ความหมายของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานตามคำสั่งที่มนุษย์เขียนขึ้น เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำตามขั้นตอนที่กำหนดไว้และประมวลผลออกมาตามต้องการ เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานรวดเร็ว มีความแม่นยำในการทำงาน และทำงานได้ต่อเนื่อง
คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้เราทำงานได้สะดวก รวดเร็ว และแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งการทำงานคอมพิวเตอร์มีขั้นตอนสำคัญ 4 ขั้นตอน คือ
1. รับข้อมูลและคำสั่ง (INPUT) คอมพิวเตอร์จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อป้อนข้อมูลหรือคำสั่งผ่านหน่วยรับข้อมูลต่าง เช่น
- แป้นพิมพ์
- เม้าส์
2. ประมวลผลข้อมูล (PROCESS) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการจะต้องอาศัยชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ใช้ในการคำนวณ เปรียบเทียบ และวิเคราะห์ โดยนำข้อมูลที่รับเข้ามาไปประมวลผลที่หน่วยประมวลผลกลาง
3. แสดงผลข้อมูล (OUTPUT) ผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลเรียบร้อยแล้ว สามารถแสดงออกในรูปแบบอื่นๆผ่านหน่วยแสดงผล เช่น
- จอภาพ
- เครื่องพิมพ์
จากหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์ในแต่ละขั้นตอนจะมีอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานสัมพันธ์กันอย่างเป็นขั้นตอน สรุปได้ดังนี้
1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) เป็นหน่วยแรกของคอมพิวเตอร์ที่ใช้รับข้อมูลจากผู้ใช้ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามคำสั่งของผู้ใช้ต่อไป โดยหน่วยรับข้อมูลจะทำหน้าที่รับข้อมูลทุกรูปแบบจากฮาร์ดแวร์ต่างๆมาเปลี่ยนเป็นรูปแบบสัญญาณหรือข้อมูลดิจิทัล แล้วส่งต่อไปยังหน่วยประมวลผลกลางเพื่อประมวลผล
ปัจจุบันฮาร์ดแวร์สำหรับรับข้อมูลเข้ามีหลากหลายประเภท ขึ้นอยู่กับการทำงานของผู้ใช้ เช่น แป้นพิมพ์ เม้าส์ กล้องดิจิทัล สแกนเนอร์ เครื่องอ่านรหัสโอซีอาร์ จอยสติ๊ก เว็บแคม เป็นต้น
2. หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) เปรียบเสมือนสมองและหัวใจของคอมพิวเตอร์ โดยประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับหน่วยประมวลผลกลางเป็นหลัก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ควบคุมและดูแลการทำงานทั้งหมดภายในระบบคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดแวร์ที่สำคัญ คือ Microprocessor
การทำงาน แบ่งเป็น 2 หน่วย ได้แก่ หน่วยควบคุม หน่วยคำนวณและตรรกะ
- หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่อ่านคำสั่งทีละคำสั่ง แล้วตีความคำสั่งว่าเป็นคะสั่งใดและต้องใช้ข้อมูลจากที่ใด เพื่อควบคุมและประสานงานการทำงานของฮาร์ดแวร์และหน่วยต่างๆภายในระบบคอมพิวเตอร์ หน่วยนี้ทำงานคล้ายสมองคน ทำงานดังนี้
- หน่วยคำนวณและตรรกะ (ALU) ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่งด้วยวิธีการทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร เป็นต้น และทางตรรกศาสตร์ โดยนำไปเปรียบเทียบค่าของข้อมูลซึ่งมีค่าเป็นจริงหรือค่าเป็นเท็จ แล้วจึงเก็บผลลัพธ์ที่ได้ไว้ในหน่วยความจำต่อไป
3. หน่วยความจำหลัก ถ้าไม่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ทำงานไม่ได้
- หน่วยความจำหลักแบบอ่านได้อย่างเดียว หรือรอม (ROM) หรือเรียกว่า "หน่วยความจำถาวร" ติดตั้งไว้บนแผนวงจรหลัก โดยข้อมูลยังคงอยู่แม้จะปิดเครื่อง เมื่อเปิดเครื่องจะอ่านโปรแกรมหรือข้อมูลได้เท่านั้น แต่ไม่สามารถนำข้อมูลอื่นมาลงในรอมได้
- หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้ หรือแรม (RAM) หรือเรียกว่า "หน่วยความจำชั่วคราว" มีหน้าที่จดจำคำสั่งที่เป็นโปรแกรมและข้อมูล ที่จะทำการประมวลผลในขณะที่เปิดเครื่องและมีไฟฟ้าอยู่เท่านั้น จึงต้องจ่ายไฟฟ้าให้ตัวแรมตลอดเวลา จึงจะสามารถเก็บข้อมูลได้ หากไฟฟ้าดับข้อมูลในตัวแรมก็จะหายไป
- หน่วยความจำแคช (cache memory) เป็นหน่วยความจำแรมที่เพิ่มความเร็วในการอ่านและเขียนข้อมูลของหน่วยความจำประเภทดีแรม โดยทำงานอยู่ตรงกลางระหว่างซีพียูกับดีแรม ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและคำสั่งที่มีการใช้งานบ่อย เมื่อมีการเรียกใช้คำสั่งดังกล่าว ซีพียูจึงไม่จำเป็นต้องเข้าถึงข้อมูลในแรม แต่สามารถเรียกข้อมูลจากหน่วยความจำแคชซึ่งเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง ทำให้ลดเวลาในการอ่านและเขียนข้อมูลได้
- หน่วยความจำวีดิโอแรมหรือวีแรม (VRAM) ใช้สำหรับการแสดงผล ซึ่งติดตั้งมากับการ์ดแสดงผลหรือการ์ดจอที่มีราคาแพง คุณภาพดีและมีความเร็วในการทำงานสูง
4. หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลตามคำสั่งผู้ใช้ ซึ่งจะมีพื้นที่จุมากกว่าหน่วยความจำหลัก การเก็บข้อมูลจะเป็นแบบถาวร คือ ข้อมูลไม่สูญหายเมื่อปิดคอมพิวเตอร์ จึงเหมาะสำหรับเก็บข้อมูลจำนวนมากและนำกลับมาใช้ได้อีก
อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยความจำสำรอง เช่น ฮาร์ดดิสก์ แผ่นดิสก์เก็ตหรือแผ่นฟล็อปปี้ดิสก์ แผ่นซีดี แผ่นดีวีดี แฟลชไดรฟ์ เป็นต้น
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)
มีชิบเซ็ตเป็นตัวควบคุมโดยเฉพาะทำให้มีความเร็วในการติดต่อกับอุปกรณ์ต่างๆได้สูงขึ้น คือ 33 เมกะเฮิรตซ์ เป็นบัสแบบ 32 บิต จึงมีความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลเท่ากับ 133 เมกะไบต์ต่อวินาที ระบบบัสชนิดนี้จะใช้เชื่อมต่อกับสล็อตแบบ PCI (สล็อตที่มีสีขาวบนแผงวงจรหลัก ตามปกติจะมี 5-6 สล็อต) ซึ่งบเป็นช่องอุปกรณ์ความเร็วสูงรองลงมาจากการ์ดแสดงผล ได้แก่ การ์ดเสียง โมเด็ม และการ์ดแลน (LAN)
2.ระบบบัสแบบเอจีพี (Accelerated Graphic Port : AGP)
เป็นระบบบัสความเร็วสูงพัฒนาเพื่อนำมาใช้กับการ์ดแสดงผลรุ่นใหม่เพื่อรองรับงานสื่อประสม( multimedia ) ซึ่งบัสชนิดนี้จะเชื่อมต่ออยู่กับสล็อต AGP สำหรับการ์ดแสดงผลโดยเฉพาะตำแหน่งของสล็อตอยู่ใกล้กับหน่วยประมวลผลกลางที่สุดและแผงวงจรหลัก 1 แผง จะมีสล็อตแบบ AGP ได้เพียง 1 สล็อตเท่านั้น
3.ระบบเเบบพีซีไอเอกเพรส (Peripheral Component Interconnect Express:PCI Express)
เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์ฮาร์ดเเวร์ ที่มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่สูงขึ้นเเละระบบบัสเเบบ PCI เเละ AGP ไม่สามารถตอบสนองต่อความต้องการนี้ได้อย่างเต็มที่ เนื่องจาก PCI มีความเร็วที่ต่ำไป ส่วน ARG ใช้ได้กับสล็อตการ์ดเเสดงผลเพียงอย่างเดียวเเละมีได้1สล็อตเท่านั้นจึงได้มีการพัฒนาระบบบัสเเบบใหม่ คือ PCI Express ขึ้นมา ซึ่งเป็นบัสที่มีความเร็วสูงเเละมีอัตรารับ-ส่งข้อมูลสูงขึ้น
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
Credits:
Created with images by chezbeate - "background texture wood" • PIX1861 - "keyboard mouse desk" • jarmoluk - "information information board message" • Nikiko - "window wall old" • tinyfroglet - "Printing WoW Armor and Weapons" • Maggie-Me - "Background" • janeb13 - "open hard drive tray and visible playhead" • artverau - "usb flash drive device computer accessories" • Whisper380 - "cd disc cd-rom" • Maggie-Me - "Backgrounds" • Pexels - "apple technology keyboard" • AlexKingCreative - "mouse apple magic mouse" • RichardLey - "camera old retro" • christianladewig0 - "joystick console video games" • willsong - "products camera monitor" • ChristianHoppe - "mac freelancer macintosh" • WerbeFabrik - "speakers music sound" • Ken_Mayer - "Samsung ML-2525W Wireless Mono Laser Printer" • Maggie-Me - "Background" • kevin dooley - "Background" • Maggie-Me - "Background" • edgarpierce - "Gray plank background" • Maggie-Me - "background 7" • geralt - "fall foliage autumn leaves"