องค์ประกอบและหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

ความหมายของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานตามคำสั่งที่มนุษย์เขียนขึ้น เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำตามขั้นตอนที่กำหนดไว้และประมวลผลออกมาตามต้องการ เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานรวดเร็ว มีความแม่นยำในการทำงาน และทำงานได้ต่อเนื่อง
ประเภทของคอมพิวเตอร์
ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer)หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลที่มีความสามารถในการประมวลผลสูงที่สุด โดยทั่วไปสร้างขึ้นเป็นการเฉพาะเพื่องานด้านวิทยาศาสตร์ที่ต้องการการประมวลผลซับซ้อน และต้องการความเร็วสูง เช่น งานวิจัยขีปนาวุธ งานโครงการอวกาศสหรัฐ (NASA) งานสื่อสารดาวเทียม หรืองานพยากรณ์อากาศ
เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer)หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลที่มีส่วนความจำและความเร็วน้อยลง สามารถใช้ข้อมูลและคำสั่งของเครื่องรุ่นอื่นในตระกูล (Family) เดียวกันได้ โดยไม่ต้องดัดแปลงแก้ไขใดๆ นอกจากนั้นยังสามารถทำงานในระบบเครือข่าย (Network) ได้เป็นอย่างดี โดยสามารถเชื่อมต่อไปยังอุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่องปลายทาง (Terminal) จำนวนมากได้ สามารถทำงานได้พร้อมกันหลายงาน (Multi Tasking) และใช้งานได้พร้อมกันหลายคน (Multi User) ปกติเครื่องชนิดนี้นิยมใช้ในธุรกิจขนาดใหญ่ มีราคาตั้งแต่สิบล้านบาทไปจนถึงหลายร้อยล้านบาท ตัวอย่างของเครื่องเมนเฟรมที่ใช้กันแพร่หลายก็คือ คอมพิวเตอร์ของธนาคารที่เชื่อมต่อไปยังตู้ ATM และสาขาของธนาคารทั่วประเทศนั่นเอง
มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer)ธุรกิจและหน่วยงานที่มีขนาดเล็กไม่จำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ขนาดเมนเฟรมซึ่งมีราคาแพง ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์จึงพัฒนาคอมพิวเตอร์ให้มีขนาดเล็กและมีราคาถูกลง เรียกว่า เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ โดยมีลักษณะพิเศษในการทำงานร่วมกับอุปกรณ์ประกอบรอบข้างที่มีความเร็วสูงได้ มีการใช้แผ่นจานแม่เหล็กความจุสูงชนิดแข็ง (Harddisk) ในการเก็บรักษาข้อมูล สามารถอ่านเขียนข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว หน่วยงานและบริษัทที่ใช้คอมพิวเตอร์ขนาดนี้ ได้แก่ กรม กอง มหาวิทยาลัย ห้างสรรพสินค้า โรงแรม โรงพยาบาล และโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ
ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer)หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลขนาดเล็ก มีส่วนของหน่วยความจำและความเร็วในการประมวลผลน้อยที่สุด สามารถใช้งานได้ด้วยคนเดียว จึงมักถูกเรียกว่า คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer : PC)
หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์
ขั้นตอนที่ 1 รับข้อมูล คอมพิวเตอร์จะรับข้อมูลและคำสั่งผ่านอุปกรณ์นำเข้าข้อมูลและคำสั่ง คือ คีย์บอร์ด เมาส์ และสแกนเนอร์ขั้นตอนที่ 2 ประมวลผลข้อมูล หรือ CPU (Central Processing Unit) ใช้คำนวณและประมวณผลคำสั่งต่างๆ ตามโปรแกรมที่กำหนด
ขั้นตอนที่ 3 จัดเก็บข้อมูล คอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมูลลงในอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูล เพื่อให้สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ในอนาคต เช่น ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผ่นซีดี และอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดพอร์ตยูเอสบีไดร์ขั้นตอนที่ 4 แสดงผลข้อมูล เมื่อทำการประมวลผลแล้ว คอมพิวเตอร์จะแสดงผลลัพธ์ผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แสดงข้อมูล เช่น หากเป็นรูปภาพกราฟิกก็จะแสดงผลทางจอภาพ ถ้าเป็นงานเอกสารก็จะแสดงผลทางเครื่องพิมพ์ หรือหากเป็นในรูปแบบของเสียงก็จะแสดงผลออกทางลำโพง
องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์
จากหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ในแต่ละขั้นตอนจะมีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานสัมพันธ์กันอย่างเป็นขั้นตอน สรุปได้ดังนี้
1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) เป็นหน่วยแรกของคอมพิวเตอร์ที่ใช้รับข้อมูลจากผู้ใช้ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามคำสั่งของผู้ใช้ต่อไป โดยหน่วยรับข้อมูลจะทำหน้าที่รับข้อมูลทุกรูปแบบจากฮาร์ดแวร์ต่างๆมาเปลี่ยนเป็นรูปแบบสัญญาณหรือข้อมูลดิจิทัล แล้วส่งต่อไปยังหน่วยประมวลผลกลางเพื่อประมวลผล
2. หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) เปรียบเสมือนสมองและหัวใจของคอมพิวเตอร์ โดยประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับหน่วยประมวลผลกลางเป็นหลัก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ควบคุมและดูแลการทำงานทั้งหมดภายในระบบคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดแวร์ที่สำคัญ 3. หน่วยความจำหลัก ถ้าไม่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ทำงานไม่ได้
4. หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลตามคำสั่งผู้ใช้ ซึ่งจะมีพื้นที่จุมากกว่าหน่วยความจำหลัก การเก็บข้อมูลจะเป็นแบบถาวร คือ ข้อมูลไม่สูญหายเมื่อปิดคอมพิวเตอร์ จึงเหมาะสำหรับเก็บข้อมูลจำนวนมากและนำกลับมาใช้ได้อีก
5. หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทำหน้าที่แสดงผลที่ได้จากการประมวลผลข้อมูลที่เตรียมไว้ในหน่วยความจำหลัก เพื่อส่งข้อมูลหรือสื่อสารกับผู้รับ โดยมีฮาร์ดแวร์ทำหน้าที่เป็นส่วนแสดงผลหรือส่งข้อมูลที่ได้จากการประมวลผลจากซีพียูมายังผู้รับ มีทั้งรูปแบบภาพ เสียงและสิ่งพิมพ์ เช่น จอภาพ ลำโพง เครื่องพิมพ์ เครื่องโพรเจคเตอร์ เป็นต้น
ระบบทางขนส่งข้อมูลหรือบัส
BUS มีหน้าที่ในการขนส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ ซึ่งก็คือสัญญาณไฟฟ้าในระบบคอมพิวเตอร์ มีการทำงานที่สลับซับซ้อนพอสมควรจึงมักเรียกว่า "ระบบบัส" หรือ "BUS SYSTEM" จะนับขนาดข้อมูลที่วิ่งอยู่โดยจะมีหน่วยเป็นบิต ( bit ) บนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ บัสจะมีความกว้างหลายขนาดขึ้นอยู่กับรุ่นของคอมพิวเตอร์ เนื่องจากอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ในเมนบอร์ดต้องการความเร็วในการติดต่อแตกต่างกัน ระบบบัสบนแผงวงจรหลักจึงแบ่งออกเป็นหลายชุด ดังนี้
1.ระบบบัสแบบพีซีไอ (Peripheral Component Interconnect) 2.ระบบบัสแบบเอจีพี (Accelerated Graphic Port : AGP) 3.ระบบเเบบพีซีไอเอกเพรส (Peripheral Component Interconnect Express:PCI Express)
การทำงานของระบบบัสพื้นฐาน
ในระบบคอมพิวเตอร์ การส่งถ่ายหรืออ่านข้อมูลส่วนมากจะเป็นระหว่างโปรเซสเซอร์หรือหน่วยความจำกับอุปกรณ์ภายนอกทั้งหมดโดยผ่านบัส ในโปรเซสเซอร์จะมีบัสซึ่งประกอบด้วย 3 ส่วน ดังนี้คือ
1. บัสที่อยู่ (Address Bus) เมื่อโปรเซสเซอร์หรืออุปกรณ์ต้องการส่งหรืออ่านข้อมูล ก็จะส่งสัญญาณออกมาทางบัสที่อยู่ โดยกำหนดตำแหน่งหน่วยความจำบนบัสที่อยู่ ที่เรียกว่า หมายเลขแอดเดรส ซึ่งขนาดของบัสที่อยู่จะขึ้นอยู่กับจำนวนหน่วยความจำบนระบบของแอดเดรส
2. บัสข้อมูล (Data Bus) ใช้สำหรับส่งข้อมูลไปยังตำแหน่งที่ระบุโดยบัสที่อยู่ และถูกควบคุมการเขียนส่งและอ่านข้อมูลโดยบัสควบคุม 3. บัสควบคุม (Control Bus) ใช้สำหรับควบคุมการติดต่อระหว่างซีพียูกับอุปกรณ์อื่นๆภายในคอมพิวเตอร์ เพื่อบังคับว่าจะอ่านข้อมูลเข้ามาหรือจะส่งข้อมูลออกไป
ปทิตตา วุฒิสว่าง ม.5/2 เลขที่ 9

Credits:

Created with images by tommyvideo - "white dots form"

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.