หน่วยที่ 1 - หลักการทำงานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่อพ่วง

หนังสอื เรยี น อิเล็กทรอนิกส์ E-Book หลกั การทาํ งานของอปุ กรณค์ อมพิวเตอร์ และอปุ กรณต์ อ่ พ่วงแหลง่ ขอ้ มลู นายสามารถ เกิดพรธรรม วทิ ยาลยั การอาชีพสระบรุ ี

แผนการสอน/การเรียนรภู าคทฤษฎี หนว ยท่ี 1 ชอ่ื วชิ า คอมพวิ เตอรแ ละการบํารุงรกั ษา สัปดาหท ี่ 1 ชอ่ื หนวย หลกั การทำงานของอุปกรณคอมพิวเตอร และอปุ กรณต อ พว ง 4 ชว่ั โมง สาระสำคญั คอมพวิ เตอร เปนอุปกรณอเิ ล็กทรอนิกสที่มนุษยใชเปน เครื่องมือชว ยในการจัดการกับขอมูลท่ี เปน เลข ตัวอักษร หรอื สญั ลักษณท่ีใชแทนความหมายในสงิ่ ตางๆ ทีส่ ามารถกำหนดโปรแกรมได ทำให คอมพิวเตอรทำงานไดหลากหลายรูปแบบ ซึ่งการทำความเขาในหลักการทำงานของคอมพิวเตอรควร จะตองเริ่มจากระบบคอมพิวเตอรท ี่ประกอบดวย ฮารดแวร ซอฟทแวร พีเพิลแวร และขอมูล โดยจะ เหน็ วาทั้ง 4 สว นจะตอ งทำงานประสานกนั จึงจะเปน ระบบทส่ี ามารถทำงานไดอยา งสมบรู ณ ในหนวย นี้จะกลาวถึงรายละเอียดของหลักการทำงานของอุปกรณคอมพิวเตอรและอุปกรณตอพวง ที่เปน สว นประกอบของระบบคอมพิวเตอรนัน่ เอง เนือ้ หาสาระการสอน/การเรยี นรู • ดานความรู (ทฤษฎี) ระบบคอมพวิ เตอร (Computer System) (จุดประสงคเ ชิงพฤติกรรมขอท่ี 1) ระบบคอมพวิ เตอร หมายถึงองคประกอบหลักทจี่ ะทำใหเครอื่ งคอมพวิ เตอรส ามารถทำงาน ไดอ ยางสมบูรณ ถาขาดองคประกอบสวนใดสว นหน่ึง คอมพิวเตอรไมสามารถทจี่ ะทำงานได ระบบ ของคอมพิวเตอรน ีป้ ระกอบดวย 4 สว น คอื 1) ฮารด แวร (Hardware) อุปกรณแ ละชิน้ สว นของคอมพวิ เตอร 2) ซอฟตแ วร (Software) โปรแกรมหรือชุดคำสง่ั 3) บุคลากร (People ware) บคุ ลากรในงานดานคอมพวิ เตอร 4) ขอ มูล (Data) ตวั ของขอเทจ็ จริงท่ีปอ นใหค อมพิวเตอรทำงาน

1.1 ฮารดแวร (Hardware) (จุดประสงคเชิงพฤติกรรมขอที่ 2) หมายถึงอุปกรณตางๆ ที่ ประกอบขึ้นเปนเครื่องคอมพิวเตอร มีลักษณะเปนโครงรางสามารถมองเห็นดวยตาและสัมผัสไดเชน จอภาพ คียบอรด เครื่องพิมพ เมาส เปนตน ซึ่งสามารถแบงออกเปนสวนตางๆ ตามลักษณะการ ทำงาน ได 4 หนวย คือหนวยรับขอมูล (Input Unit) หนวยประมวลผลกลาง หรือ CPU (Central Processing Unit) หนวยแสดงผล (Output Unit) หนวยความจำ (Memory Unit) ซึ่งรวมไปถึงหนวยเก็บ ขอ มลู สำรอง (Secondary Storage) โดยอปุ กรณแ ตละหนว ยมหี นา ทีก่ ารทำงานแตกตางกัน 1.1.1 แผงวงจรหลัก (Main Board) (จุดประสงคเ ชิงพฤติกรรมขอ ท่ี 3) แผงวงจรหลัก (Main Board) เปน แผงวงจรขนาดใหญทสี่ ุดในเครื่องทำหนาท่ี เชื่อมตออุปกรณตางๆ เชน หนวยประมวลผลกลางหรือ CPU RAM การดเสียง การดจอภาพและอื่นๆ เขา ดวยกนั แผงวงจรหลักจะมีชองเสียบอุปกรณเรียกวาสล็อต (Slot) และชองเชื่อมตอกับอุปกรณอื่นๆ เรียกวาพอรต (Port) ดังนั้นควรเลือกแผงวงจรหลักที่สามารถประสานการทำงานรวมกับอุปกรณและ รองรับอุปกรณที่สนับสนุนกับเทคโนโลยีใหมในอนาคตได ซึ่งสวนประกอบตางๆ ที่สำคัญของ แผงวงจรหลกั มดี งั นี้ 1) ชิปเซต็ (Chipset) 2) CPU socket 3) สล็อตสำหรบั ตดิ ตง้ั RAM 1.1.2 หนว ยรับขอ มูล (Input unit) (จุดประสงคเชงิ พฤตกิ รรมขอที่ 4-5) หนวยรับขอมูล (Input unit) เปนหนวยที่รับสัญญาณเขามาจากอุปกรณรับ ขอมูลเขา แลวแปลงใหเปนสัญญาณที่เหมาะสมเพื่อสงใหหนวยประมวลผลกลางทำการประมวลผล อุปกรณรับขอมูลที่ใชกันสวนใหญ ไดแกแปนพิมพ (Keyboard) และเมาส (Mouse) นอกจากนี้ยังมี อปุ กรณรับขอมลู เขา อืน่ ๆ ดงั นี้ 1.1.2.1 แปน พิมพ (Keyboard) 1.1.2.2 เมาส (Mouse) 1.1.2.3 Track ball, Track point และTouch pad 1.1.2.4 Joystick 1.1.2.5 จอภาพระบบสัมผสั (Touch Screen) 1.1.2.6 อปุ กรณก วาดขอมลู 1.1.2.7 กลอ งถา ยภาพดจิ ิตอล หรอื Digital Camera 1.1.2.8 กลองวีดโี อดิจติ อล หรอื Digital Video Camera 1.1.3 หนว ยประมวลผลกลาง (จดุ ประสงคเ ชงิ พฤตกิ รรมขอท่ี 6) หนวยประมวลผลกลางหรือ CPU ยอมาจาก Central Processing Unit เปนอุปกรณที่ มีความสำคัญเสมือนสมองของคอมพิวเตอร มีหนาที่หลักในการประมวลผลขอมูล โดยรับขอมูลจาก

ผูใชผานอุปกรณตางๆ เชน เมาส และคียบอรด จากนั้นจึงทำการประมวลผลและสงผลลัพธออกมา ทางอุปกรณแสดงผล เชนทางจอภาพ ลำโพง หรือเครื่องพิมพ หนวยประมวลผลกลางประกอบดวย สว นประสำคัญ 3 สวน คือ 1) หนวยคำนวณและตรรกะ หรือ ALU (Arithmetic & Logical Unit) ทำหนาที่ เกี่ยวของกับการคำนวณทางคณิตศาสตร เชน บวก ลบ คูณ หาร นอกจากนี้ยังสามารถเปรียบเทียบ ตามเงื่อนไข เพื่อใหไดคำตอบตามเงื่อนไข เชนเปรียบเทียบมากวา นอยกวา เทากัน ไมเทากันของ จำนวน 2 จำนวน เปน ตน 2) หนวยควบคุม หรือ CU (Control Unit) ทำหนาที่ควบคุมลำดับขั้นตอนการการ ประมวลผลและการทำงานของอุปกรณตางๆ ภายในหนวยประมวลผลกลางและรวมไปถึงการ ประสานงานในการทำงานรวมกันระหวางหนวยประมวลผลกลางกับอุปกรณนำเขาขอมูล อุปกรณ แสดงผล และหนว ยความจำสำรองดว ย 3) หนวยความจำ Cache เปนระบบหนวยความจำความเร็วสูงที่เก็บขอมูลบางสวน ของ Main Memory ในทางกายภาพแลว Cache จะอยูตรงกลางระหวาง Main Memory กับหนวย ประมวลผลกลาง เพราะวา Cache มีความเร็วสงู กวา Main Memory ทำใหเปน การเพิ่มประสิทธิภาพใน การทำงานของระบบ เพราะถาไมมีหนวยความจำ Cache แลว หนวยประมวลผลกลางจะเสียเวลาใน การหยุดรอขอ มลู จาก RAM ซง่ึ ทำงานชา กวา Cache มาก 1.1.4 หนวยความจำ (จุดประสงคเชิงพฤติกรรมขอที่ 7-8) เพื่อใชในการประมวลผลของ คอมพิวเตอร หรอื ใชเ กบ็ ขอมูลเพอ่ื ใชง านภายหลงั แบงออกเปน ประเภทตางๆ ดงั นี้ 1.1.4.1 หนวยความจำภายใน เปนหนวยความจำที่ติดตั้งอยูบนแผงวงจรหลักใน เครื่องคอมพวิ เตอร ทัง้ แบบท่ีตดิ อยกู บั แผงวงจรหลกั และแบบถอดประกอบได ประกอบดว ย 1.1.4.1.1 หนว ยความจำแบบ RAM (Random Access Memory) 1.1.4.1.2 หนวยความจำแบบ ROM (Read Only Memory) 1.1.4.2 หนวยความจำสำรอง หมายถึงหนวยความจำที่ใชเก็บบันทึกขอมูลเอาไว อยางถาวร เพื่อใชงานภายหลัง นำสง หรือแลกเปลี่ยนขอมูลกับผูอื่น ซึ่งสามารถแกไขเปลี่ยนแปลง ขอ มูลที่เกบ็ ไดตลอดเวลา ไดแ กเทปแมเหลก็ จานแมเหลก็ และแผน จานแสง 1.1.5หนวยแสดงผล (Output Unit) (จุดประสงคเชงิ พฤติกรรมขอที่ 9-10) ทำหนาท่ีนำผล จากการประมวลผลมาแปลงเปน สัญญาณที่เหมาะสมเพื่อใชแสดงผลแกผูใชทางอุปกรณแสดงผล โดย มอี ุปกรณตางๆ ดังนี้ 1.1.5.1 จอแสดงผล จอแสดงผล หรือ Monitor ทำหนาที่รับขอมูลที่สงมาจากหนวยประมวลผล กลางเพือ่ นำมาแสดงบนจอภาพใหผ ูใชเ ห็นและทำงานได มีรูปแบบและการทำงานทีต่ างกนั ดังน้ี

1) จอภาพแบบ CRT หรอื Cathode Ray Tube 2) จอภาพแบบ LCD (Liquid Crystal Display) 3) จอภาพแบบ LED (Light Emitting Diode) 1.1.5.2 เครอ่ื งพมิ พ (Printer) เครื่องพิมพเปนอุปกรณที่ทำหนาที่แสดงผลที่ไดจากการประมวลผลของ เครื่องคอมพิวเตอรใหอยูในรูปของอักษร หรือรูปภาพที่จะไปปรากฏอยูบนกระดาษ โดยเครื่องพิมพ แบง ออกเปน 4 ประเภท ดงั นี้ 1) เครือ่ งพิมพแบบดอตแมทริกซ (Dot Matrix Printer) 2) เคร่ืองพมิ พแบบพนหมกึ (Ink-Jet Printer) 3) เคร่อื งพมิ พแบบเลเซอร (Laser Printer) 4) พล็อตเตอร (Plotter) 1.1.5.3 การดแสดงผล การดแสดงผล หรือ Graphic Card หรือ Display Card หรือ VGA Card เปนอุปกรณที่ ใชแปลงสัญญาณทางดิจิตอลใหเปลี่ยนเปนสัญญาณภาพที่ใชแสดงผลบนจอคอมพิวเตอร ชนิดของ การดแสดงผลจะเปนตวั กำหนดความเร็วในการแสดงผล ความละเอียดและความคมชัด ของกราฟฟก รวมท้งั จำนวนสีทีส่ ามารถแสดงผลดว ย 1.1.5.4 การด เสียง การดเสียง หรือ Sound Card เปนอุปกรณที่ใชแปลงสัญญาณจากการประมวลผล เพ่ือสงใหอปุ กรณแสดงผลประเภทเสียง เชนลำโพง ขบั เปนเสยี งออกมา 1.1.5.5 ลำโพง (Speaker) ลำโพง (Speaker) เปนอุปกรณแสดงผลขอมูลเสียงที่ตองใชงานคูกับการดเสียง (Sound Card) ลำโพงจึงเปน อุปกรณแ สดงผลในรูปของเสยี ง 1.2 ซอฟแวร (Software) (จุดประสงคเ ชงิ พฤติกรรมขอท่ี 11) หมายถงึ โปรแกรมหรือชุดคำสั่ง ทเ่ี ขียนข้ึนเพ่อื ใหเ ครอ่ื งคอมพิวเตอรปฏิบัติตาม แบงออกเปน 2 ประเภทคอื 1.2.1 ซอฟแวรระบบ (System Software) หมายถึงโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่ควบคุม การทำงานของคอมพิวเตอร เปนสื่อกลางที่ประสานการทำงานระหวางโปรแกรมประยุกตกับเครื่อง คอมพิวเตอร เพื่อชวยในการจัดการทรัพยากรของคอมพิวเตอร ไดแกระบบปฏิบัติการ เชน DOS, Windows, MAC และUNIX 1.2.2 ซอฟแวรประยุกต (Application Software) หมายถึงโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่ เขียนขึ้นมาเพื่อใหเครื่องคอมพิวเตอรทำงานตามที่ผูใชตองการ ซึ่งจะตองทำงานอยูบน ระบบปฏิบตั ิการอกี ทหี นงึ่ เชน โปรแกรมสำเรจ็ รูปตางๆ แบง ออกเปน 2 ประเภท คือ

1) โปรแกรมสำเร็จรูป (Package Program) เปนโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่ เขียนหือพัฒนาขึ้นมาโดยบริษัท หนวยงาน ที่มีวางขายตามทองตลาดทั่วไป เชน MS-Office 2013, Adobe CS6 หรือ Kaspersky Anti-virus เปน ตน 2) โปรแกรมเฉพาะงาน (User Program) เปนโปรแกรมหรือชุดคำสั่งที่เขียน หรือพัฒนาขึ้นโดยผูใช เพื่อสนองการใชงานเฉพาะอยาง เชนโปรแกรมระบบเงินเดือน โปรแกรม ระบบงานพัสดุ เปน ตน 1.3 บุคลากร (People ware) (จุดประสงคเชิงพฤติกรรมขอที่ 12) หมายถึงบุคคลที่เกี่ยวของ คอมพิวเตอรดานตางๆ ที่มีความรูเกี่ยวกับคอมพิวเตอร สามารถใชงาน สั่งงานเพื่อใหคอมพิวเตอร ทำงานตามท่ีตอ งการ People Ware ประกอบดวยบคุ คลตางๆ ดังนี้ 1.3.1 ผูจัดการระบบ (System Manager) เปนผูวางนโยบายการใชคอมพิวเตอรให เปน ไปตามเปา หมายของหนว ยงาน 1.3.2 นักวิเคราะหระบบ (System Analyst) เปน ผูท่ศี กึ ษาระบบงานเดิมหรืองานใหม ความเปน ไปไดในการใชคอมพิวเตอรกับระบบงาน เพ่ือใหโปรแกรมเมอรเปนผูที่เขียนโปรแกรมใหกับ ระบบงานนัน้ ๆ 1.3.3 โปรแกรมเมอร (Programmer) เปนผูเขียนโปรแกรมส่ังงานเครื่องคอมพิวเตอร เพอื่ ใหท ำงานตามความตอ งการของผใู ช ตามแผนผงั หรือรูปแบบท่นี กั วิเคราะหระบบไดอ อกแบบไว 1.3.4 ผูใช (User) เปนผูใชงานคอมพิวเตอรทั่วไป ที่ตองเรียนรูวิธีการใชเครื่องและ วธิ ีการใชง านโปรแกรม เพอื่ ใหโปรแกรมทมี่ ีอยูสามารถทำงานไดตามที่ตองการ 1.4 ขอมูล (Data) (จุดประสงคเชิงพฤติกรรมขอท่ี 13) เปนองคประกอบที่สำคัญอยางหนึ่งใน ระบบคอมพิวเตอร เปนสิ่งที่ตองปอนเขาไปในคอมพิวเตอรพรอมกับโปรแกรม เพื่อผลิตผลลัพธที่ ตอ งการออกมา ขอ มูลทสี่ ามารถนำมาใชกบั คอมพวิ เตอรไดประกอบดว ยขอมูลตัวเลข (Numeric Data) ขอมูลตัวอักษร (Text Data) ขอมูลเสียง (Audio Data) ขอมูลภาพ (Images Data) และขอมูลภาพ เคล่อื นไหว (Video Data) 2. ประเภทของคอมพิวเตอร (จดุ ประสงคเ ชิงพฤติกรรมขอที่ 14) เทคโนโลยีทางดานคอมพิวเตอรมีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงไปอยางรวดเร็วตามความกาวหนา ทางดา นอิเล็กทรอนิกส ทำใหป จ จบุ นั มีเครื่องคอมพิวเตอรใหเลือกใชมากมายหลายรูปแบบตามความ ตองการของผูใช การแบงประเภทของคอมพิวเตอรนั้นสามารถจำแนกตามหลักการประมวลผลและ ความสามารถของระบบไดดงั น้ี 2.1 ประเภทของคอมพิวเตอรตามหลักการประมวลผล เปนการแบงประเภทคอมพิวเตอร ตามสัญญาณขอ มลู ทใี่ ชในการประมวลผล ไดแ ก 2.1.1 คอมพิวเตอรแบบแอนะลอ็ ก (Analog Computer) 2.1.2 คอมพวิ เตอรแ บบดิจทิ ลั (Digital Computer)

2.1.3 คอมพวิ เตอรแบบลกู ผสม (Hybrid Computer) 2.2 ประเภทของคอมพวิ เตอรต ามความสามารถของระบบ โดยพจิ ารณาจากความสามารถใน การเก็บขอ มลู และความเรว็ ในการประมวลผลเปน หลกั ดังน้ี 2.2.1 ซุปเปอรค อมพิวเตอร (Super Computer) 2.2.2 เมนเฟรมคอมพวิ เตอร (Mainframe Computer) 2.2.3 มินคิ อมพวิ เตอร (Mini Computer) 2.2.4 ไมโครคอมพิวเตอร (Micro Computer)