วิชาคอมพิวเตอร์เบื้องต้น

บทท่ี 1 ระบบคอมพวิ เตอร์ และระบบปฏบิ ตั กิ าร

ระบบคอมพวิ เตอร์ ระบบคอมพวิ เตอรป์ ระกอบดว้ ย 3 สว่ นสาคญั คอื • ฮารด์ แวร์ (Hardware) • ซอฟต์แวร์ (Software) • บคุ ลากร (Peopleware)

ฮารด์ แวร์ (Hardware) ฮาร์ดแวร์ หมายถึง เคร่ืองคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ ท่ีใช้ประกอบใน การประมวลผลข้อมูลด้วยเคร่ืองคอมพิวเตอร์ เช่น เมนบอร์ด หน่วยประมวลผล กลาง (CPU) ซ่ึงสามารถแบ่งได้ 4 สว่ น คอื • หน่วยรับขอ้ มลู (Input Unit) • หนว่ ยแสดงผล (Output Unit) • หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) • หน่วยความจา (Memory Unit) ฮารด์ แวรแ์ ต่ละชนดิ ไมส่ ามารถทางานไดด้ ว้ ยตนเอง แต่ต้องนามาเช่ือมต่อเพ่ือ ทางานร่วมกนั เปน็ ระบบ

ฮารด์ แวร์ (Hardware) สว่ นประกอบของระบบคอมพวิ เตอร์

Input Unit / Output Unit • หนว่ ยรบั ขอ้ มลู (Input Unit) ทาหน้าท่ีรับข้อมูลหรือคาสั่งเข้าสู่เคร่ืองคอมพิวเตอร์ แล้วส่งไปเก็บไว้ใน หน่วยความจา เพ่อื ให้ CPU ประมวลผล ตัวอย่างของหนว่ ยรับข้อมูล เช่น คยี บ์ อรด์ สแกนเนอร์ กล้องดิจติ อล • หน่วยแสดงผล (Output Unit) ทาหน้าท่ีแสดงผลลัพธ์ท่ีได้จากการประมวลผลของ CPU ที่เก็บอยู่ใน หนว่ ยความจา โดยรูปแบบการแสดงผลจะขน้ึ อยูก่ ับความต้องการของผใู้ ช้ ตัวอย่างของหนว่ ยแสดงผล เชน่ จอภาพ ปรนิ้ เตอร์ ลาโพง

CPU (Central Processing Unit) • หนว่ ยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) มีลักษณะเป็นชิพ (Chip) ขนาดเล็ก ทาจากซิลิคอน โดยภายในจะ ประกอบด้วยวงจร (Circuit) จานวนมากที่คอยรับสัญญาณข้อมูลเข้ามาเพ่ือ ประมวลผล ทาหน้าที่ประมวลผลคาสั่ง และควบคุมการทางานทั้งหมดของระบบ คอมพิวเตอร์ โดย CPU ถอื เป็นหัวใจของระบบคอมพวิ เตอร์ ประกอบด้วยหน่วย ย่อย 2 หน่วย ดงั นี้ o หนว่ ยควบคุม (Control Unit) o หน่วยคานวณและตรรกะ (Arithmetic/Logical Unit)

CPU (Central Processing Unit) o หนว่ ยควบคมุ (Control Unit) ทาหน้าท่ีอ่านคาสั่งจากหน่วยความจา แปลความหมายของคาสั่ง และ สง่ ไปหน่วยตา่ งๆ ของเครื่องใหป้ ฏิบตั ติ าม รวมถึงควบคุมและประสานงานการ ปฏิบตั งิ านขั้นตา่ งๆ o หน่วยคานวณและตรรกะ (Arithmetic/Logical Unit) ทาหนา้ ทป่ี ระมวลผลคาสั่งด้วยวิธีการทางคณิตศาสตร์ เช่น +, -, x, / และเปรียบเทียบค่าของข้อมูล เช่น มากกว่า หรือน้อยกว่า โดยผลลัพธ์ท่ีได้ จะนาไปเก็บไวท้ ีห่ น่วยความจา

CPU (Central Processing Unit) การทางานของ CPU การประมวลผลขอ้ มูลของ CPU ในแต่ละรอบ ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน เรียกว่า “Machine Cycle” 1. Fetch Instruction : หน่วยควบคุมนาเข้าคาสั่ง (Instruction) ที่จะถูก Execute จากหน่วยความจาหลกั (Main Memory) 2. Decode Instruction : คาสั่งถูกตีความ (Decode) เพื่อให้รู้ว่าต้องทางานอะไร จากน้ันข้อมูลท่ีจะต้องใช้ในการประมวลผลจะถูกย้ายจากหน่วยความจามาเก็บไว้ท่ีรีจีสเตอร์ (Register) จากนัน้ จะกาหนดตาแหน่งของคาสั่งถดั ไป 3. Execute Instruction : ALU ทางานตามคาสั่งท่ีตีความได้ โดยจะรับข้อมูลและคาสั่ง มาจากรีจสี เตอร์ แปลข้อมลู และคาส่งั ให้อยใู่ นรปู ไบนารี คือ 0, 1 แลว้ ทาการประมวลผล 4. Store Results : เก็บผลลพั ธท์ ี่ประมวลผลไดเ้ กบ็ ลงในหน่วยความจาหลกั

CPU (Central Processing Unit) การทางานของ CPU

Memory Unit • หนว่ ยความจา (Memory Unit) ทาหน้าที่จัดเก็บข้อมูลหรือคาส่ังท่ีรับเข้ามาเพื่อส่งต่อไปยัง CPU และเมื่อ CPU ประมวลผลเสร็จจะนาผลลัพธ์ท่ีได้มาเก็บไว้ในหน่วยความจา เพื่อนาไป แสดงผลทางอุปกรณแ์ สดงผล หรอื จัดเกบ็ ลงหน่วยความจาสารองต่อไป หน่วยความจาแบง่ เป็น 2 ชนดิ คอื o หน่วยความจาหลกั (Primary Storage/Main Memory) o หนว่ ยความจาสารอง (Secondary Storage)

Memory Unit o หนว่ ยความจาหลกั (Primary Storage/Main Memory) ทาหน้าท่ีเก็บข้อมูลหรือคาสั่งที่รับเข้ามา เพื่อรอให้ CPU เข้าถึงข้อมูล หรือคาส่งั นั้น เพ่ือทาการคัดลอกไปประมวลผล หากมีการคานวณจะถูกส่งไป ยัง ALU แล้วส่งผลลัพธ์กลับมาพักไว้ที่หน่วยความจาอีกคร้ัง เพ่ือรอการ เข้าถึงคร้งั ต่อไป หน่วยความจาหลกั แบง่ ออกเป็น 2 ประเภท คอื 1. ROM (Read Only Memory) 2. RAM (Random Access Memory)

Primary Storage/Main Memory  ROM (Read Only Memory) เป็นหน่วยความจาที่เก็บข้อมูลไว้แบบถาวร (Nonvolatile Memory) ไมส่ ามารถลบไดด้ ว้ ยวิธธี รรมดาทั่วไป ข้อมลู ภายใน ROM จะยังคงถูกเก็บอยู่ ไดโ้ ดยไม่ตอ้ งมีไฟฟ้าไปเลีย้ ง ROM จะถูกใช้ในการบันทึกชุดคาสั่ง “ROM Bootstrap” เพื่อสั่งให้ CPU ทางานเมอื่ เปิดหรือรีสตาร์ทเครื่อง (Restart) และชุดคาส่ัง “ROM BIOS” เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่าง CPU กับคีย์บอร์ด จอภาพ และฮาร์ดแวร์อ่ืนๆ โดยชุดคาสั่งจะถูกบันทึกมาจากโรงงาน เรียกว่า Firmware

Primary Storage/Main Memory  RAM (Random Access Memory) เป็นหน่วยความจาชั่วคราว (Volatile Memory) เมื่อไม่มีกระแสไฟ หรอื เมือ่ ปิดเคร่ือง ข้อมูลที่อยู่ใน RAM จะหายไป โดย RAM ใช้เก็บข้อมูล หรอื ชุดคาสง่ั จากโปรแกรมในระหว่างทเี่ คร่อื งคอมพิวเตอรก์ าลังทางาน นอกจากหน่วยความจาหลักแล้ว ยังมีหน่วยความจา Cache (Cache Memory) ซึ่งเป็นหน่วยความจาขนาดเล็ก ทาให้ CPU สามารถเข้าถึง และคน้ หาขอ้ มูลได้เร็วกว่าหน่วยความจาหลัก ทาให้ CPU ประมวลผลคาสั่ง ไดเ้ รว็ ขึน้ ด้วย

Secondary Storage o หนว่ ยความจาสารอง (Secondary Storage) เป็นหน่วยความจาเสริมที่ช่วยจัดเก็บข้อมูลในรูปของไฟล์ (File) เพื่อให้ สามารถเรยี กใช้งานไดใ้ นคร้งั ตอ่ ไป หากไมม่ ีกระแสไฟฟ้าก็ยังสามารถเก็บข้อมูล ไว้ได้โดยไม่สูญหาย และสามารถจัดเก็บข้อมูลได้มากกว่าหน่วยความจาหลัก หลายเทา่ เช่น ฮารด์ ดิสก์, Memory Stick, Flash Drive

Secondary Storage วิธกี ารเขา้ ถงึ ขอ้ มลู (Access Mode) การเข้าถงึ ข้อมลู ในหนว่ ยความจาสารอง โดยทั่วไปมี 2 วิธี คือ 1. Sequential Data Access เป็นการเข้าถึงข้อมูลแบบเรียงลาดับ คือ เร่ิมต้นจาก Record แรก ไป จนกระท่ังพบ Record ท่ีต้องการ หากข้อมูลมีปริมาณมากจะใช้เวลานานในการ เข้าถึงข้อมูล เช่น เทปแมเ่ หล็ก 2. Direct Data Access เป็นการเข้าถึงข้อมูลโดยตรง ไม่จาเป็นต้องเข้าถึงข้อมูลต้ังแต่ Record แรก แต่สามารถเข้าถึงข้อมูลท่ีต้องการได้ทันที ทาให้การเข้าถึงข้อมูลรวดเร็วกว่าแบบ เรียงลาดับ และใช้เข้าถึงข้อมูลที่จัดเก็บอยู่ในอุปกรณ์ที่จัดเก็บข้อมูลแบบโดยตรง เหมือนกนั เช่น ฮาร์ดดสิ ก์, CD, DVD รวมถึง Flash Drive ด้วย

ซอฟตแ์ วร์ (Hardware) ซอฟตแ์ วร์ หมายถงึ โปรแกรมหรือชุดคาสง่ั ทีเ่ ขียนข้ึนมาอยา่ งเป็นลาดับขั้นตอน เพื่อส่ังให้เคร่ืองคอมพิวเตอร์ทางานตามความต้องการอย่างมีประสิทธิภาพ และ อานวยความสะดวกให้กบั ผ้ใู ช้ o ซอฟต์แวร์ประยกุ ต์ (Application Software) ซอฟต์แวร์ท่ีถูกพัฒนาข้ึนเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทางานอย่างใดอย่างหน่ึง โดยเฉพาะ เช่น โปรแกรมเงนิ เดอื น (Payroll), Microsoft Office o ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) โปรแกรมที่ช่วยควบคุมการทางานของระบบคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ เช่น การนาข้อมูลเข้ามาประมวลผล การจัดสรรหน่วยความจาสารอง การแสดงผล ของอุปกรณ์แสดงผล

บคุ ลากร (Peopleware) บุคลากร หมายถึง บุคลากรท่ีทางานเก่ียวข้องกับคอมพิวเตอร์ สามารถใช้งาน สัง่ งานให้คอมพวิ เตอรท์ างานตามที่ต้องการ o ผจู้ ัดการระบบ (System Manager) วางนโยบายการใช้คอมพิวเตอรใ์ หเ้ ป็นไปตามนโยบายของหน่วยงาน o นกั วเิ คราะหร์ ะบบ (System Analyst) ศกึ ษาระบบงานเดิมหรืองานใหม่ และวเิ คราะหค์ วามเหมาะสม ความเป็นไปได้ในการ ใชค้ อมพิวเตอรก์ บั ระบบงาน o โปรแกรมเมอร์ (Programmer) ผ้เู ขยี นโปรแกรมส่งั งานคอมพวิ เตอร์ให้ทางานตามความตอ้ งการของผใู้ ช้ o ผูใ้ ช้ (User) ผใู้ ชง้ านคอมพิวเตอรท์ ว่ั ไป มีการเรยี นรู้การใชค้ อมพวิ เตอร์ และการใชง้ านโปรแกรม

ระบบปฏบิ ตั กิ าร (Operating Systems) ระบบปฏิบัติการ เป็นซอฟต์แวร์ระบบท่ีทาหน้าท่ีเป็นตัวกลางระหว่าง ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ประยุกต์ ในการควบคุมและจัดสรรทรัพยากรของระบบ คอมพิวเตอร์ เพื่อให้บริการแก่ซอฟต์แวร์ประยุกต์ โดยระบบปฏิบัติการถูกเขียน ข้นึ มาจากภาษาระดับลา่ ง เชน่ ภาษา Assembly

หน้าทข่ี องระบบปฏิบตั กิ าร การตดิ ต่อกบั ผ้ใู ช้ o ระบบปฏิบัติงานจะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถติดต่อหรือส่ังให้คอมพิวเตอร์ทางานท่ี ตอ้ งการได้ โดยส่งั ผา่ นทางอปุ กรณ์นาเขา้ ขอ้ มลู เชน่ แป้นพมิ พ์ เมาส์ o ทาหน้าที่เป็นตัวกลางรับคาส่ังจากอุปกรณ์ และติดต่อกับระบบคอมพิวเตอร์เพื่อ ทางานตามทผ่ี ูใ้ ชต้ ้องการตอ่ ไป ควบคมุ ดแู ลอปุ กรณ์ o ระบบปฏิบตั ิการมโี ปรแกรมยอ่ ยมากมาย ท่คี วบคมุ การทางานของอุปกรณ์ต่างๆ ของ ระบบคอมพวิ เตอร์ เช่น เคร่ืองพิมพ์ จอภาพ แผน่ ดสิ ก์ o ผู้ใช้งานไม่จาเป็นต้องเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยตัวเอง โดย สามารถเรียกใชง้ านโปรแกรมยอ่ ยนั้นๆ ด้วยการเรยี ก system call

หนา้ ท่ขี องระบบปฏิบตั กิ าร จัดสรรทรัพยากรของระบบ o ระบบคอมพิวเตอร์มีทรัพยากรสาหรับให้ผู้ใช้เรียกใช้งาน เช่น ซีพียู หน่วยความจา หลัก ดิสก์ แต่ทรัพยากรเหล่าน้ีมีจานวนจากัด ระบบปฏิบัติการจึงมีหน้าท่ีเข้ามา จดั สรรทรพั ยากรท่มี อี ย่อู ยา่ งจากัดใหเ้ กิดประโยชนส์ ูงสดุ ตวั อยา่ งการจัดสรรพ้นื ทใี่ นหน่วยความจา RAM o จดั สรรหรอื ระบุตาแหน่งเก็บข้อมูลบนพื้นที่ของ RAM ก่อนกระบวนการประมวลผล จะเกิดข้ึน o เม่ือ CPU คัดลอกข้อมูลไปประมวลผลเรียบร้อยแล้ว ข้อมูลต้นฉบับที่เก็บอยู่ใน RAM จะถูกลบท้งิ และถกู แทนทดี่ ้วยข้อมูลท่ีเปน็ ผลลัพธ์

หน้าท่ขี องระบบปฏิบตั กิ าร ตวั อย่างการทางานจัดสรรทรพั ยากรของระบบปฏิบตั ิการ o ติดตามสถานะของแต่ละทรพั ยากร เพอื่ ใหร้ ูว้ ่าถกู ใช้งานหรือยังว่างอยู่ o เม่ือมีการร้องขอใช้ทรัพยากรใดพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการต้องตัดสินใจว่าจะมอบ ทรพั ยากรให้กบั งานใดหรือโปรแกรมใด จะใหเ้ ม่ือใด และจะใหจ้ านวนเท่าใด o จดั สรรทรพั ยากร (allocate) คือ เมื่อใหท้ รัพยากรกับงานใดหรือโปรแกรมใดไปแล้ว จะทาการเปลี่ยนสถานะของทรพั ยากรจาก ว่าง เป็น ไม่วา่ ง o เม่ือผู้ใช้ใช้ทรัพยากรเสร็จแล้ว ระบบปฏิบัติการจะเรียกทรัพยากรกลับคืนสู่ระบบ (deallocate) และเปลี่ยนสถานะของทรัพยากรจาก ไม่ว่าง เป็น ว่าง เพ่ือให้ผู้ใช้ คนอนื่ เรียกใชท้ รัพยากรนั้นๆ ได้

หน้าทข่ี องระบบปฏบิ ตั กิ าร การจดั การไฟล์ (File Manager) ระบบปฏบิ ตั ิการจะทาหนา้ จดั การไฟลข์ ้อมลู ต่างๆ ตามท่ีผู้ใช้ต้องการ เช่น การลบ จัดเรียง คัดลอก และตรวจสอบเนื้อท่ีว่างบนหน่วยความจา สาหรับ เครื่องมือจัดการไฟล์ของระบบปฏิบัติการ Windows ได้แก่ Windows Explorer การฟอร์แมท (Formatting) การจดั เรียงเน้อื ที่ในหนว่ ยความจาสารองใหม่ เพ่ือให้พร้อมใช้บันทึกข้อมูล ในคร้ังถัดไป

ววิ ัฒนาการของระบบปฏบิ ตั กิ าร ระบบปฏิบัติการมีการพัฒนาควบคู่ไปกับระบบคอมพิวเตอร์ จากคอมพิวเตอร์ ยคุ แรกท่มี ขี นาดใหญ่ ใชห้ ลอดสุญญากาศ และไม่มีระบบปฏิบัติการ พัฒนาจนถึงยุคท่ี คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็ก มีระบบปฏิบัติการท่ีมีโครงสร้างที่นามาใช้งานได้อย่างมี ประสิทธภิ าพ โดยสามารถแบง่ ระบบปฏบิ ัติการตามคณุ สมบตั กิ ารทางานไดด้ งั นั้น o ระบบท่ไี มม่ ีระบบปฏิบตั กิ าร (Non Operating Systems) o Simple Batch System o Multiprogramming System o Time-Sharing System o Real Time System o Multiprocessor System o Distributed System

ระบบทไี่ มม่ ีระบบปฏบิ ตั กิ าร o อยู่ในชว่ งของคอมพิวเตอร์ยุคแรกๆ คอมพิวเตอร์จะไม่มีระบบปฏิบัติการ ผู้ใช้ ต้องเขียนโปรแกรมเพอ่ื ควบคุมการทางานทงั้ หมด o ทาใหใ้ ชป้ ระโยชนจ์ ากคอมพิวเตอรไ์ ด้น้อยมาก (Low Utilization) o งานที่ได้จะขาดความน่าเชอ่ื ถอื (Low Reliability) o มีการจ้างโอเปอเรเตอร์ (Operator) เพื่อทาหนา้ ทีร่ วบรวมงาน และเตรียม ระบบสาหรบั ผใู้ ชง้ าน

Simple Batch Systems o คอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่ ทาการรับข้อมูลจากคอนโซล (Console) มีการ พัฒนาอุปกรณ์สาหรับนาเข้าข้อมูล และอุปกรณ์สาหรับนาข้อมูลออก เช่น เครอื่ งอา่ นบัตร เคร่อื งพมิ พ์ เทปไดรฟ์ o ผูใ้ ชไ้ ม่ได้ตดิ ต่อกับระบบคอมพวิ เตอร์โดยตรง แต่เป็นเพียงผู้เตรียมข้อมูลเขียน โปรแกรม ข้อมูลสาหรบั ควบคมุ ระบบ o มีโอเปอเรเตอร์ทาหน้าท่ีรวบรวมงาน จัดเรียงลาดับงานเป็นกลุ่ม งานมักอยู่ ในรูปบัตรเจาะรู แล้วจึงส่งงานทั้งหมดเข้าระบบ โดยจะถูกเอ็กซีคิวต์ทีละงาน หรือรนั ทีละกลุ่มงาน (Batch)

Simple Batch Systems o การทางานในระบบน้ี CPU จะว่าง (idle) บ่อยมาก เน่ืองจากความเร็ว ของ CPU และอุปกรณ์รับส่งมีความแตกต่างกันมาก ทาให้ CPU ต้อง หยุดรอเพอื่ ให้อุปกรณ์ในการอ่านข้อมลู ทางานเสร็จก่อน o การใช้ประโยชน์จาก CPU อยู่ในระดับต่ามาก (Low CPU Utilization) และมีดีเลย์ (Delay) เกิดขึ้นระหว่างช่วงที่รันงานจนถึงงาน เสร็จ เรียกกว่า “Turnaround time”

Buffering o ในการทางานจะให้อุปกรณ์รับส่งข้อมูลทางานไปพร้อมๆ กับการประมวลผล ของ CPU โดยขณะที่ CPU ประมวลผลคาส่งั หน่ึง อุปกรณ์รับส่งข้อมูลจะ นาเข้าข้อมูลต่อไปที่ CPU ต้องการใช้งานเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจา เรียกวา่ บพั เฟอร์ (Buffer) o ยังมีปัญหาในเร่ืองความแตกต่างระหว่างความเร็วของ CPU กับอุปกรณ์ รับส่งอยู่ เนื่องจาก CPU มีความเร็วสูงกว่าอุปกรณ์รับส่งข้อมูลมาก และ ประเภทของงานท่ี CPU ประมวลผลนัน้ อาจเปน็ งานที่เน้นการใช้งาน CPU (CPU bound) หรอื เน้นการใช้งานอุปกรณ์รบั สง่ ขอ้ มลู (I-0 bound)

Spooling o พยายามแก้ปัญหาความแตกต่างระหว่างความเร็วของ CPU กับอุปกรณ์ รับส่งข้อมลู โดยให้มีการถ่ายเทข้อมูลไปยังอุปกรณ์รับส่งข้อมูลที่มีความเร็วสูง กวา่ เช่น เทปแมเ่ หล็ก o เมื่อโปรแกรมต้องการใช้ข้อมูล ระบบปฏิบัติการจะส่ังให้ CPU ไปอ่านข้อมูล ที่เทปแม่เหล็กแทน ทาให้ประสิทธิภาพในการทางานของ CPU สูงข้ึน เล็กน้อย แต่การทางานของโปรแกรมต้องผ่านขั้นตอนมากข้ึน และการเข้าถึง ข้อมลู บนเทปแม่เหล็กต้องเปน็ แบบลาดับ (Sequential Access) o ต่อมามีการคิดค้นดิสก์ขึ้น จึงได้เปลี่ยนไปใช้ดิสก์แทนเทปแม่เหล็ก ซึ่งทาให้ สามารถเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง (Direct Access) ทาให้ระบบทางานได้ รวดเรว็ มากข้ึน

Spooling o มกี ารนาเอาระบบ Spooling ไปประยกุ ตใ์ ชง้ านอื่นๆ เพือ่ เพ่มิ ประสิทธภิ าพ การทางานของระบบ เช่น การส่งั พิมพ์งานออกทางเครอ่ื งพิมพ์

Multiprogramming System o เพือ่ ใหส้ ามารถทาได้หลายงานพร้อมๆ กนั โดยในการทางานจะมโี ปรแกรม ประมวลผลมากกว่า 1 งาน อยู่ในภายในหน่วยความจาหลัก 0 ระบบปฏบิ ตั กิ าร งานท่ี 1 งานท่ี 2 งานที่ 3 งานท่ี 4 512K

Multiprogramming System o ระบบปฏิบัติการจะทาหน้าที่เลือกงานหรือโปรแกรมเข้าไปประมวลผลท่ี CPU ทันทีท่ี CPU ว่าง จากน้ันอาจต้องรอการอ่านเทปหรือรอการ ทางานของ I/O ระบบปฏิบัติการจะสวิตซ์ (Switch) ไปทางานอีกงาน ซง่ึ เมื่องานท่ี 2 ต้องรอ CPU จะสวิตซ์ไปอีกงาน ไปเรื่อยๆ จนวนมาถึงคิว ของงานแรก ทาให้ CPU ไม่มชี ว่ งเวลาว่างเลย o ระบบ Multiprogramming ช่วยให้มีการใช้ทรัพยากรของระบบโดยเฉพาะ CPU อย่างเต็มประสิทธภิ าพ (High Utilization)

Time-Sharing System o ปัญหาของระบบ Multiprogramming คือ หากโปรแกรมหรืองานท่ีเข้าไป ทางาน CPU มขี นาดใหญ่ หรือมีการทางานท่ี CPU เปน็ เวลานาน จะทา ใหโ้ ปรแกรมอื่นๆ ท่จี ะเข้าไปทางานที่ CPU ตอ้ งรอ จงึ กาหนดให้มีระบบการ แบ่งเวลา (Time-Sharing) สาหรับแต่ละโปรแกรมหรือแต่ละงานในการ เข้าไปทางานท่ี CPU ในระยะเวลาที่กาหนด o ระบบคอมพิวเตอร์ที่มีการทางานในระบบ Multiprogramming ร่วมกับ Time-Sharing นั้น จะช่วยให้ระบบสามารถให้บริการผู้ใช้ได้หลายคน พร้อมๆ กัน โดยให้ผู้ใช้แต่ละคนสลับกันเข้าไปใช้งาน CPU และเน่ืองจาก CPU ทางานด้วยความเร็วสูง ทาให้ผู้ใช้งานรู้สึกเหมือนเป็นเจ้าของระบบ ทั้งหมด

Real-time System o เป็นระบบท่ีใชใ้ นงานเฉพาะเจาะจง เช่น งานทดลองวิทยาศาสตร์ ระบบภาพ ทางการแพทย์ งานควบคมุ ทางอุตสาหกรรม o คานึงถึงอัตราเวลาการตอบสนอง (Response time) เป็นสาคัญ โดยมี การกาหนดระยะเวลาท่ีจะต้องทางานให้เสร็จภายในเวลาทกี่ าหนด o มผี ลให้ CPU มกี ารใช้งานท่ีต่ามาก เน่ืองจากระบบต้องให้ CPU ว่างหรือ เกือบว่างตลอดเวลา เพ่ือที่ระบบจะได้สามารถประมวลผลงานทันที เม่ือมี ข้อมลู เข้ามาในระบบ Real-time System แบ่งเปน็ 2 ประเภท คอื o Hard real-time system o Soft real-time system

Real-time System Hard real-time system o เป็นระบบที่กาหนดเวลาไว้แน่นอน เพื่อให้ระบบทางานได้เสร็จ หากว่า ระบบไม่สามารถทางานเสรจ็ ได้ตามเวลาที่กาหนด จะเกิดปัญหาร้ายแรง Soft real-time system o เป็นระบบท่ีกาหนดเวลาไว้แน่นอนเช่นกัน แต่ถ้าระบบทางานไม่เสร็จ ภายในเวลาที่กาหนดไว้ จะไม่เกิดปัญหาร้ายแรงเท่ากับระบบที่ทางาน แบบ Hard real-time

Multiprocessor System o เปน็ ระบบคอมพิวเตอร์ท่ีมีการเพ่ิมแกน (Core) ในการประมวลผลให้มี มากกว่า 1 แกนบน Chip เดียวกัน แต่ละตัวทางานเป็นอิสระจากกัน มีการใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกัน เช่น Dual-core Processor, Quad-core Processor

Multiprocessor System ประโยชน์ของระบบ Multiprocessor o ช่วยเพ่ิมปริมาณงาน (Throughput) ระบบคอมพิวเตอร์ที่มี 2 CPU และแต่ละ CPU ทางานต่างกัน ดังน้ันในเวลาท่ีเท่ากัน ระบบที่ ใชจ้ านวน CPU มากกว่า ย่อมใหป้ ริมาณงานทม่ี ากกวา่ o เพ่ิมความน่าเชื่อถือของระบบ (Reliability) ด้วยการกาหนดให้ทุก CPU ทางานเดียวกนั เพ่ือเป็นการตรวจสอบความถูกต้องในการทางาน และมี CPU สารอง ในกรณีที่เกิดความเสยี หายกับ CPU หลัก o ประหยัดค่าใช้จ่าย ด้วยการให้ CPU หลายตัวใช้ทรัพยากรของระบบ ร่วมกนั

Multiprocessor System ระบบ Multiprocessor แบ่งเปน็ 2 ประเภท o Symmetric-multiprocessing เป็นการประมวลผลโดยใช้ CPU มากกว่า 1 ตัว โดยที่แต่ละ CPU ทางานเท่ากัน ไม่มี CPU ตัวใดรับโหลดหรือทางานมากกว่าตัวอื่น และใช้ ระบบปฏบิ ตั ิการเดียวกันทุก CPU o Asymmetric-multiprocessing เป็นการประมวลผลโดยใช้ CPU มากกว่า 1 ตัว โดยมี CPU ตัวหนึ่ง เปน็ ตัวหลกั ทาหน้าท่บี รหิ ารจดั สรรทรัพยากร และแบง่ งานให้ CPU ตวั อ่นื ๆ

Multiprocessor System

Distributed System o เป็นระบบคอมพิวเตอร์ท่ีแต่ละ CPU มีทรัพยากรเป็นของตัวเอง มีการ นาคอมพิวเตอร์แต่ละเคร่ืองมาเชื่อมต่อกันด้วยระบบเครือข่าย แล้ว แจกจา่ ยงานใหก้ ับ CPU ทมี่ อี ยู่

Distributed System ประโยชน์ของ Distributed System o การแชร์ทรัพยากร (Resource Sharing) เป็นการลดค่าใช้จ่ายใน การซ้ืออุปกรณ์ เนอื่ งจากสามารถแชร์กันได้ เชน่ พริ้นเตอร์ o การทางานเร็วข้ึน ถ้าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทางานอยู่มีงานโอเวอร์โหลด (Overload) จะทาการส่งงานบางส่วนไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น เรยี กวธิ กี ารน้วี า่ Load Sharing o ความนา่ เช่อื ถือ (Reliability) ถา้ เคร่อื งคอมพิวเตอร์ A เสีย สามารถ โอนขอ้ มลู ไปทางานทคี่ อมพวิ เตอร์ B ไดโ้ ดยไมต่ อ้ งรอ