องค์ประกอบและหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ทำงานตามชุดคำสั่งที่กำหนดไว้ เพื่อให้ทำตามขั้นตอนที่กำหนดไว้ และประมวลออกมาตามต้องการ คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มีความรวดเร็ว แม่นยำ และทำงานได้อย่างต่อเนื่อง
เครื่องคอมพิวเตอร์ในยุคก่อนๆ เป็นเครื่องขนาดใหญ่ มีราคาสูงมาก แต่ปัจจุบันมีขนาดเล็กลงและราคาไม่แพง ซึ่งคอมพิวเตอร์มีอยู่มากมายหลายประเภท ขึ้นอยู่กับขนาดของคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็น 4 ขนาดคือ
ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด สามารถจัดการ คำนวณ ทำงานได้รวดเร็วที่สุด ส่วนใหญ่นำไปใช้งานเฉพาะด้าน เช่น ด้านพยากรณ์อากาศ งานทางด้านวิศวกร และทางด้านวิทยาศาสตร์
เมนเฟรม (Mainframe computer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใหญ่รองลงมาจากซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ เมนเฟรมนิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมสำหรับบริษัท หรือองค์กรขนาดใหญ์ เมนเฟรมจะถูกนำไปใช้งานเป็นเครื่องศูนย์กลาง และกระจากการใช้งานให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆ
มินิคอมพิวเตอร์ (Minicomputer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดกลาง เหมาะสำหรับองค์กรขนาดเล็ก
ไมโครคอมพิวเตอร์ (Microcomputer) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กที่สุด ราคาถูกที่สุด สามารถหาซื้อมาใช้งานส่วนบุคคลได้ หรือเรียกอีกอย่างว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือเครื่องพีซี
ปัจจุบันไมโครคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลง น้ำหนักเบา พกพาหรือเคลื่อนย้ายได้สะดวก เหมาะสำหรับไปใช้งานได้ทุกสถานที่ ตลอดจนสามารถรองรับการทำงานแบบ Wi-Fi อีกด้วย
หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้เราทำงานได้สะดวก รวดเร็ว และแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งการทำงานคอมพิวเตอร์ที่ขั้นตอนสำคัญ 4 ขั้นตอน
รับข้อมูลและคำสั่ง (INPUT) คอมพิวเตอร์จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อมีการป้อนข้อมูลหรือคำสั่งผ่านหน่วยรับมูลต่างๆ เช่น แป้นพิมพ์ เมาส์ เป็นต้น
ประมวลผลข้อมูล (PROCESS) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการจะต้องอาศัยชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ใช้ในคำนวณ เปรียบเทียบ หรือโปรแกรมที่ใช้ในการคำนวณ เปรียบเทียบ หรือวิเคราะห์ โดยนำข้อมูลที่รับเข้ามาไปประมวลผลที่หน่วยประมวลผลกลาง
แสดงผลข้อมูล (OUTPUT) ผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลในรูปแบบอื่นๆผ่าน เครื่องปริ้น ลำโพง จอภาพ
จัดเก็บข้อมูล (STORAGE) นอกจากผลลัพธ์จากการประมวลผลแล้วยังสามารถเก็บไว้ได้อีกด้วย โดยเก็บไว้ในหน่วยเก็บข้อมูล
องค์ประกอบคอมพิวเตอร์ จากหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ในเเต่ละขั้นตอนจะมีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานสัมพันธ์กัน อย่างเป็นขั้นตอน
หน่วยรับข้อมูล (input unit) เป็นหน่วยเเรกของคอมพิวเตอร์ที่ใช่รับข้อมูลจากผู้ใช้ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามคำสั่งของผู้ใช้ต่อไป โดยหน่วยรับข้อมูลจะทำหน้าที่รับข้อมูลทุกรูปเเบบจากฮาร์ดเเวร์ต่างๆ มาเปลี่ยนให้เป็นรูปเเบบสัญญาณหรือช้อมูลดิจิตัล เเล้วจึงส่งไปยังหน่วยประมวลผลกลางเพื่อประมวลผล ปัจจุบันฮาร์ดเเวร์สำหรับข้อมูลเข้ามีหลากหลายประเภท ขึ้นอยู่กับการใช้งานของผู้ใช้ เช่น เเป้นพิมพ์ เมาส์ กล้องดิจิตัล สเเกนเนอร์ จอยสติ๊ก เว็บเเคม เครื่องอ่านรหัสไอซีอาร์
หน่วยประมวลผลกลาง (central processing unit : cpu) หรือ ซีพียู เปรียบเสมือนสมองหรือหัวใจของคอมพิวเตอร์ โดยประสิทธิภาพในการทำงานของคอมพิวเตอร์จะขึ้นอยู่กับหน่วยประมวลผลกลางเป็นหลัก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ควบคุมเเละดูเเลการทำงานทั้งหมดภายในระบบคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดเเวร์ที่สำคัญของหน่วยประมวลผลกลาง คือ ไมโครโพรเซสเซอร์ การทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง เเบ่งเป็น 2 หน่วย ได้เเก่ หน่วยควบคุม หน่วยคำนวณและตรรกะ
หน่วยควบคุม (control unit) ทำหน้าที่อ่านคำสั่งเเล้วตีความคำสั่งนั้นว่าเป็นคำสั่งใดเเละต้องใช้ข้อมูลจากที่ใด เพื่อควบคุมเเละประสานงานการทำงานของฮาร์ดเเวร์เเละหน่วยต่างๆ ภายในระบบคอมพิวเตอร์ หน่วยนี้ทำงานคล้ายกับสมองคน ซึ่งควบคุมอวัยวะต่างๆ ของร่างกายทำงานประสานกันได้
หน่วยคำนวณเเละตรรกะ (arithmetic) ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่งด้วยวิธีการทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คุณ หาร เป็นต้น เเละทางตรรกศาสตร์ โดยนำมาเปรียบเทียบค่าของข้อมูลซึ่งมีค่าเป็นจริงหรือค่าเป็นเท็จ เเล้วจึงเก็บผลลัพธ์ที่ได้ไว้ในหน่วยความจำต่อไป
หน่วยความจำหลัก (main memory unit) เป็นหน่วยเก็บข้อมูลที่มีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลสูง เเละจำเป็นต้องมีในเครื่องคอมพิวเตอร์ ถ้าไม่มี เครื่องคอมพิวเตอร์จพชะไม่สามารถทำงานได้ จึงเรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า หน่วยความจำหลัก หน้าที่ของหน่วยความจำหลักในระบบคอมพิวเตอร์ ได้เเก่ ใช้เป็นที่เก็บข้อมูลก่อนนำไปประมวลผล เก็บคำสั่งของโปรเเกรมขณะใช้งาน เเละเก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลก่อนนำไปแสดงผล หน่วยความจำหลักเเบ่งได้ 4 ประเภท
หน่วยความจำหลักเเบบอ่านได้อย่างเดียว หรือ รอม ( read only memory : rom ) หรือที่เรียกกันว่า "หน่วยความจำถาวร" ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่บริษัทผู้ผลิตไมโครคอมพิวเตอร์ได้บรรจุชิปหน่วยความจำเเบบติดตั้งถาวรหรือไบออส ไว้บนเเผนวงจรหลักเรียบร้อยเเล้ว โดยข้อมูลที่บรรจุในหน่วยความจำเเบบนี้จะยังคงอยู่เเม้จะปิดเครื่องไปเเล้ว
หน่วยความจำหลักเเบบเเก้ไขได้ หรือ เเรม ( random access memory : ram ) หรือที่เรียกกันว่า หน่วยความจำชั่วคราว เป็นหน่วยความจำที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูลเเละคำสั่ง มีหน้าที่จดจำคำสั่งที่เป็นโปรเเกรมเเละข้อมูล ที่จะทำการประมวลผลในขณะที่มีการเปิดเครื่องเเละมีไฟฟ้าอยู่เท่านั้น จึงต้องมีการจ่ายกระเเสไฟฟ้าให้กับตัวเเรมตลอดเวลา จึงจะสามารถเก็บข้อมูลได้ ถ้าไฟฟ้าดับหรือไม่มีกระเเสไฟฟ้าจ่ายให้กับตัวเเรม ข้อมูลต่างๆที่เก็บไว้บนตัวเเรมก็จะสูญหายทันที โดยหน่วยความจำนี้สามารถซื้อมาติดตั้งเพิ่มภายหลังได้
หน่วยความจำเเคช (cache memory) เป็นหน่วยความจำเเรมที่เพิ่มความเร็วในการอ่านเเละเขียนข้อมูลของหน่วยความจำประเภทดีเเรม โดยทำงานอยู่ตรงกลางระหว่างซีพียูเเละดีเเรม หน่วยความจำเเคชทำหน้าที่เก็บข้อมูลเเละคำสั่งที่มีการใช้งานบ่อย เมื่อมีการเรียกใช้คำสั่งดังกล่าว เมื่อมีการเรียกใช้คำสั่งดังกล่าว ซีพียูจึงไม่จำเป็นต้องเข้าถึงข้อมูลในเเรม เเต่สามารถเรียกข้อมูลจากหน่วยความจำเเคชซึ่งเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง ทำให้ลดเวลาในการอ่านเเละเขียนข้อมูลได้
หน่วยความจำวีดีโอเเรมหรือวีเเรม (video ram : vram) เป็นหน่วยความจำที่ใช้สำหรับการเเสดงผล ซึ่งติดตั้งมากับการ์ดเเสดงผลหรือการ์ดจอที่มีราคาเเพง คุณภาพดีเเละมีความเร็วในการทำงานสูง
หน่วยความจำสำรอง (secondary memory unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลตามคำสั่งของผู้ใช้ ซึ่งจะมีพื้นที่หรือความจุมากกว่าหน่วยความจำหลัก ลักษณะในการเก็บข้อมูลจะเป็นเเบบถาวร คือ ข้อมูลจะไม่สูญหายไปเมื่อไม่มีกระเเสไฟฟ้าหรือปิดคอมพิวเตอร์ จึงเหมาะสำหรับการเก็บข้อมูลที่มีจำนวนมากเเละต้องการนำกลับมาใช้อีกในภายหลัง อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยความจำสำรองมีหลายประเภท เช่น ฮาร์ดดิสก์ เเผ่นดิสก์เก็ตหรือเเผ่นฟล็อปปี้ดิสก์ เเผ่นซีดี เเผ่นดีวีดี เเฟลชไดรฟ์ เป็นต้น
หน่วยเเสดงผล (output unit) เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่เเสดงผลที่ได้จากการประมวลผลข้อมูลที่เตรียมไว้ในหน่วยความจำหลัก เพื่อส่งข้อมูลหรือสื่อสารกับผู้รับ โดยมีฮาร์ดเเวร์ทำหน้าที่เป็นส่วนเเสดงผลหรือส่งข้อมูลที่ได้จากการประมวลผลจากซีพียูมายังผู้รับ มีทั้งรูปเเบบภาพ เสียงเเละสิ่งพิมพ์ อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยเเสดงผลมีหลายประเภท เช่น จอภาพ ลำโพง เครื่องพิมพ์ เครื่องโพเจคเตอร์ เป็นต้น
ระบบทางขนส่งข้อมูลหรือบัส การติดต่อสื่อสารหรือรับส่งข้อมูลในคอมพิวเตอร์ จากหน่วยประมวลผลกลางไปยังอุปกรณ์อื่นๆ เช่น หน่วยความจำหลัก อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ เป็นต้น จะเป็นการทำงานที่เรียกว่า บัส (bus system) บัส มีลักษณะ เป็นสายทองเเดงที่วางตัวอยู่บนเเผนวงจรหลักของเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่เชื่อมโยงกับอุปกรณ์ต่างๆ ความกว้างของระบบบัสจะนับขนาดข้อมูลที่วิ่งอยู่โดยจะมีหน่วยเป็น บิต บัสมีความกว้างหลายขนาดขึ้นอยู่กับรุ่นของคอมพิวเตอร์ บัสยิ่งกว้างจะทำให้การส่งถ่ายข้อมูลทำได้ครั้งละมากๆ มีผลทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานรวดเร็วตามไปด้วย เนื่องจากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ในเมนบอร์ดต้องการความเร็วในการติดต่อเเตกต่างกัน ระบบบัสบนเเผงวงจรหลักจึงมีการออกเเบบเเตกต่างกัน ดังนี้
ระบบบัสเเบบ พีซีโอ ระบบบัสเเบบนี้ มีชิปเซ็ตเป็นตัวควบคุมโดยเฉพาะ ทำให้มีความเร็วในการติดต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ ได้สูงขึ้น เป็นบัสเเบบ 32 บิต จึงมีความเร็วในการรับ - ส่งข้อมูลเท่ากับ 133 เมกะไบต์ต่อวินาที ซึ่งระบบบัสชนิดนี้จะใช้เชื่อมต่อกับสล็อตเเบบ PCI ซึ่งเป็นช่องใส่อุปกรณ์ความเร็วสูงรองลงมาจากการ์ดเเสดงผล อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อระบบบัสเเบบ PCI ได้เเก่ การ์ดเสียง โมเด็มเเละการ์ดเเลน
ระบบบัสเเบบเอจีพี เป็นระบบบัสความเร็วสูง พัฒนาเพื่อนำมาใช้กับการ์ดเเสดงผลรุ่นใหม่ เพื่อรองรับงานสื่อประสม ซึ่งบัสชนิดนี้จะเชื่อมต่ออยู่กับสล็อต AGP สำหรับการ์ดเเสดงผลโดยเฉพาะ ตำเเหน่งของสล็อตอยู่ใกล้กับหน่วยประมวลผลกลางที่สุด
ระบบบัสเเบบพีซีไอเอกเพรส เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์ฮาร์ดเเวร์ที่มีความเร็วในการรับ - ส่งข้อมูลที่สูงขึ้น เเละระบบบัสเเบบ PCI เเละ APG ไม่สามารถตอบสนองต่อความต้องการได้อย่างเต็มที่
Created By
Sirichon Lertsapamphai
Appreciate

Credits:

Created with images by WerbeFabrik - "memory storage medium hard drive" • FirmBee - "office tax business"

Made with Adobe Slate

Make your words and images move.

Get Slate

Report Abuse

If you feel that this video content violates the Adobe Terms of Use, you may report this content by filling out this quick form.

To report a Copyright Violation, please follow Section 17 in the Terms of Use.