับข้อมูลจากหน่วยความจามาไว้ในที่เก็บ ชั่วคราวของเอแอลยูที่เรียกว่า เรจิสเตอร์ (register) เพื่อทาการคานวณแล้วส่งผลลัพธ์ กลับไปยังหน่วยความจา อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html วงรอบการทางานของคาสั่ง (machine cycle)
- 7. หน่วยความจา (memory unit) เป็ นส่วนประกอบที่สาคัญบนเมนบอร์ด ที่ทางานร่วมกับซีพียูโดยตรง หน่วยความจาแบ่งออกเป็ น 2 ชนิด คือ หน่วยความจาแบบไม่สามารถลบเลือนได้ (nonvolatile memory) เป็ น หน่วยความจาที่สามารถเก็บข้อมุลได้ แม้ว่าไม่มีกระแสไฟฟ้ าหล่อเลี้ยง ตัวอย่างของ หน่วยความจาชนิดนี้ เชี่น รอม และหน่วยความจาแบบแฟรซ รอม (Read Only Memory : ROM) เป็ นหน่วยความจาแบบอ่านได้ อย่างเดียวไม่สามารถลบและเขียนข้อมูลใหม่ได้ หน่วยความจาแบบแฟรซ (flash memory) เป็ นหน่วยความจาที่ สามารถลบและเขียนข้อมูลใหม่ได้ ในเครื่องคอมพิวเตอร์มีการใช้รอมในการเก็บไบออส (Basic Input Output System : BIOS) ไบออสทาหน้าที่เก็บข้อมูล โปรแกรมและคาสั่งพื้นฐานที่สาคัญในการเริ่มต้น กระบวนการบูต (boot) ของเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ในปัจจุบันได้เปลี่ยนมาใช้ หน่วยความจาแบบแฟรซในการเก็บไบออสแทน อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html หน่วยความจา และการจัดเก็บข้อมูล
- 8. หน่วยความจาแบบลบเลือนได้ (volatile memory) เป็ นหน่วยความจาที่ ต้องใช้กระแสไฟฟ้ าหล่อเลี้ยงเพื่อเก็บข้อมูล หากเกิดไฟฟ้ าดับ ข้อมูลและโปรแกรม คาสั่งจะสูญหายไป หน่วยความจาชนิดนี้ เช่น แรม (Random Access Memory : RAM) สามารถแบ่งออกเป็ น 2 ประเภท คือ สแตติกแรม หรือเอสแรม (Static RAM : SRAM) มักพบในตัวซีพียูทา หน้าที่เป็ นหน่วยความจาภายในซีพียูที่เรียกว่าหน่วยความจาแคช ซึ่งจะมีความเร็วสูง กว่าไดนามิกแรม ไดนามิกแรม หรือ ดีแรม (Dynamic RAM : DRAM) เป็ น หน่วยความจาที่ใช้ในการจดจาข้อมูลและโปรแกรมต่างๆ ที่อยู่ระหว่างการประมวลผล ของคอมพิวเตอร์ เป็ นหน่วยความจาที่มีอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือพีซี มากที่สุด เนื่องจากราคาไม่แพงและมีความจุสูง อ้างอิง http://flukeloveskb.blogspot.com/2012/09/3.html หน่วยความจา และการจัดเก็บข้อมูล