หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

หลกั การทางานของคอมพิวเตอร์

หลกั การทางานของคอมพวิ เตอร์ คอมพวิ เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มนุษยป์ ระดิษฐม์ าเพอ่ื อานวยความสะดวกในดา้ นต่างๆ ไม่วา่ จะเป็นดา้ น การคานวนการเกบ็ ขอ้ มลู การตดั สินใจ และอื่นๆในอดีตคอมพวิ เตอร์ถูกนามาใชใ้ นงานดา้ น วทิ ยาศาสตร์เป็นส่วนใหญ่ แต่ปัจจุบนั คอมพวิ เตอร์ถกู พฒั นาขีดความสามารสูงข้ึน มีการนาไป ประยกุ ตใ์ ชใ้ นหน่วยงานต่างๆมากมาย เช่น ราชการ ธุรกิจ การแพทย์ การทหาร เป็นตน้ ซ่ึงการ เรียนรู้ข้นั ตอนการทางานของคอมพวิ เตอร์ทาใหเ้ ราสามารถเลือกซ้ือคอมพวิ เตอร์ไดต้ รงตามความ ตอ้ งการ โดยหลกั การทางานของคอมพิวเตอร์จะเป็นตามท่ีโปรแกรมกาหนดไว้ โดยตวั เคร่ือง หรือที่ เรียกวา่ ฮาร์ดแวร์(Hardware) จะมีส่วนประกอบที่สาคญั พ้นื ฐาน 5 หน่วย คือ

1. หน่วยรับข้อมูล (input unit) เป็นหน่วยท่ที าหน้าทรี่ ับข้อมลู จากผ้ใู ช้เข้าสคู่ อมพิวเตอร์ เชน่ ตวั อกั ษร ตวั เลข สญั ลกั ษณ์ เป็นต้น โดยจะแปลงข้อมลู ให้อยใู่ นรูป ของสญั ญาณไฟฟ้ าทีคอมพวิ เตอร์สามารถเข้าใจได้ โดยนามาจดั เก็บไว้ที่หนว่ ยความจาหลกั และใช้ประมวลผลได้ อปุ กรณ์ หน่วยรับข้อมลู ที่นิยมใช้ในปัจจบุ นั

เมาส์ (Mouse) คืออุปกรณ์ท่ีใชใ้ นการควบคุมตวั ช้ีบนจอคอมพวิ เตอร์ (pointing device) เป็นอุปกรณ์สาคญั ในการใชง้ านคอมพวิ เตอร์ชิ้นหน่ึง ซ่ึงปัจจุบนั ถูกออกแบบมาใหม้ ีรูปร่าง ลกั ษณะ สีสนั ต่างๆกนั บางรุ่นมีไฟประดบั ใหส้ วยงาม เพ่ือใหเ้ มาะสมกบั การใชง้ านในแต่ละประเภทและความชื่นชอบของ ผใู้ ช้ เช่นมีขนาดเลก็ มีส่วนโคง้ และส่วนเวา้ เขา้ กบั อุง้ มือของผใู้ ช้ มีรูปร่างสีสนั แปลกตาไปจากรุ่น ทวั่ ๆไป หรือเป็นรูปตวั การ์ตูน

แป้ นพมิ พ์ หรือ คียบ์ อร์ด (keyboard) ประกอบดว้ ยป่ ุมตวั อกั ษร ตวั เลข และสญั ลกั ษณ์ต่างๆ เพอ่ื ใหค้ ุณสามารถใส่ขอ้ มลู เขา้ สู่ คอมพวิ เตอร์ แป้ นพิมพเ์ ป็นอุปกรณ์รับขอ้ มูลเบ้ืองตน้ มีลกั ษณะการทางานคลา้ ยคียบ์ อร์ดของ เคร่ืองพมิ พด์ ีด แต่ไดเ้ พมิ่ ป่ ุมควบคุมเฉพาะสาหรับคอมพวิ เตอร์ โดยปกติจะมี 101 ป่ ุม ซ่ึงบางรุ่น อาจจะมีนอ้ ย หรือมากกวา่ กไ็ ด้

ไมโครโฟน Microphone ไมโครโฟน หรือ เรียกกนั แบบยอ่ วา่ ไมค์ (Mic.) คือ อุปกรณ์ แปลงพลงั คล่ืนเสียง ใหก้ ลายเป็น คลื่นสญั ญาณไฟฟ้ า โดยมีจุดกาเนิดจากการคิดวธิ ีส่งสญั ญาณโทรศพั ท์ ไมโครโฟนไดถ้ ูกนามาใชป้ ระโยชน์ต่างๆมากมาย ท้งั ดา้ นการส่ือสาร, การบนั ทึกเสียง, ระบบคารา โอเกะ, เคร่ืองช่วยฟัง, อุตสาหกรรมภาพยนต,์ การแสดงสดและการบนั ทึกเสียง หรืองานของวศิ วกร ดา้ นเสียง

2. หน่วยประมวลผลกลาง (central processing unit) ซีพียู (CPU) หรือ Central Processing Unit หมายถึง “หน่วยประมวลผลกลาง” หรือ เรียกอีกช่ือหน่ึงวา่ “ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor)” เป็นอุปกรณ์อิเลค็ ทรอนิคส์ท่ี ใชใ้ นการประมวลผลขอ้ มูล ตามชุดคาสงั่ ท่ีมาจากซอฟตแ์ วร์ ตวั ของซีพียนู ้นั มีลกั ษณะเป็นชิป (Chip) ตวั เลก็ ๆ ซ่ึงภายในบรรจุทรานซิสเตอร์จานวนหลายลา้ นตวั ต่อเขา้ เป็นวงจร อิเลค็ ทรอนิคส์จานวนมหาศาล มีหนา้ ที่คานวณตวั เลขจากชุดคาสง่ั ท่ีผใู้ ชป้ ้ อนโปรแกรมเขา้ ไป โดย ซีพยี จู ะทาการอ่านชุดคาสงั่ มาแปลความหมาย และทาการคานวณ เมื่อไดผ้ ลลพั ธ์กจ็ ะส่งผลลพั ธ์ ออกไปแสดงผลทางหนา้ จอ ซีพยี ู จึงเปรียบไดก้ บั “สมอง”ของคอมพวิ เตอร์

ซีพยี ู (Central Processing Unit ) ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) น้นั ยอ่ มาจากคาวา่ ซ่ึงหมายความวา่ เป็นหน่วย ประมวลผลกลาง ซ่ึงเปรียบเสมือนสมองของคอมพวิ เตอร์ในการทาหนา้ ที่ตดั สินใจหรือคานวณ จาก คาสงั่ ท่ีไดร้ ับมา ถือเป็นหวั ใจหลกั ในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ โดยพ้นื ฐานแลว้ ซีพียทู า หนา้ ที่ประมวลผลขอ้ มูลทางคณิตศาสตร์และขอ้ มลู เชิงตรรกะ

3. หน่วยความจาหลกั (main memory unit) หน่วยความจาหลกั เป็นอุแกรร์ที่ใชใ้ นการเกบ็ ขอ้ มลู และคาสง่ั ที่อยรู่ ะหวา่ งการประมวลผลของ คอมพิวเตอร์หรือในขณะที่เปิ ดเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ บางคร้ังอาจเรียกวา่ หน่วยเกบ็ ขอ้ มลู หลกั (primary storage) หน่วยความจาจะทางานควบคู่ไปกบั CPU และช่วยใหก้ ารทางานของ CPU มีประสิทธิภาพมากยง่ิ ข้ึน โดยวงรอบการทางานของซีพียนู ้นั เร็วมาก หากไม่มีที่เกบ็ ขอ้ มูล หรือท่ีพกั ขอ้ มลู และความเร็วในการเขา้ ถึงขอ้ มูลที่ไม่มีขนาดเพียงพอจะทาใหก้ ารประมวลผลชา้ ลง

แรม (RAM : Random Access Memory) คือ หน่วยความจาท่ีใชเ้ ป็นหน่วยความจาหลกั ของเคร่ืองคอมพิวเตอร์ เป็นหน่วยความจาประเภทท่ี อ่าน/เขียน ขอ้ มลู ลงไปไดต้ ลอดเวลา แต่ถา้ ไฟดบั หรือปิ ดเคร่ือง ขอ้ มลู ในหน่วยความจาจะหายหมด ทนั ที หน่วยความจาจะทางานร่วมกนั กบั ซีพียู (CPU)อยตู่ ลอดเวลา่่ แทบทุกจงั หวะการทางาน ของซีพียู (CPU) จะตอ้ งมีการอ่าน/เขียนขอ้ มูลไปยงั หน่วยความจาเสมอ หรือแมแ้ ต่ในขณะที่เราสงั่ ยา้ ยขอ้ มลู จากท่ีหน่ึงไปยงั อีกท่ีหน่ึงกต็ อ้ งใชห้ น่วยความเป็นตวั กลางในการส่งขอ้ มลู

4. หน่วยความจารอง (secondary storage) หน่วยความจารอง เป็นหน่วยความจาท่ีใชเ้ กบ็ ขอ้ มลู และโปรแกรมท่ีตอ้ งการใชง้ านในคราวต่อไป ได้ ซ่ึงสามารถบรรจุขอ้ มลู และโปรแกรมไดเ้ ป็นจานวนมาก เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มลู ถาวรท่ีผใู้ ชส้ ามารถ ยา้ ยขอ้ มูลและคาสงั่ ท่ีอยใู่ นหน่วยความจาแรม ขณะที่เคร่ืองคอมพิวเตอร์ทางานมาจดั เกบ็ ไวไ้ ดด้ ว้ ย คาสงั่ บนั ทึกของโปรแกรมประยกุ ต์ ทาใหผ้ ใู้ ชส้ ามารถเรียกขอ้ มลู และคาสงั่ มาใชใ้ นภายหลงั ซ่ึง หน่วยความจารองมีความจุขอ้ มูลมากกวา่ หน่วยความจาหลกั และมีราคาถูกกวา่ แต่เขา้ ถึงขอ้ มลู ไดช้ า้ กวา่ หน่วยความจาแรม

SSD (Solid State Drive ) คือ อปุ กรณ์จดั เก็บข้อมลู ของคอมพวิ เตอร์ชนิดหนงึ่ ทเี่ หมอื นกบั Harddisk (ฮาร์ดดิสก์) เพียงแตร่ ูปแบบการบนั ทกึ ข้อมลู ของ SSD จะเป็นการบนั ทกึ ข้อมลู แบบ Flash Memory (แฟรต เมมโมรี่) พดู ง่ายๆก็เหมือนกบั FlashDrive (แฟรต ไดร์ส) ทเ่ี ราใช้กนั อย่ใู นทกุ วนั นีน้ น่ั เอง มกั นิยมนามาใช้กบั เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ขนาดเลก็ Netbook (โน๊ตบ๊คุ ) เพราะขนาดของ SSD นีจ้ ะมีขนาดเลก็ ประมาณ 1.8 - 2.5 นิว้

ฮาร์ดดิสก์ (Harddisk) คืออุปกรณ์ชิ้นหน่ึง ที่เป็นตวั เกบ็ ขอ้ มูลต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ ไม่วา่ จะเป็นขอ้ มูลระบบปฏิบตั ิการณ์ ต่างๆ หรือขอ้ มูลในรูปแบบของโปรแกรมประยกุ ต์ หรือแฟ้ มงานต่างๆ ลว้ นถูกเกบ็ รักษาเอาไวใ้ น ฮาร์ดดิสก์ ฮาร์ดดิสก์ เลยเป็นอุปกรณ์ที่จาเป็นและสาคญั ที่สุดชิ้นหน่ึงเลยทีเดียวกว็ า่ ได้

5. หน่วยแสดงผล (output unit) เป็นหน่วยท่ีทาหนา้ ที่แสดงผลที่ไดจ้ ากการประมวลผลขอ้ มูลที่เตรียมไวใ้ นหน่วยความจาหลกั เพอื่ ส่งขอ้ มูลหรือส่ือสารกบั ผรู้ ับโดยมีฮาร์ดแวร์ทาหนา้ ท่ีเป็นส่วนแสดงผลหรือส่งขอ้ มูลที่ไดจ้ ากการ ประมวลผลจากซีพียมู ายงั ผรู้ ับ ท้งั ในรูปแบบภาพ เสียง และส่ิงพิมพ์ ฮาร์ดแวร์ทีทาหนา้ ท่ีในหน่วยน้ี มีหลายประเภทดว้ ยกนั ตวั อยา่ งเช่น จอภาพหรือมอนิเตอร์ ลาโพง หูฟัง เคร่ืองพิมพ์ และเครื่องแอล ซีดีโพรเจคเตอร์ แต่ละประเภทจะมีลกั ษณะและการนาเสนอขอ้ มูลที่แตกต่างกนั

จอภาพ (Monitor) เป็นอุปกรณ์ที่รับสญั ญาณจากการ์ดแสดงผล มาแสดงเป็นภาพบน จอภาพ ซ่ึงเทคโนโลยจี อภาพใน ปัจจุบนั คงจะเป็น จอภาพแบบ Trinitron และ Flat Screen(จอแบน) ไม่วา่ จะเป็น CRT(moniter ทวั่ ไป) หรือ LCD (จอที่มีลกั ษณะแบนเรียบท้งั ตวั เครื่อง) จอแบนจะมี ประสิทธิภาพ ในการแสดงผลมากกวา่ จอปกติ เพราะสามารถลดแสดงสะทอ้ นไดด้ ี กวา่ ทาใหไ้ ม่เกิด อาการเมื่อยลา้ และปวดตา เม่ือตอ้ งทางานนาน ๆ แต่ ราคาของจอแบนยงั มีราคาสูงกวา่ จอปกติ พอสมควร ทาใหย้ งั ไม่เป็น ที่นิยมมากนกั แต่ในอนาคตอนั ใกลจ้ อแบนคงจะมีราคาท่ีถูกกวา่ น้ี และ เป็ นมาตรฐานของจอภาพคอมพิวเตอร์ในอนาคต