สรุปบทที่ 2

องค์ประกอบระบบคอมพิวเตอร์

แนวคิด 

คอมพิวเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญของเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร  และเป็นเทคโนโลยีสารสนเทศที่เข้ามามีบทบาทสำคัญในการใช้ชีวิตของมนุษย์ในสังคมปัจจุบัน  ดังนั้น  การเรียนรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์จึงเป็นเรื่องที่ควรศึกษาอย่างยิ่ง  โดยเฉพาะในเรื่องของระบบคอมพิวเตอร์  ความหมายปละลักษณะสำคัญของของเครื่องคอมพิวเตอร์  องค์ประกอบ  ประเภท  ตลอดจนการจัดประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์  ส่วนประกอบของไมโครคอมพิวเตอร์ และบริษัทผู้ผลิตหน่วยประมวลผลกลาง   ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการเรียนรู้เรื่องระบบคอมพิวเตอร์

สาระการเรียนรู้ 

            1.ลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์
            2.องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์
            3. ส่วนประกอบของระบบของคอมพิวเตอร์
            4. การวัดประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์
            5.องค์ประกอบของไมโครคอมพิวเตอร์
            6.บริษัทผู้ผลิตหน่วยประมวลผลกลาง

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง 

            1.  เข้าใจลักษณะสำคัญของคอมพิวเตอร์
            2. 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