หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

หลกั การทางานของคอมพวิ เตอร์หลกั การทางานของคอมพวิ เตอร์ เม่ือพจิ ารณาศพั ทค์ าวา่ Computer ถา้ แปลกนั ตรงตวั ตามคาภาษาองั กฤษ จะหมายถึง เครื่องคานวณดงั น้นั ถา้ กล่าวอยา่ งกวา้ ง ๆ เครื่องคานวณท่ีมีส่วนประกอบเป็นเคร่ืองกลไกหรือเครื่องไฟฟ้า ต่างกจ็ ดั เป็นคอมพวิ เตอร์ไดท้ ้งั สิ้น ลูกคิดท่ีเคยใชก้ นั ในร้านคา้ ไมบ้ รรทดั คานวณ (slide rule) ซ่ึงถือเป็นเคร่ืองมือประจาตวัวศิ วกรในยคุ ยส่ี ิบปี ก่อน หรือเครื่องคิดเลข ลว้ นเป็นคอมพิวเตอร์ไดท้ ้งั หมด ในปัจจุบนั ความหมายของคอมพวิ เตอร์จะระบุเฉพาะเจาะจง หมายถึง เคร่ืองคานวณอิเลก็ ทรอนิกส์ท่ีสามารถทางานคานวณผลและเปรียบเทียบคา่ ตามชุดคาสง่ั ดว้ ยความเร็วสูงอยา่ งต่อเนื่องและอตั โนมตั ิ แต่ในพจนานุกรมฉบบั ราชบณั ฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ไดใ้ หค้ าจากดั ความของคอมพวิ เตอร์ไวค้ อ่ นขา้ งกะทดั รัดวา่ \"เคร่ืองอิเลก็ ทรอนิกส์แบบอตั โนมตั ิ ทาหนา้ ที่เสมือนสมองกล ใชส้ าหรับแกป้ ัญหาต่าง ๆ ท้งั ท่ีง่ายและซบั ซอ้ น โดยวธิ ีทางคณิตศาสตร์\"คุณลกั ษณะสาคญั ของเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ มี 4 ประการ คือ1. ทางานโดยอตั โนมัติ ถา้ สงั เกตการทางานของคอมพวิ เตอร์ จะพบวา่ อุปกรณ์ทุกอยา่ งของคอมพิวเตอร์ทางานไดเ้ องโดยอตั โนมตั ิ โดยที่คนไมไ่ ดเ้ ขา้ ไปควบคุม ไม่วา่ จะเป็นการอ่านขอ้ มูล การคานวณ หรือการพิมพ์ผลลพั ธ์2. ทางานได้อเนกประสงค์ เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ทางานไดอ้ เนกประสงค์ เพราะทางานไดห้ ลายชนิดข้ึนอยู่กบั โปรแกรมท่ีใช้ เช่น โปรแกรมเงินเดือน โปรแกรมคิดคะแนนสอบของนกั เรียน เป็นตน้3. เป็ นอปุ กรณ์อเิ ลค็ ทรอนิคส์ อุปกรณ์ต่าง ๆ ท่ีประกอบกนั เขา้ เป็นเคร่ืองคอมพวิ เตอร์น้นั ลว้ นแลว้ แต่เป็นอุปกรณ์ทางดา้ นอิเลค็ ทรอนิคส์ท้งั สิ้น เช่น ทรานซิสเตอร์ วงจรไอซี ดงั น้นั จึงทางานดว้ ยความเร็วสูงมาก4. เป็ นระบบดจิ ิตอล คาว่า ดิจติ อล (Digital) มาจากคาวา่ Digit หมายถึง ตวั เลข เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ส่วนใหญ่ ทางานโดยใชร้ ะบบตวั เลข ขอ้ มูลทุกชนิดไม่วา่ จะเป็นตวั เลข ตวั หนงั สือ หรือเครื่องหมายในทางคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เมื่อส่งเขา้ เคร่ืองรับขอ้ มูลของคอมพวิ เตอร์แลว้จะถูกเปลี่ยนเป็นตวั เลขหมดการทางานของคอมพวิ เตอร์เคร่ืองคอมพิวเตอร์มีข้นั ตอนการทางาน 3 ข้นั ตอน คือ1. รับโปรแกรมและข้อมูล โปรแกรมในท่ีน้ี หมายถึง ชุดของคาสง่ั ที่จะใหค้ อมพิวเตอร์ทางาน ส่วนขอ้ มลูอาจเป็นตวั เลขหรือตวั หนงั สือกไ็ ด้ ท่ีตอ้ งการใหค้ อมพิวเตอร์ทาการประมวลผล

2. การประมวลผล หมายถึง การจดั ระเบียบแบบแผนของขอ้ มูล เพอ่ื ใหไ้ ดผ้ ลลพั ธ์ตามที่ตอ้ งการ ซ่ึงทาได้โดยการคานวณเปรียบเทียบ วเิ คราะห์โดยใชส้ ูตรทางวิทยาศาสตร์ หรือ คณิตศาสตร์ โดยอาศยั คาสง่ั หรือโปรแกรมท่ีเขียนข้ึน 3. แสดงผลลพั ธ์ คือ การนาผลลพั ธ์ท่ีไดจ้ ากการประมวลผลเสร็จเรียบร้อย แสดงออกในรูปแบบต่าง ๆ ที่ผใู้ ชเ้ ขา้ ใจ และนาไปใชป้ ระโยชนไ์ ด้ องค์ประกอบของคอมพวิ เตอร์องค์ประกอบของระบบคอมพวิ เตอร์ระบบคอมพิวเตอร์ประกอบดว้ ยองคป์ ระกอบสาคญั 5 ส่วนดว้ ยกนั คือองคป์ ระกอบของระบบคอมพิวเตอร์ 1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware) ฮาร์ดแวร์ (Hardware) คือลกั ษณะทางกายของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซ่ึงหมายถึงตวั เครื่องคอมพวิ เตอร์และ อุปกรณ์รอบขา้ ง (peripheral) ที่เกี่ยวขอ้ ง เช่น ฮาร์ดดิสก์ เครื่องพมิ พ์ เป็นตน้ ฮาร์ดแวร์ประกอบดว้ ย1 หน่วยรับข้อมูลเข้า (Input Unit) หน่วยรับขอ้ มูลเขา้ เป็นหน่วยที่ทาหนา้ ที่รับขอ้ มูล หรือคาสงั่ เขา้ สู่คอมพวิ เตอร์เพ่อื ใหค้ อมพวิ เตอร์นาขอ้ มูล หรือคาสงั่ ดงั กล่าวไปประมวลผลกลางต่อไป ตวั อยา่ งของอุปกรณ์ท่ีจดั อยใู่ นหน่วยรับขอ้ มูลเขา้ ไดแ้ ก่ -แป้นพิมพ์ (Keyboard) -เมาส์ (Mouse) -ไมโครโฟน (Microphone) -แสกนเนอร์ (Scanner) -กลอ้ งดิจิตอล

-ตวั อยา่ งของหน่วยรับขอ้ มูลเขา้ แสดงในรูป2 หน่วยประมวลผล (Central Process Unit) หน่วยประมวลผลกลาง เป็นหน่วยที่สาคญั ที่สุด เปรียบไดก้ บั สมองของคอมพวิ เตอร์มีหนา้ ท่ีประมวลผลของมูล หรือคาสงั่ ต่าง ๆ และมีหนา้ ท่ีควบคุมระบบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ ใหท้ ุกหน่วยทางานสอดคลอ้ งกนั ซ่ึงหน่วยประมวลผลการจะประกอบดว้ ยหน่วยยอ่ ย ๆ ดงั ตอ่ ไปน้ี หน่วยความจา (Memory Unit) รีจิสเตอร์ (Register) คือ หน่วยความจาท่ีอยภู่ ายใน CPU ทาหนา้ ที่เกบ็ ขอ้ มูลที่ส่งมาจากหน่วยความจาหลกั และจะนาขอ้ มูลดงั กล่าวไปประมวลผล รอม (Read Only Memory: ROM) คือ หน่วยความจาหลกั ชนิดถาวรของคอมพวิ เตอร์ทาหนา้ ที่เกบ็คาสง่ั ต่าง ๆ ไม่สามารถแกไ้ ขข้ อ้ มูลในรอมได้ เปรียบไดก้ บั หนงั สือท่ีจะเกบ็ ความรู้ตา่ ง ๆ เอาไว้ แรม (Random Access Memory: RAM) คือ หน่วยความจาหลกั ชนิดหน่ึงของคอมพวิ เตอร์ทาหนา้ ท่ีเกบ็ ขอ้ มูล หรือคาสงั่ ต่าง ๆ ที่ใชใ้ นการประมวลผล สามารถแกไ้ ขขอ้ มูลในแรมได้ และขอ้ มูลจะหายไปเม่ือปิ ดเครื่อง คอมพวิ เตอร์ เปรียบไดก้ บั กระดาษทดหน่วยคานวณ และ ตรรกะ (Arithmetic and Login Unit:ALU) เป็นหน่วยที่ทาหนา้ ที่คานวณทางดา้ นคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร หรือคานวณทางตรรกะศาสตร์เช่น เปรียบเทียบขอ้ เทจ็ เป็นตน้ หน่วยควบคุม (Control Unit) เป็นหน่วยที่ทาหนา้ ที่ควบคุมการทางานทุกๆ หน่วยในCPU และอุปกรณ์ต่อพว่ งใหท้ างานไดอ้ ยา่ งสมั พนั ธก์ นั3 หน่วยแสดงผล (Output Unit) หน่วยแสดงผลเป็นหน่วยท่ีทาหนา้ ท่ีนาผลลพั ธท์ ่ีไดจ้ ากการประมวลผลกลางไปแสดงตวั อยา่ งอุปกรณ์ท่ีจดั เป็นชนิดหน่วยแสดงผลไดแ้ ก่ -จอภาพ -เคร่ืองพมิ พ์ -ลาโพง4 หน่วยเกบ็ ข้อมูลสารอง (Secondary Storage) หน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารอง คือ สื่อในการเกบ็ บนั ทึกขอ้ มูล เช่น Hard disk, CD-ROM,Tape, Floppy disk เป็นตน้

2. ซอฟต์แวร์ (Software) คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ท่ีประกอบออกมาจากโรงงานจะยงั ไม่สามารถทางานใดๆ เน่ืองจากตอ้ งมีซอฟตแ์ วร์ (Software)ซ่ึงเป็นชุดคาสงั่ หรือโปรแกรมท่ีสง่ั ใหฮ้ าร์ดแวร์ทางานต่าง ๆ ตามตอ้ งการ โดยชุดคาสง่ัหรือโปรแกรมน้นั จะเขียนข้ึนมาจาก ภาษาคอมพิวเตอร์ (Programming Language) ภาษาใดภาษาหน่ึง และมีโปรแกรมเมอร์ (Programmer) หรือนกั เขียนโปรแกรมเป็นผใู้ ชภ้ าษาคอมพวิ เตอร์เหล่าน้นั เขียนซอฟตแ์ วร์ต่าง ๆข้ึนมา

จบ