สรุปบทที่ 2
องค์ประกอบระบบคอมพิวเตอร์
แนวคิด
คอมพิวเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญของเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร และเป็นเทคโนโลยีสารสนเทศที่เข้ามามีบทบาทสำคัญในการใช้ชีวิตของมนุษย์ในสังคมปัจจุบัน ดังนั้น การเรียนรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์จึงเป็นเรื่องที่ควรศึกษาอย่างยิ่ง โดยเฉพาะในเรื่องของระบบคอมพิวเตอร์ ความหมายปละลักษณะสำคัญของของเครื่องคอมพิวเตอร์ องค์ประกอบ ประเภท ตลอดจนการจัดประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์ ส่วนประกอบของไมโครคอมพิวเตอร์ และบริษัทผู้ผลิตหน่วยประมวลผลกลาง ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการเรียนรู้เรื่องระบบคอมพิวเตอร์
สาระการเรียนรู้
1.ลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์2.องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
3. ส่วนประกอบของระบบของคอมพิวเตอร์
4. การวัดประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์
5.องค์ประกอบของไมโครคอมพิวเตอร์
6.บริษัทผู้ผลิตหน่วยประมวลผลกลาง
ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง
1. เข้าใจลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์2. รู้ถึงองค์ประกอบต่าง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์
3. จำแนกส่วนประกอบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์
4. สามารถอธิบายการวัดประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์
5. รู้ถึงองค์ประกอบของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
6.รู้ถึงบริษัทผู้ผลิตหน่วยประมวลผลกลาง
บทที่ 2
องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ ระบบคอมพิวเตอร์มี 5 องค์ประกอบ
1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware) เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์ หมายถึงเครื่องคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์รอบข้าง รวมทั้งอุปกรณ์สื่อสารสำหรับเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าเป็นเครือข่าย เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องกราดตรวจ หรือเครื่องสแกนเนอร์ (Scanner) เป็นต้น
2. ซอฟต์แวร์ (Software) หรือโปรแกรม เป็นองค์ประกอบสำคัญของสำคัญลำดับสอง เป็นสำดับขั้นตอนของคำสั่งที่จะให้ฮาร์ดแวร์ทำงาน เพื่อประมวลผลข้อมูลให้ได้ผลตามความต้องการในการใช้งานต่าง ๆ
3. ข้อมูลและสารสนเทศ เป็นข้อเท็จจริงต่าง ๆ ในการเนินการปฏิบัติงาน จัดเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอีกประการหนึ่ง และเป็นตัวชี้ความสำเร็จหรือความล้มเหลวในการทำงานของผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ได้ ข้อมูลต้องมาจากแหล่งกำเนิด มีความถูกต้อง กลั่นกรองตรวจสอบ และมีมาตรฐานโครงสร้างในการจัดเก็บที่เป็นระบบระเบียบเพื่อการค้นหาที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
4. บุคลากร (Peepleware) เป็นบุคลากรที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ทั้งในระดับผู้ใช้ผู้บริหาร ผู้พัฒนาระบบ นักวิเคราะห์ระบบ นักเขียนโปรแกรม เป็นต้น เป็นองค์ประกอบสำคัญในโอกาสที่จะใช้ระบบคอมพิวเตอร์ได้เต็มศักยภาพย่อมมีมากขึ้นเท่านั้น
5. ระบบปฏิบัติหรือขั้นตอนการปฏิบัติงาน ( Procedurces) เป็นคำอธิบายเพื่อสั่งการใด ๆ หรือขั้นตอนการการปฏิบัติงานที่ชัดเจนของผู้ใช้หรือบุคลากรที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นเรื่องสำคัญ เพราะเมื่อระบบคอมพิวเตอร์ทำงานจำเป็นต้องต้องมีการปฏิบัติงานตามลำดับขั้นตอนลำดับขั้นตอนของคน และความสัมพันธ์กับเครื่องทั้งในกรณีปกติและกรณีฉุกเฉิน เช่น ขั้นตอนการบันทึกข้อมูล ขั้นตอนการประมวลผลปลอดภัย เป็นต้น สิ่งเหล่านี้จะต้องมีระเบียบปฏิบัติ มีการซักซ้อม เตรียมการ และมีการจัดทำปัจจุบันมักจะอยู่ในรูปการเอกสารอิเล็กทรอนิกส์ ( Electronic Document - E – Document ) หรือ On – Sever Message เป็นต้น
ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ขนาดเล็ก หรือเป็นเครื่องที่มีสมรรถนะสูงต่ำเท่าใด จะต้องมีส่วนประกอบสำคัญ 5 ส่วน เพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถจัดการงานขั้นพื้นฐานอันได้แก่ การรับข้อมูล การจัดเก็บข้อมูลและคำสั่ง การประมวลผลข้อมูลและการแสดงผลลัพธ์ ส่วนประกอบ 5 ส่วนดังกล่าว ได้แก่
1. หน่วยนำเข้า (Input Unit) 2. หน่วยประมวลผลกลาง หรือ ซีพียู (Control Processing Unit – CPU) 3. หน่วยความจำ (Memory Unit) 4. หน่วยส่งออก ( Output Unit ) 5. ส่วนต่อประสานกับอุปกรณ์อื่น หรืออุปกรณ์สื่อสาร (Interface Unit)
1.หน่วยนำเข้า (Input Unit) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่รับคำสั่งและข้อมูลจากภายนอกในรูปที่คอมพิวเตอร์อ่านได้เพื่อนำไปประมวลผลหรือดำเนินการให้เป็นผลลัพธ์ที่ต้องการ ถ้าเปรียบเทียบคอมพิวเตอร์กับมนุษย์ ส่วนนี้ทำหน้าที่เหมือนอวัยวะรับสัมผัสต่าง ๆ เช่น ตา หู หรือจมูก ซึ่งมีฮาร์ดแวร์หรือคีย์บอร์ด เมาส์ จอภาพสัมผัส ปากกาแสง แทร็กบอล สแกนเนอร์ เครื่องอ่านรหัสแท่ง เป็นต้น
2.หน่วยแสดงผล (Output Unit) หน้าที่แสดงผลหรือให้คำตอบกับผู้ใช้ เป็นหน่วยโต้ตอบกับผู้ใช้ เปรียบเหมือนปากสำหรับพูด อุปกรณ์แสดงผลของคอมพิวเตอร์อาจจำแนกเป็น 2 กลุ่ม คือ อุปกรณ์แสดงผลแบบชั่วคราว เช่น จอภาพ ลำโพง เป็น และอุปกรณ์กลุ่มที่แสดงผล แบบถาวร เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องวาดรูปพล็อตเตอร์ (Plotter)3.หน่วยประมวลผลกลาง หรือซีพียู (Control Processing Unit - ซีพียู)
เป็นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ซึ่งประกอบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวนมากที่ทำงานร่วมกัน ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ
3.1 หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่ควบคุมส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ให้ทำงานประสานกันได้ดี ถ้าเปรียบเทียบมนุษย์หน่วยควบคุมเหมือนกับระบบประสาทนั่นเอง
3.2 หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic/Logic Unit – ALU) ทำหน้าที่เสมือนเป็นเครื่องคิดเลขของคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่ต่าง ๆ เช่น การคำนวณบวก ลบ คูณ หาร การกระทำ ทางตรรกะ (and or not ) การเปรียบเทียบ เช่น เปรียบเทียบค่าของข้อมูล 2 ตัว ว่ามีค่าเท่ากันหรือมากกว่า น้อยกว่า ไม่ว่าข้อมูลนั้นเป็นตัวอักษรหรือเป็นตัวเลขเปรียบเทียบได้ เป็นต้น
4.หน่วยความจำ (Memory Unit)
ทำหน้าที่จัดเก็บคำสั่งและข้อมูลเพื่อการดำเนินการของคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำจำแนกเป็น 2 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่ หน่วยความจำหลัก และหน่วยความจำสำรอง
4.1 หน่วยความจำหลัก (Primary Memory หรือ Main Memory ) เป็นส่วนที่ใช้เก็บคำสั่งที่ต้องการ เปรียบเหมือนสมองของมนุษย์ โดยหน่วยความจำหลักที่หากพิจารณาตามความถาวรและความคงอยู่ของข้อมูลสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท
1. หน่วยความจำถาวร หรือ รอม (Read Only Memory - ROM) ส่วนใหญ่มักจะเก็บไว้ในโปรแกรมระบบ (System Software) ซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปรงแก้ไขได้
2. หน่วยความจำชั่วคราว หรือ แรม (Random Access Memory- Ram) เป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลไว้ชั่วคราวที่หน่วยประมวลผลกลาง และเรียกใช้ในระหว่างทำงานได้แต่มีข้อเสียถ้าไฟดับหรือปิดเครื่องข้อมูลจะสูญหายทันที โดยถ้าต้องการเก็บในหน่วยความจำ
4.2 หน่วยความจำสำรอง หรือหน่วยความจำภายนอก (Secondary Memory or External Memmory)
โดยมีการทำงานช้ากว่าหน่วยความจำหลัก แต่เก็บบันทึกข้อมูลได้อย่างถาวร และไม่สูญหายกรณีไฟดับหรือเครื่องคอมพิวเตอร์ขัดข้อง
อุปกรณ์ที่ใช้จัดเก็บข้อมูลประเภทนี้ เช่น แผ่นดิสเก็ตต์ แผ่นซีดี – รอม ฮาร์ดดิสก์ (Hard disk) แผ่นดีวีดี (Disk Video Disc- DVD) แผ่นซีดี (Compact Disc –CD) เป็นต้น
5. ส่วนต่อประสานกับอุปกรณ์อื่น (Interface Unit) ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์อื่น ๆ ในลักษณะเครือข่าย ตัวอย่างเช่น พอร์ต (Port) อะแดปเตอร์ (Adapter) ช่องเสียบขยาย (Expansion slot) ความเร็วในการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง
โดยปกติหน่วยวัดความเร็วในการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง วัดเป็นเมกะเฮิรตซ์ (Mhz) หรือกิกะเฮิรตซ์ (GHz) ซึ่งหน่วยของความเร็วในการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง ปกติแล้วสัญญาณนาฬิกาที่ใช้ในการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางจะมากกว่า 1 ล้านครั้งต่อวินาทีสัญญาณนาฬิกาที่ความเร็ว 1 ล้านครั้งต่อวินาที จะเรียกว่ามีความเร็ว 1 เมกกะเฮิรตซ์ ในเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นแรกความเร็วในการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง จะมีความเร็วเพียง 4.77 เมกะเฮิรตซ์ และได้มีการพัฒนาความเร็วในการทำงานอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันความเร็วในการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางมีความเร็วกว่า กิกะเฮิรตซ์ โดยหน่วยของความเร็วในการทำงานสามารถแสดงได้ดังนี้
1 KHz เท่ากับ 1,000 Hz
1 MHz เท่ากับ 1,000,000 Hz
1 GHz เท่ากับ 1,000,000,000 Hz
เมื่อความถี่ 1 Hz คือความเร็วในการทำงาน 1 ครั้ง ต่อ 1 วินาที
บริษัทผู้ผลิตหน่วยประมวลผลกลาง
ไมโครโปรเซสเซอร์หรือหน่วยประมวลผลกลาง มีผู้ผลิตอยู่หลายบริษัท ในที่นี้จะกล่าวถึงบริษัทที่ทำการผลิตหน่วยประมวลผลกลางที่ใช้ภายในเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานกันทั่วไปโดยแต่ละบริษัทจะผลิตออกมาหลายระดับ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถเลือกให้เมาะกับการใช้งานและงบประมาณ
1. อินเทล (Intel)
บริษัทอินเทล เป็น 1 ใน 3 บริษัทของผู้ที่ทำการบุกเบิกเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer ) ได้แก่ บริษัทไอบีเอ็ม (IBM) , บริษัทอินเทล ที่เป็นที่รู้จักกันดีในชื่อของ Pentium ซึ่งมีด้วยกันหลายรุ่น ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน ได้แก่ Pentium , Pentium Pro , Pentium MMX, Pentium II XEON, Pentium III , Pentium III XEON, Pentium 4
2. เอเอ็มดี บริษัท Advanced Micro Devices ( AMD) เป็นบริษัทที่เริ่มการผลิตไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่หลังบริษัทอินอินเทล โดยไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นที่สร้างซื่อให้กลับบริษัทเอเอ็มดี คือไมโครโปรเซสเซอร์รุ่น K6 ซึ่งเป็นผลิตออกมาแข่งกับไมโครโปรเซสเซอร์รุ่น Pentium II ของบริษัทอินเทล โดยจำหน่ายในราคาที่ถูกกว่าถึงเกือบเท่าตัว แต่มีประสิทธิภาพเท่ากันไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรกของ K6 ใช้การเชื่อมต่อแบบ SOCKET 7 ซึ่งเหมือนกับไมโครโปรเซสเซอร์ Pentium รุ่นก่อนหน้า ผู้ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ Pentium สามารถเปลี่ยนไปใช้งานไมโครโปรเซสเซอร์รุ่น K6 ได้ทันที โดยไม่ต้องการเปลี่ยนแปลงแผงวงจรหลักใหม่ ในขณะที่รุ่น Pentium II เปลี่ยนการเชื่อมต่อกับแผงวงจรหลักเป็นแบบ Slot – I ซึ่งต้องทำการเปลี่ยแปลงแผงวงจรหลักใหม่ ทำให้ AMD เป็นที่รู้จักและได้รับความนิยมในกลุ่มผู้ใช้งาน
ขนาดของหน่วยความจำหลัก (storage capacity) หน่วยความจำหลักในที่นี้คือแรมซึ่งใช้เก็บข้อมูลและคำสั่งต่าง ๆ แบบชั่วคราวเพื่อการประมวลผล จึงเปรียบเสมือนกระดาษทดในการประมวลผลของซีพียูเป็นไปอย่างรวดเร็ว การวัดขนาดของหน่วยความจำหลักมักใช้วัดเป็นหน่วยตัวอักษร(ไบต์) ดังนี้
หน่วยวัด
|
ตัวอักษร
|
จำนวนตัวอักษร (ไบต์)
|
กิโลไบต์ (kilobyte)
เมกะไบต์ (megabyte)
กิกะไบต์ (gigabyte)
เทราไบต์(terabyte)
เพทะไบต์ (Petabyte)
|
KB
MB
GB
TB
PB
|
103 ไบต์
106 ไบต์
109 ไบต์
1012 ไบต์
1015 ไบต์
|