วิชา สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ระบบ

เอกสารประกอบการสอน สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ระบบ พิศณุ ชัยจติ วณชิ กุล วศ.ม. (วศิ วกรรมคอมพวิ เตอร)์ คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภฏั อดุ รธานี 2558

คาํ นาํ เอกสารประกอบการสอน รายวิชาสถาปตยกรรมคอมพิวเตอร และซอฟตแวรระบบ เปน รายวิชาที่ได!เป\"ดสอนในสาขาวิชาคอมพิวเตอรศึกษาชั้นป*ที่หนึ่ง มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี โดยผู! เรียบเรยี งได!จัดทําตามคําอธิบายรายวิชาที่ได!อธิบายไว!ในหลักสูตร ซึ่งแบ6งเน้ือหาออกเปน 10 บทเรียน ครอบคลุมตามคําอธิบายรายวิชามุ6งเน!นให!นักศึกษามีความร!ูความเข!าใจในองคประกอบของเครื่อง คอมพิวเตอร และซอฟตแวรระบบ โดยคาดหวังว6าจะเปนเอกสารประกอบการสอนท่ีเหมาะสมสําหรับ นักศึกษาในสาขาวิชาคอมพิวเตอรศึกษา และสาขาวิชาที่เก่ียวข!องกับการศึกษาเกี่ยวกับสถาปตยกรรม ของระบบคอมพิวเตอร และซอฟตแวรระบบ รวมท้งั ผ!สู นใจท่ัวไป เอกสารประกอบการสอนเล6มนี้ผ!ูเรียบ เรียงได!ทําการปรับปรุง แก!ไขเน้ือหาและรูปภาพบางส6วนให!เหมาะสมเพ่ิมเติม เน่ืองจากได!ใช! ประกอบการสอนต้ังแต6ป* พ.ศ. 2558 และปรับปรุงเนื้อหามาจนถึงปจจุบัน ในส6วนของคําศัพทเฉพาะ ทางผ!ูเรียบเรียงได!ใช!คําศัพทตามศัพทคอมพิวเตอรและเทคโนโลยีสารสนเทศ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พุทธศักราช 2546 และหากคําศัพทใดไม6มีคําแปลผู!เรียบเรียงได!ใช!ทับศัพท หรือตามความนิยม เพ่ือให! เหมาะสมกบั เอกสารประกอบการสอน ผ!ูเรียบเรียงขอขอบพระคุณครูบาอาจารยท่ีได!ประสิทธ์ิประสาทวิชาความรู! และขอขอบคุณ ครอบครัวอันเปนที่รักที่เปนกําลังใจสนับสนุนให!งานสําเร็จไปด!วยดี และขอขอบพระคุณเจ!าของผลงาน เขยี นทุกท6านทไ่ี ด!ถูกอ!างอิงในเอกสารประกอบการสอนเล6มน้ี ผ!ูเรียบเรียงไม6ได!ต้ังใจท่ีจะละเมิดลิขสิทธิ์ ของผู!ใด หากมีข!อความหรือรูปภาพบางส6วนท่ีผ!ูเรียบเรียงไม6ได!อ!างอิงถึง ผ!ูเรียบเรียงขออนุญาตมา ณ ทีน่ ดี้ !วย ผู!เรียบเรียงหวังเปนอย6างยิ่งว6า เอกสารประกอบการสอนเล6มนี้จะเปนประโยชนต6อการเรียน การสอนในวิชาสถาปตยกรรมคอมพิวเตอรและซอฟตแวรระบบ หากมีข!อเสนอแนะ หรือข!อบกพร6อง ประการใด ผู!เรียบเรยี งยินดีรบั คําแนะนาํ เพ่ือปรบั ปรุงให!ดียิง่ ขึน้ ในโอกาสตอ6 ไป พิศณุ ชัยจติ วณิชกุล ผ!ูเรยี บเรียงและจดั ทํา

สารบัญ หน้า ก เรอื่ ง ค คานา ช สารบญั ฏ สารบัญรูป ฐ สารบัญตาราง 1 แผนบรหิ ารการสอนรายวชิ า 3 แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 1 3 บทที่ 1 ความร้เู บ้อื งตน้ เก่ยี วกับระบบคอมพวิ เตอร์ 3 3 1. ความนา 8 2. ความหมายของคอมพิวเตอร์ 16 3. ประเภทของคอมพิวเตอร์ 21 4. ววิ ัฒนาการและยุคของคอมพวิ เตอร์ 22 5. โครงสร้างคอมพิวเตอรแ์ ละสถาปตั ยกรรมคอมพวิ เตอร์ 22 6. สรุปทา้ ยบท 23 แบบฝกึ หัดทา้ ยบทท่ี 1 25 เอกสารอา้ งองิ 25 แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 2 25 บทที่ 2 ข้อมลู 26 1. ความนา 27 2. ระบบดิจทิ ลั 28 3. สญั ญาณอนาล็อกและสญั ญาณดิจทิ ัล 34 4. ระบบตวั เลข 38 5. การแปลงเลขฐาน 39 6. การแทนรหสั ขอ้ มลู 39 7. สรปุ ท้ายบท 41 แบบฝึกหัดท้ายบทท่ี 2 43 เอกสารอ้างองิ 43 แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 3 43 บทท่ี 3 หนว่ ยประมวลผลกลาง 44 1. ความนา 45 2. หนว่ ยประมวลผลกลาง 46 3. โครงสร้างพ้ืนฐานของ CPU 4. กระบวนการทางานพ้นื ฐานของหนว่ ยประมวลผลกลาง 5. ววิ ัฒนาการของ CPU

สารบัญ (ตอ่ ) ง เรื่อง หนา้ 6. กระบวนการผลิต CPU 57 7. สถาปัตยกรรมแบบ CISC และ RISC 59 8. สรปุ ทา้ ยบท 61 แบบฝกึ หดั ทา้ ยบทที่ 3 62 เอกสารอ้างอิง 62 63 แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 4 65 บทที่ 4 หน่วยความจา 65 65 1. ความนา 66 2. ลาดับช้นั ของหนว่ ยความจา 67 3. ความจขุ องหน่วยความจา 73 4. ประเภทของหนว่ ยความจา 74 5. สรปุ ท้ายบท 74 แบบฝึกหดั ท้ายบทที่ 4 75 เอกสารอ้างองิ 77 แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 5 77 บทท่ี 5 ระบบบสั 77 1. ความนา 78 2. ระบบบัส 79 3. ระดับของบสั 80 4. ประเภทของบสั 87 5. สถาปตั ยกรรมของระบบบสั 88 6. สรปุ ท้ายบท 88 แบบฝึกหดั ท้ายบทท่ี 5 89 เอกสารอา้ งองิ 91 แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 6 91 บทที่ 6 ระบบอินพุตและเอาทพ์ ตุ 91 1. ความนา 95 2. อุปกรณ์อินพตุ 99 3. อปุ กรณเ์ อาทพ์ ตุ 111 4. การติดตอ่ กับอุปกรณ์ I/O 112 5. สรุปท้ายบท 112 แบบฝึกหัดทา้ ยบทท่ี 6 เอกสารอ้างองิ

สารบญั (ตอ่ ) จ เรื่อง หน้า แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 7 113 บทที่ 7 ระบบปฏบิ ตั ิการ 115 115 1. ความนา 115 2. สาเหตุที่ตอ้ งมีระบบปฏบิ ัตกิ าร 116 3. ความหมายของระบบปฏบิ ัติการ 117 4. ประเภทของระบบปฏบิ ตั กิ าร 121 5. องคป์ ระกอบของระบบปฏบิ ัตกิ าร 123 6. สรปุ ท้ายบท 124 แบบฝึกหัดทา้ ยบทที่ 7 124 เอกสารอ้างองิ 125 แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 8 127 บทท่ี 8 การจดั การหน่วยความจาและไฟล์ 127 1. ความนา 127 2. หนว่ ยความจาหลกั 128 3. หนว่ ยความจาเสมอื น 128 4. กระบวนการในการจัดการหนว่ ยความจา 129 5. ไฟล์ 131 6. ไดเรก็ ทอรี่ 134 7. โครงสร้างไดเร็กทอร่ี 135 8. การทางานของระบบไฟล์ 140 9. สรุปทา้ ยบท 141 แบบฝกึ หดั ท้ายบทท่ี 8 141 เอกสารอ้างอิง 143 แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 9 145 บทที่ 9 การจดั เวลาซีพยี ู 145 1. ความนา 145 2. ช่วงเวลาใช้ซีพยี ู และชว่ งเวลาอินพุต/เอาตพ์ ุต 146 3. ตวั จัดการเวลาซีพยี ู 147 4. ขอ้ พิจารณาในการจดั เวลาซีพยี ู 147 5. อัลกอริทึมในการจัดเวลาซีพยี ู 156 6. สรปุ ท้ายบท 157 แบบฝกึ หัดท้ายบทท่ี 9 157 เอกสารอ้างองิ

สารบัญ (ตอ่ ) ฉ เร่ือง หน้า แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 10 159 บทท่ี 10 ระบบปฏบิ ัตกิ ารไมโครซอฟต์วนิ โดว์ 161 161 1. ความนา 161 2. วนิ โดว์ 161 3. รนุ่ ของระบบปฏิบัติการ Windows 163 4. ระบบปฏิบตั กิ าร Windows 10 174 5. สรุปท้ายบท 175 แบบฝกึ หัดทา้ ยบทที่ 10 175 เอกสารอ้างอิง 177 บรรณานกุ รม

สารบัญรปู รปู ท่ี 1.1 คอมพิวเตอร์ หนา้ รูปท่ี 1.2 ซูเปอรค์ อมพิวเตอร์ 4 รูปท่ี 1.3 เมนเฟรมคอมพวิ เตอร์ 4 รูปท่ี 1.4 มนิ คิ อมพวิ เตอร์ รปู ท่ี 1.5 คอมพิวเตอรส์ ว่ นบุคคล 5 รูปที่ 1.6 คอมพวิ เตอร์โน๊ตบกุ๊ 5 รปู ที่ 1.7 คอมพวิ เตอร์แทป็ เล็ต 6 รปู ท่ี 1.8 คอมพิวเตอรแ์ บบมือถอื 6 รูปท่ี 1.9 แผน่ หินอ่อนแหง่ ซาลามิส (Salamis Tablet) 7 รปู ที่ 1.10 ลกู คดิ (Abacus) 7 รูปที่ 1.11 เนเปียร์โบน (Napier's bones) รปู ที่ 1.12 ปาสคาลไลน์ (Pascaline) 8 รปู ที่ 1.13 เคร่อื งหาผลต่าง (Difference Engine) 8 รูปที่ 1.14 เครื่องวเิ คราะห์ (Analytical Engine) รปู ท่ี 1.15 บตั รเจาะรู (Punched Card) 9 รูปท่ี 1.16 เคร่อื ง Havard Mark I 9 รูปท่ี 1.17 เคร่ือง ENIAC 10 รูปท่ี 1.18 เครอ่ื ง EDVAC 10 รปู ท่ี 1.19 เคร่ือง EDSAC 11 รปู ที่ 1.20 เครื่อง UNIVAC I 11 รปู ที่ 1.21 หลอดสญุ ญากาศ (Vacuum Tube) 12 รปู ที่ 1.22 ทรานซสิ เตอร์ (Transistor) 12 รปู ท่ี 1.23 แผงวงจรรวม (Integrated Circuit : IC) 13 รูปท่ี 1.24 แผงวงจรรวมขนาดใหญ่ (Very Large Scale Integrated : VLSI) 13 รปู ที่ 1.25 องค์ประกอบของคอมพวิ เตอร์ 14 รปู ที่ 1.26 โครงสรา้ งภายในของหนว่ ยประมวลผลกลาง 15 รปู ที่ 1.27 หนา้ ทีก่ ารทางานของเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ 15 รูปที่ 1.28 แสดงการทางานของคอมพิวเตอร์ 16 รูปท่ี 2.1 ระบบทีม่ ที ้งั สัญญาณอนาล็อกและดิจิทัล 17 รูปที่ 2.2 การแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดจิ ทิ ัล 18 รูปที่ 2.3 การแปลงเลขฐานสองเปน็ เลขฐานแปด 19 รูปท่ี 2.4 การแปลงเลขฐานแปดเปน็ เลขฐานสอง 20 รูปที่ 2.5 การแปลงเลขฐานสองเปน็ เลขฐานสบิ หก 26 26 30 30 32

สารบัญรูป (ตอ่ ) ซ รูปที่ 2.6 การแปลงเลขฐานสิบหกเปน็ เลขฐานสอง หนา้ รูปที่ 2.7 รปู แบบเทคนิคการแปลงเลขฐาน 32 รูปที่ 2.8 ตัวอยา่ งรหสั แทนข้อมลู แบบ ASCII 33 รปู ที่ 2.9 ตัวอย่างรหสั แทนข้อมลู แบบ Unicode 35 รปู ที่ 2.10 ตัวอย่างรหสั แทนข้อมูลแบบ BCD 36 รปู ท่ี 3.1 หน่วยประมวลผลกลาง 37 รปู ที่ 3.2 โครงสรา้ งพนื้ ฐานของ CPU 43 รปู ที่ 3.3 กระบวนการทางานของหน่วยประมวลผลกลาง 45 รูปท่ี 3.4 วิวฒั นาการของ Intel CPU 46 รูปที่ 3.5 Intel 4004 47 รูปที่ 3.6 Intel 8008 48 รูปท่ี 3.7 Intel 8080 48 รูปที่ 3.8 Intel 8086-8088 48 รูปท่ี 3.9 Intel 80286 (i286) 49 รูปท่ี 3.10 Intel i386 (80386DX, 80386SX) 49 รูปที่ 3.11 Intel Pentium 50 รูปที่ 3.12 Intel Pentium II 50 รูปที่ 3.13 Intel Pentium II Deschutes 51 รูปท่ี 3.14 Intel Celeron 51 รูปท่ี 3.15 Intel Pentium III 52 รูปท่ี 3.16 Intel Pentium 4 52 รูปท่ี 3.17 Intel Pentium D 53 รูปท่ี 3.18 Intel Pentium Dual-Core 53 รูปที่ 3.19 Intel Pentium Extreme Edition 54 รูปที่ 3.20 Intel Core 2 Duo 54 รูปที่ 3.21 Intel Core 2 Quad 55 รปู ที่ 3.22 Intel Core i3 55 รปู ที่ 3.23 Intel Core i5 56 รปู ท่ี 3.24 Intel Core i7 56 รปู ที่ 3.25 การเปลีย่ นทรายเป็นแผน่ เวเฟอร์ 57 รปู ท่ี 3.26 การสรา้ งชน้ั วงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ และการกัด 57 รูปท่ี 3.27 การตดั ได และการประกอบตัวระบายความร้อน 58 รปู ท่ี 3.28 การทดสอบประสทิ ธิภาพ และการบรรจกุ ล่อง 58 รปู ที่ 4.1 ลาดับชั้นหน่วยความจา 59 66

สารบัญรูป (ต่อ) ฌ รปู ท่ี 4.2 ROM (Read-Only Memory) หนา้ รูปท่ี 4.3 RAM ประเภทต่าง ๆ 67 รูปที่ 4.4 Module ของ RAM แบบตา่ ง ๆ 68 รปู ท่ี 4.5 ฮารด์ ดสิ ก์ (Hard Disk) 70 รปู ที่ 4.6 แผ่น DVD-ROM 71 รปู ที่ 4.7 เทป (Tape) 71 รูปที่ 4.8 แฟรชไดร์ (Flash drive) 72 รปู ท่ี 5.1 เสน้ ทางบสั 72 รปู ท่ี 5.2 ระดบั ของบสั 78 รูปท่ี 5.3 ประเภทของบสั 78 รูปที่ 5.4 PCI Bus และ Slot ISA 79 รปู ท่ี 5.5 PCI 64 Bit ( วงสเี หลือง ) และ PCI 32 Bit ( วงสแี ดง ) 83 รูปที่ 5.6 แผนภาพ AGP BUS 83 รูปที่ 5.7 แผงวงจรหลักทม่ี ี Interface แบบ AGP 2.0 85 รปู ท่ี 5.8 พอรต์ เช่ือมต่อ USB 2.0 และ USB 3.0 85 รูปท่ี 6.1 USB Keyboard 86 รูปท่ี 6.2 Mechanical Mouse 92 รูปที่ 6.3 Optical Mouse 92 รูปท่ี 6.4 Wireless Optical Mouse 93 รูปท่ี 6.5 Analog JoyStick 93 รปู ท่ี 6.6 จอภาพแบบสัมผสั 94 รปู ที่ 6.7 เครอ่ื งสแกนเนอร์ 94 รูปที่ 6.8 จอภาพแบบซีอาร์ที (CRT) 95 รูปท่ี 6.9 จอภาพแบบแอลซดี ี (LCD) 96 รปู ท่ี 6.10 จอภาพแบบแอลอีดี (LED) 96 รูปที่ 6.11 เครอ่ื งพมิ พแ์ บบดอทเมทริกซ์ 97 รูปที่ 6.12 เครือ่ งพิมพแ์ บบบรรทัด 97 รูปที่ 6.13 เครือ่ งพิมพแ์ บบองิ ค์เจ็ต 98 รปู ท่ี 6.14 เครือ่ งพมิ พแ์ บบเลเซอร์ 98 รปู ท่ี 6.15 ลาโพง 99 รปู ที่ 6.16 รปู แบบการเช่ือมต่อของอปุ กรณผ์ า่ น I/O module 99 รปู ที่ 6.17 อัตราการเคลื่อนยา้ ยขอ้ มลู ของอปุ กรณภ์ ายนอก 100 รูปที่ 6.18 โครงสรา้ งภายในของ I/O module 101 รูปที่ 6.19 ฮารด์ ดิสก์ (Hard Disk) 102 103

รูปท่ี 6.20 สารบญั รูป (ต่อ) ญ รูปที่ 6.21 รูปที่ 6.22 DSL Modem หนา้ รปู ท่ี 6.23 Program I/O 104 รปู ที่ 7.1 Interrupt I/O 105 รูปที่ 7.2 DMA block diagram 107 รปู ท่ี 7.3 ความแตกต่างระหว่างฮารด์ แวร์ 108 รูปที่ 7.4 ซอฟตแ์ วร์ประยกุ ตต์ อ้ งการใช้ฮารด์ แวรพ์ รอ้ มกนั 115 รูปที่ 7.5 การใช้ระบบปฏิบตั กิ ารมาแกป้ ญั หา 116 รปู ที่ 7.6 ลาดบั ชัน้ ของระบบปฏบิ ตั ิการในระบบคอมพิวเตอร์ 116 รูปที่ 7.7 เมนเฟรมคอมพวิ เตอร์ 117 รูปท่ี 7.8 เซิร์ฟเวอร์คอมพิวเตอร์ 117 รูปที่ 7.9 มลั ติโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ 118 รปู ท่ี 7.10 คลสั เตอร์คอมพวิ เตอร์ 118 รูปที่ 7.11 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล 119 รูปที่ 8.1 คอมพวิ เตอร์แบบมอื ถอื 119 รูปท่ี 8.2 คอมพิวเตอร์แบบฝัง 120 รูปที่ 8.3 กระบวนการทางานของหนว่ ยความจาหลกั (Main Memory) 120 รปู ที่ 8.4 ความสัมพันธ์ระหว่างหนว่ ยความจาเสมือน(Virtual Memory) และ 127 รูปที่ 8.5 หนว่ ยความจาทางกายภาพ (Physical Memory) รูปท่ี 8.6 รปู แบบโครงสรา้ งไฟล์ 3 ประเภท (ก) แบบไบตเ์ รยี งตอ่ กนั (ข) แบบ 128 รูปที่ 8.7 เรกคอรด์ (ค) แบบต้นไม้ รปู ที่ 8.8 (ก) ระบบไดเร็กทอรี่เดย่ี ว (ข) ระบบไดเร็กทอร่ี 2 ระดบั 131 รูปท่ี 8.9 ระบบไดเร็กทอรีห่ ลายระดบั 132 รูปที่ 8.10 รปู แบบไดเร็กทอร่ีของ UNIX 132 รูปที่ 9.1 วิธกี ารเก็บชอ่ื ไฟลแ์ บบยาวในไดเรก็ ทอรี (ก) เกบ็ ไว้ดว้ ยกนั (ข) เกบ็ 133 รูปที่ 9.2 ไวใ้ นฮพี รูปที่ 9.3 (ก) 7 ไฟล์ท่ีเก็บขอ้ มลู แบบตอ่ เนื่องในเน้ือที่ดสิ ก์ (ข) ไฟล์ D และ F 135 รูปที่ 9.4 ถูกย้ายออกไปจนเหลือท่วี ่าง รปู ท่ี 10.1 การจดั เก็บข้อมลู แบบลงิ คล์ สิ ต์ 137 ไอโหนดของระบบปฏบิ ัติการ UNIX 138 ช่วงเวลาใชซ้ พี ียู และช่วงเวลาอินพุต/เอาต์พตุ 139 การจดั การโปรเซสของ CPU Scheduler 145 Multilevel Queue 146 Multilevel Feedback-Queue 154 ระบบปฏิบตั กิ าร Windows 10 155 164

สารบัญรปู (ตอ่ ) ฎ รูปท่ี 10.2 เมนตู ่าง ๆ ในระบบปฏิบตั กิ าร Windows 10 หนา้ รปู ที่ 10.3 เลอื กภาษาในการติดตงั้ ระบบปฏิบตั ิการ Windows 10 165 รปู ที่ 10.4 เริม่ การตดิ ตงั้ ระบบปฏิบัติการ Windows 10 166 รปู ที่ 10.5 รุ่นของระบบปฏบิ ัติการท่ีมใี หเ้ ลือกตดิ ต้งั 166 รปู ที่ 10.6 การยอมรบั เง่ือนไขในการติดตง้ั 167 รูปท่ี 10.7 เลือกรูปแบบการตดิ ตง้ั 167 รูปที่ 10.8 เลอื กไดร์ทีต่ อ้ งการติดตั้งระบบปฏิบตั กิ าร 168 รปู ท่ี 10.9 กาลังตดิ ต้งั Windows 168 รปู ท่ี 10.10 การตงั้ ค่าภมู ิภาค 169 รปู ที่ 10.11 กาหนดภาษาทใ่ี ช้ในแป้นพิมพ์ 169 รปู ที่ 10.12 เลอื กรปู แบบการตั้งค่าใช้งาน Windows 170 รูปท่ี 10.13 การลงชื่อเข้าใช้ด้วยบญั ชขี อง Microsoft 170 รูปที่ 10.14 สรา้ งบัญชีผทู้ จี่ ะใชง้ านคอมพิวเตอรเ์ ครอื่ งน้ี 171 รูปที่ 10.15 กาหนดรหัสผ่านให้บัญชีผูใ้ ช้ 171 รูปท่ี 10.16 ตั้งคา่ ความเป็นสว่ นตวั ของคอมพวิ เตอร์ 172 รปู ที่ 10.17 ระบบปฏิบัตกิ าร Windows 10 หลงั ติดตัง้ เสรจ็ 172 173

สารบญั ตาราง ตารางท่ี 2.1 การเปรยี บเทียบเลขฐานตา่ งๆ กบั เลขฐานสบิ หนา้ ตารางท่ี 2.2 ตารางแสดงความสัมพันธ์ระหวา่ งเลขฐานแปดกับเลขฐานสอง 27 ตารางที่ 2.3 ตารางแสดงความสมั พันธ์ระหว่างเลขฐานสิบหกกบั เลขฐานสอง 30 ตารางที่ 4.1 การเปรยี บเทียบหน่วยใช้ทใ่ี นการวดั ความจุของหน่วยความจา ตารางท่ี 10.1 รุน่ ของระบบปฏบิ ัตกิ าร Windows 31 66 161

แผนบรหิ ารการสอนของรายวิชา ชอื่ สถาบนั อดุ มศึกษา มหาวิทยาลัยราชภฏั อดุ รธานี คณะ/สาขาวชิ า คณะครศุ าสตร สาขาวิชาคอมพิวเตอรศึกษา 1. ขอ\" มูลโดยทว่ั ไป CE10103 สถาป)ตยกรรมคอมพวิ เตอรและซอฟตแวรระบบ รหสั วชิ าและรายวชิ า : (Computer Architecture and Operating Systems) จํานวนหนว, ยกติ : 3 หนวC ยกิต 3(2E2E5) บรรยาย 2 ชม. ปฏิบัติ 2 ชม. ศึกษาดHวยตนเอง 5 ชม. ภาคการศกึ ษา/ช้ันป0ทีเ่ รียน : 1/2558 ชัน้ ปทM ี่ 1 อาจารย3ผ\"สู อน : อ.พิศณุ ชัยจิตวณชิ กุล 2. คําอธิบายรายวิชา ศกึ ษาความรเูH บอ้ื งตนH เกีย่ วกบั สถาป)ตยกรรมของระบบคอมพวิ เตอร ประกอบดHวยสCวนประกอบ ทางฮารดแวร ไดHแกC หนCวยประมวลผล ระบบบัสและระบบเช่ือมตCออุปกรณภายนอก หนCวยความจํา หนCวยเก็บบันทึกขHอมูล และศึกษาความรHูเบื้องตHนระบบปฏิบัติการ ไดHแกC วิวัฒนาการของ ระบบปฏิบัติการ หนHาท่ีของระบบปฏิบัติการ ระบบหลายโปรแกรม กระบวนการ การสื่อสารภายใน ระหวCางกระบวนการและการประสานงาน การจัดการหนCวยความจํา การโหลดและลิงค ไลบรารี การ ติดตาย การจัดสรร การจัดลําดับการใชHทรัพยากรและการประเมินผล ระบบไฟล อุปกรณเก็บขHอมูล ระบบนําเขHาและสCงออก ระบบรักษาความปลอดภัย โดยใชHกรณีศึกษาระบบปฏบิ ัติการท่ีใชHในป)จจุบนั 3. จดุ ม,ุงหมายของรายวชิ า 1) เพ่ือใหHผHูเรียนเกิดความรูH ความเขาH ใจเกยี่ วกบั โครงสราH งสCวนประกอบทางฮารดแวรของ ระบบคอมพิวเตอร โดยสามารถอธิบายความหมายและการทาํ งานไดHอยCางถกู ตHอง 2) เพ่ือใหผH Hเู รียนเกิดความรHู ความเขาH ใจเกี่ยวกับขน้ั ตอนวิธกี ารทาํ งานคอมพิวเตอร โดย สามารถลําดับขัน้ ตอนการทํางานของคอมพิวเตอรไดHอยCางถูกตHองเหมาะสม 3) เพ่ือใหผH เูH รยี นเกิดความรูH ความเขาH ใจเกย่ี วกับระบบปฏบิ ัตกิ าร โดยสามารถอธิบายหนาH ทก่ี าร ทํางานของระบบปฏิบตั กิ ารไดHอยาC งถูกตHองเหมาะสม 4) เพื่อใหผH เHู รยี นสามารถวิเคราะหการทาํ งานของระบบคอมพิวเตอรเบื้องตHนไดHอยCางถูกตHอง

ฑ 4. แผนการสอน สปั ดาห3ที่ หัวข\"อและรายละเอยี ด จํานวน กจิ กรรมการเรียนการ ผส\"ู อน 1 ชั่วโมง สอนและสื่อท่ใี ช\" อ.พิศณุ บทที่ 1 ความรHเู บ้อื งตHนเก่ียวกับ 4 E บรรยายและยกตวั อยCาง 2E3 ระบบคอมพวิ เตอร ประกอบ อ.พศิ ณุ 4 E ความหมายของคอมพวิ เตอร 8 E แบบฝก] หดั ทHายบทเรียน อ.พิศณุ E ประเภทของคอมพวิ เตอร 5 E วิวฒั นาการและยคุ ของ 4 E บรรยายและยกตวั อยาC ง อ.พศิ ณุ 6 คอมพิวเตอร ประกอบ อ.พศิ ณุ E โครงสรHางคอมพวิ เตอรและ 4 E แบบฝ]กหัดทHายบทเรียน สถาปต) ยกรรมคอมพิวเตอร 4 บทที่ 2 ขอH มูล E บรรยายและยกตวั อยาC ง E ระบบดิจิทัล ประกอบ E สญั ญาณอนาล็อกและสญั ญาณ E แบบฝก] หัดทHายบทเรียน ดิจทิ ัล E จบั กลุมC 5 คน อภปิ ราย E ระบบตัวเลข นาํ เสนอ E การแปลงเลขฐาน E ปฏบิ ตั กิ าร E การแทนรหัสขอH มูล บทท่ี 3 หนวC ยประมวลผลกลาง E บรรยายและยกตวั อยาC ง E หนCวยประมวลผลกลาง ประกอบ E โครงสรHางพ้ืนฐานของ CPU E แบบฝ]กหัดทHายบทเรยี น E กระบวนการทาํ งานพ้ืนฐาน E ปฏบิ ัติการ ของหนCวยประมวลผลกลาง E สอบเก็บคะแนนครั้งท่ี 1 E วิวัฒนาการของ CPU E บรรยายและยกตวั อยาC ง E กระบวนการผลิต CPU ประกอบ E สถาป)ตยกรรมแบบ CISC และ E แบบฝก] หดั ทาH ยบทเรยี น RISC E ปฏบิ ัติการ บทที่ 4 หนCวยความจํา E ลาํ ดับชนั้ ของหนวC ยความจํา E ความจขุ องหนวC ยความจํา E ประเภทของหนวC ยความจาํ บทท่ี 5 ระบบบสั E ระบบบัส E ระดบั ของบัส E ประเภทของบัส E สถาป)ตยกรรมของระบบบัส

ฒ สัปดาห3ท่ี หัวข\"อและรายละเอยี ด จํานวน กจิ กรรมการเรียนการ ผู\"สอน 7 สอนและสื่อที่ใช\" อ.พิศณุ 8 ช่ัวโมง E บรรยายและยกตัวอยCาง อ.พิศณุ 9 ประกอบ อ.พศิ ณุ บทที่ 6 ระบบอินพตุ และ 4 E แบบฝ]กหัดทาH ยบทเรยี น 11E12 E ปฏิบัติการ อ.พิศณุ เอาทพุต อ.พศิ ณุ 13 E บรรยายและยกตวั อยาC ง 15E16 E อปุ กรณอนิ พตุ ประกอบ 17 E แบบฝ]กหดั ทHายบทเรียน E อุปกรณเอาทพุต E จับกลุCม 5 คน อภปิ ราย นําเสนอ E การตดิ ตอC กบั อุปกรณ I/O E บรรยายและยกตัวอยาC ง สอบกลางภาค ประกอบ E แบบฝก] หดั ทHายบทเรียน บทที่ 7 ระบบปฏบิ ัตกิ าร 4 E บรรยายและยกตวั อยCาง E สาเหตทุ ี่ตอH งมรี ะบบปฏบิ ัตกิ าร ประกอบ E แบบฝก] หดั ทHายบทเรยี น E ความหมายของ E สอบเกบ็ คะแนนคร้ังที่ 2 ระบบปฏบิ ัติการ E บรรยายและยกตวั อยCาง ประกอบ E ประเภทของระบบปฏบิ ตั ิการ E แบบฝก] หัดทHายบทเรยี น E ปฏบิ ตั กิ าร E องคประกอบของ ระบบปฏบิ ัตกิ าร บทที่ 8 การจัดการ 8 หนCวยความจําและไฟล E หนวC ยความจําหลกั E หนCวยความจําเสมือน E กระบวนการในการจัดการ หนวC ยความจํา E ไฟล E ไดเร็กทอร่ี E โครงสรHางไดเรก็ ทอรี่ E การทาํ งานของระบบไฟล บทท่ี 9 การจดั เวลาซีพียู 4 E ชวC งเวลาใชซH พี ยี ู และชCวงเวลา อินพุต/เอาตพตุ E ตวั จัดการเวลาซพี ียู E ขอH พจิ ารณาในการจัดเวลาซีพียู E อัลกอรทิ ึมในการจดั เวลาซีพียู บทท่ี 10 ระบบปฏิบัตกิ าร 8 ไมโครซอฟตวินโดว E วนิ โดว E รนCุ ของระบบปฏบิ ตั ิการ Windows E ระบบปฏิบตั กิ ารWindows 10 สอบปลายภาค

ณ 5. วธิ กี ารสอน 1. บรรยายเนื้อหาในแตลC ะหวั ขHอ พรHอมยกตวั อยCางประกอบ 2. ศึกษาจากเอกสารประกอบการสอน 3. ผHูสอนสรปุ เนื้อหา 4. ทําแบบฝก] หดั เพ่อื ทบทวนบทเรยี น 5. ฝ]กปฏิบัติ 6. ผเHู รยี นถามขHอสงสยั 7. ผHสู อนทําการซักถาม 6. ทรพั ยากรประกอบเรียนการสอน ธีรวัฒน ประกอบผล, และ จันทนา ผCองเพ็ญศรี. (2551). สถาป>ตยกรรมคอมพิวเตอร3. กรุงเทพฯ: สํานกั พมิ พ ส.ส.ท. บุญสืบ โพธ์ิศรี, สุขุม แปmมศรี, และ เอกองค หลงราม. (2547). สถาป>ตยกรรมคอมพิวเตอร3และ ระบบปฏิบตั กิ าร. นนทบุรี: เจริญรุCงเรืองการพมิ พ. ไพศาล โมลิสกุล. (2545). ระบบปฏิบัติการ (Operating Systems) กรุงเทพฯ: หจก ไทยเจริญการ พมิ พ. มงคล อศั โกวทิ ยากรณ. (2537). ระบบปฏบิ ัตกิ าร. กรุงเทพฯ: ส.คอมพิวเตอร ไอ โอ ซี. ยรรยง เต็งอํานวย. (2533). ระบบปฏิบัติการ (Operating Systems). กรุงเทพฯ: ซเี อ็ดยูเคชนั . วิโรจน ชัยมลู , และ สพุ รรณษา ยวงทอง. (2552). ความรูเ\" บอ้ื งตน\" เกี่ยวกับคอมพิวเตอร3และเทคโนโลยี สารสนเทศ. กรงุ เทพฯ: บริษัท โปรวชิ น่ั จํากัด. Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, และ Greg Gagne. (2547). Operating System Concepts 7th Edition John Wiley & Sons. Andrew S Tanenbaum. (2544). Modern Operating Systems 2nd Edition PrenticeEHall. William Stallings. (2550). Computer Organization and Architecture. กรุงเทพฯ: บริษัท เอช.เอ็น. กรปxุ จาํ กัด. 7. การวัดผล และการประเมินผล ร\"อยละ 70 7.1 การวดั ผล รHอยละ 20 คะแนนระหว,างเรียน รอH ยละ 5 รอH ยละ 20 1. งานทไ่ี ดHรบั มอบหมายและแบบฝก] หัด รHอยละ 25 2. การมสี วC นรวC มในกจิ กรรม 3. การสอบเกบ็ คะแนน 2 ครง้ั รอ\" ยละ 30 4. สอบกลางภาค คะแนนสอบปลายภาคเรียน

ด 7.2 การประเมนิ ผล ใชHแบบอิงเกณฑ ดงั นี้ หมายถงึ คาC ระดับคะแนน คะแนน ระดบั คะแนน ดเี ยีย่ ม 4.0 80E100 A ดมี าก 3.5 75E79 B+ ดี 3.0 70E74 B ดีพอใชH 2.5 65E69 C+ พอใชH 2.0 60E64 C ออC น 1.5 55E59 D+ อCอนมาก 1.0 50E54 D ตก 0.0 0E49 F

แผนบรหิ ารการสอนประจําบทที่ 1 ความรูเบ้ืองตนเก่ียวกบั ระบบคอมพิวเตอร\" หวั ขอเน้ือหา 1. ความหมายของคอมพิวเตอร 2. ประเภทของคอมพวิ เตอร 3. ววิ ัฒนาการและยคุ ของคอมพิวเตอร 4. โครงสร#างคอมพวิ เตอรและสถาปต% ยกรรมคอมพวิ เตอร วตั ถุประสงคเ\" ชิงพฤตกิ รรม 1. เพือ่ ใหผ# #เู รียนมีความเขา# ใจและสามารถอธบิ ายความหมายของคอมพิวเตอรได# 2. เพ่ือใหผ# #เู รียนมีความเขา# ใจและสามารถอธิบายประเภทของคอมพิวเตอรได# 3. เพื่อให#ผู#เรยี นมีความเข#าใจและสามารถอธบิ ายววิ ัฒนาการและยคุ ของคอมพวิ เตอรได# 4. เพ่ือให#ผู#เรียนมีความเข#าใจและสามารถอธิบายโครงสร#างคอมพิวเตอรและสถาป%ตยกรรม คอมพวิ เตอรได# วธิ ีการสอนและกิจกรรมการเรยี นการสอน 1. บรรยายเนือ้ หาในแต2ละหัวข#อ พร#อมยกตัวอยา2 งประกอบ 2. ศกึ ษาจากเอกสารประกอบการสอน 3. ผสู# อนสรปุ เนอ้ื หา 4. ทําแบบฝ8กหัดเพือ่ ทบทวนบทเรยี น 5. ผู#เรยี นถามขอ# สงสัย 6. ผส#ู อนทําการซักถาม สอื่ การเรยี นการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวิชาสถาปต% ยกรรมคอมพิวเตอรและซอฟตแวรระบบ 2. ภาพเลื่อน (Slide) 3. บทความจากหนังสือ หรอื เว็บไซตตา2 ง ๆ 4. เครอ่ื งคอมพวิ เตอร

บทท่ี 1 ความรเ#ู บอ้ื งตน# เกย่ี วกบั ระบบคอมพวิ เตอร |2 การวัดผลและการประเมินผล 1. ประเมนิ จากการซักถามในชน้ั เรยี น 2. ประเมนิ จากความรว2 มมือ และความรบั ผดิ ชอบต2อการเรียน 3. ประเมินจากการทําแบบฝ8กหัดทบทวนท#ายบทเรียน

บทท่ี 1 ความรูเบ้ืองตนเกีย่ วกับระบบคอมพวิ เตอร 1. ความนาํ ในบทนี้จะกลาวถึงความรูเบ้ืองตนที่เกี่ยวของกับระบบคอมพิวเตอร! ความหมาย ประเภทของ คอมพวิ เตอร!(Type of Computer) วิวฒั นาการของเครื่องคอมพิวเตอร! (Evolution and Generation of Computer) โครงสรางของคอมพิวเตอร!และสถาป>ตยกรรมพื้นฐาน (Computer Organization and Computer Architecture) และโครงสรางและหนาที่การทํางานของเครื่องคอมพิวเตอร! (Structure and Function) ซึง่ จะเปJนพื้นฐานท่ีสําคญั ในการเขาใจองค!ประกอบของคอมพิวเตอร!ต้ังแต ในอดีตจนถึงป>จจุบัน ทาํ ใหสามารถนําไปพัฒนาระบบคอมพิวเตอร!ใหมีประสทิ ธิภาพที่สูงขึ้น 2. ความหมายของคอมพิวเตอร คอมพิวเตอร!มาจากภาษาลาตินวา Computare ซึ่งหมายถึง การนับ หรือ การคํานวณ พจนานุกรม ฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ใหความหมายของคอมพิวเตอร!ไววา \"เครื่อง อเิ ล็กทรอนกิ สแ! บบอัตโนมัติ ทาํ หนาทเ่ี หมือนสมองกล ใชสําหรับแกป>ญหาตาง ๆ ที่งายและซับซอนโดย วิธีทางคณติ ศาสตร!\" คอมพิวเตอร!ในภาษาไทยเรียกวา คณิตกรณ! คือเคร่ืองมือหรืออุปกรณ!อิเล็กทรอนิกส!ที่มี ความสามารถในการคํานวณอัตโนมัติตามคําส่ัง สวนท่ีใชประมวลผลเรียกวาหนวยประมวลผล ชุดของ คาํ สง่ั ที่ระบุขัน้ ตอนการคาํ นวณเรียกวาโปรแกรมคอมพวิ เตอร! โดยคอมพิวเตอร!สามารถรับชุดคําสั่งท่ีเรา สงั่ ใหทาํ งานและนํามาประมวลผลคาํ สง่ั ตาง ๆ เพ่อื แกป>ญหาทส่ี ลบั ซบั ซอนจนไดผลลพั ธ!ตามที่ตองการ คอมพิวเตอร!เปJนเคร่ืองจักรอิเล็กทรอนิกส!ท่ีถูกสรางข้ึนเพื่อใชทํางานแทนมนุษย!ในดานการคิด คํานวณและสามารถจําขอมูลท้ังตัวเลขและตัวอักษรไดเพื่อการเรียกใชงานในคร้ังตอไป นอกจากนี้ยัง สามารถจัดการกับสัญลักษณ!ไดดวยความเร็วสูง โดยปฏิบัติตามข้ันตอนของโปรแกรมคอมพิวเตอร!ยังมี ความสามารถในดานตาง ๆ อีกมาก อาทิเชน การเปรียบเทียบทางตรรกศาสตร!การรับสงขอมูล การ จดั เกบ็ ขอมูลในตวั เคร่อื งและสามารถประมวลผลจากขอมลู ตาง ๆ ได 3. ประเภทของเครอ่ื งคอมพิวเตอร (Type of Computer) คอมพิวเตอร! ถูกพัฒนาอยางตอเน่ืองตั้งแตอดีตคอมพิวเตอร! 1 เคร่ือง มีขนาดใหญเทากับหอง 1 หอง จนถงึ ยคุ ปจ> จบุ ันคอมพิวเตอร!มีขนาดเลก็ มาก ทาํ ใหสามารถพกพาไดสะดวกมากขึ้น ตัวอยางของ เคร่ืองคอมพิวเตอร!แสดงดังรูปที่ 1.1 โดยสามารถแบงประเภทของคอมพิวเตอร!ไดตามลักษณะการใช

บทที่ 1 ความรูเบ้ืองตนเก่ยี วกบั ระบบคอมพิวเตอร! |4 งาน หรือแบงตามขนาดและความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร! ในสวนน้ีสามารถแบงประเภทของ คอมพิวเตอร!ตามขนาดและความสามารถไดเปนJ 4 ประเภทดงั นี้ รปู ท่ี 1.1 คอมพวิ เตอร! (ท่มี า : http://efdreams.com/data_images/dreams/computer/computeri07.jpg) 3.1 ซูเปอรคอมพิวเตอร (Super Computer) ซูเปอร!คอมพิวเตอร! เปJนคอมพิวเตอร!ที่มีขนาดใหญ มีความเร็วและสมรรถนะในการทํางานสูง ซูเปอร!คอมพิวเตอร!สามารถคํานวณทางคณิตศาสตร!ท่ีมีความซับซอนมากไดอยางรวดเร็ว โดยท่ัวไป ซูเปอร!คอมพิวเตอร!สรางข้ึนเปJนการเฉพาะ เพื่องานดานวิทยาศาสตร!ที่ตองการประมวลผลท่ีซับซอน และตองการความเร็วสูง ดังเชน งานวิจัยขีปนาวุธ งานโครงการอวกาศสหรัฐ (NASA) ซึ่งหากใช คอมพิวเตอร!ชนิดอ่ืน ๆ แกไขป>ญหานี้อาจตองใชเวลาในการคํานวณหลายปbกวาจะเสร็จส้ิน ในขณะท่ี ซูเปอร!คอมพิวเตอร!สามารถแกไขป>ญหาไดภายในเวลาไมก่ีช่ัวโมงเทาน้ัน การแกป>ญหาท่ีซับซอนหรือ ป>ญหาขนาดใหญจะตองใชหนวยความจําขนาดใหญ และหนวยประมวลผลท่ีมีความเร็วสูง ซูเปอร! คอมพิวเตอร!แสดงดงั รปู ที่ 1.2 รูปท่ี 1.2 ซเู ปอร!คอมพิวเตอร! (ที่มา : https://th.wikipedia.org/wiki/ซเู ปอรค! อมพิวเตอร!)

บทที่ 1 ความรูเบอื้ งตนเกี่ยวกับระบบคอมพวิ เตอร! |5 3.2 เมนเฟรมคอมพวิ เตอร (Mainframe Computer) เมนเฟรมคอมพิวเตอร!เปJนเครื่องคอมพิวเตอร!ที่มีขนาดใหญรองลงมาจากเครื่องซูเปอร! คอมพิวเตอร! โดยลดประสิทธิภาพบางสวนจากเคร่ืองซูเปอร!คอมพิวเตอร!เพื่อลดตนทุนการผลิต เมนเฟรมคอมพิวเตอร!มีสมรรถนะตํ่ากวาซูเปอร!คอมพิวเตอร! แตยังมีความเร็วและมีประสิทธิภาพที่สูง กวาเครื่องคอมพิวเตอร!ประเภทอื่น เมนเฟรมคอมพิวเตอร!สามารถทํางานไดพรอมกันหลายงานและใช งานไดพรอมกันหลายคน ดังนั้นจึงสามารถใหบริการผูใชจํานวนหลายรอยคนพรอมกัน และสามารถใช โปรแกรมจํานวนนับรอยแบบในเวลาเดียวกันได งานท่ีนําคอมพิวเตอร!เมนเฟรมไปใช เชน งานทางดาน ธนาคาร และดานสายการบนิ เปนJ ตน รปู ที่ 1.3 เมนเฟรมคอมพวิ เตอร! (ทีม่ า : http://www.ipesp.ac.th/learning/technology/pic/mainframe.gif) 3.3 มนิ คิ อมพวิ เตอร (Mini Computer) มินิคอมพิวเตอร!หรือเครื่องคอมพิวเตอร!ขนาดกลาง เปJนเมนเฟรมคอมพิวเตอร!ขนาดเล็กซึ่ง สามารถบริการผูใชงานไดหลายคนพรอม ๆ กัน แตจะมีราคาถูกกวาเคร่ืองคอมพิวเตอร! 2 ประเภทท่ี กลาวไปขางตน มินิคอมพิวเตอร!ไมมีสมรรถนะเพียงพอท่ีจะใหบริการผูใชจํานวนท่ีเทียบเทา เมนเฟรมคอมพิวเตอร! เนื่องจากมีการลดประสิทธิภาพบางอยางเพ่ือใหไดราคาท่ีองค!กรขนาดกลาง สามารถทจี่ ะจดั ซอ้ื ได จงึ ทาํ ใหมนิ ิคอมพิวเตอรเ! หมาะสําหรบั องค!กรขนาดกลางและขนาดเล็ก รปู ที่ 1.4 มินคิ อมพิวเตอร! (ทีม่ า : http://www.tanti.ac.th/Comitranning/hardware/e3500.gif)

บทท่ี 1 ความรูเบื้องตนเกีย่ วกบั ระบบคอมพิวเตอร! |6 3.4 ไมโครคอมพิวเตอร (Micro Computer) 3.4.1 คอมพิวเตอรแบบต้ังโต?ะ (Desktop Computer) หรือ พีซี (Personal Computer: PC) ไมโครคอมพิวเตอร! คือ คอมพิวเตอร!ขนาดเล็กที่สามารถตั้งบนโตoะได ใชไมโครโพส เซสเซอร! (Microprocessor) ในการประมวลผล ในบางครั้งเรียกวาเคร่ืองคอมพิวเตอร!สวนบุคคล (Personal Computer: PC) ในเคร่ืองพีซีโดยทั่วไปจะประกอบไปดวยอุปกรณ!ท่ีสําคัญ 4 อุปกรณ! คือ จอภาพ ตัวเคร่ือง แปrนรับขอมลู และเมาส! รปู ท่ี 1.5 คอมพิวเตอรส! วนบุคคล (ทม่ี า : http://anguerde.com/pics/main/26/303475idesktopicomputer.jpg) 3.4.2 โน?ตบ?ุกคอมพิวเตอร หรือคอมพิวเตอรขนาดสมุดบันทึก (Notebook or Laptop) คอมพิวเตอร!โนoตบุoก คือ คอมพิวเตอร!ที่มีขนาดเล็กกวาคอมพิวเตอร!สวนบุคคล ถูกออกแบบ ไวเพื่อนําติดตัวไปใชในพื้นที่ตาง ๆ มีขนาดเล็ก มีแบตเตอร่ีในตัว และนํ้าหนักเบา สามารถทํางานได เหมือนคอมพิวเตอร!สวนบคุ คลทุกประการ ตัวอยาง คอมพิวเตอร!โนตo บกุo แสดงดงั รูปท่ี 1.6 รปู ที่ 1.6 คอมพวิ เตอรโ! นoตบกุo (ทมี่ า : https://winblogs.azureedge.net/win/2016/06/Notebook_7_Righti1024x683.jpg)

บทที่ 1 ความรเู บอื้ งตนเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร! |7 3.4.3 คอมพิวเตอรแท็บเล็ต (Tablet Computer) คอมพิวเตอร!แท็บเล็ต คือ คอมพิวเตอร!ท่ีมีลักษณะคลายกับโนoตบoุกคอมพิวเตอร! แตจะมีขนาดเล็กกวา พกพาไดสะดวก และ สวนมากแท็บเลต็ สามารถปrอนขอมูลทางจอภาพไดตามเทคโนโลยีผูผลิต (หนาจอสัมผัส) เหมาะสําหรับ ใชในการเดินทางและทํางานทไ่ี มซับซอนมากนกั ตัวอยางของคอมพวิ เตอร!แทบ็ เลต็ แสดงดังรปู ท่ี 1.7 รูปท่ี 1.7 คอมพวิ เตอรแ! ทป็ เล็ต (ทีม่ า : http://www.powerbuy.co.th/productimages/zpimage/PWB000226260.jpg) 3.4.4 คอมพิวเตอรแบบมือถือ (Handheld Computer) คอมพิวเตอร!แบบมือถือ คอื คอมพวิ เตอรท! ีม่ ีขนาดเล็กทาํ ใหสามารถท่ีจะถือเพียงมือเดียวได พกพาสะดวก ซึ่งคอมพิวเตอร!ชนิดนี้ ที่ถูกออกแบบมาเพ่ือใชงานเฉพาะอยางเชนใชเปJนตารางเวลา ปฏิทินนัดหมาย หรือสมุดบันทึกตาง ๆ คอมพิวเตอร!ชนิดน้ีสามารถนํามาเปJนเคร่ืองสื่อสารไดเชนเดียวกับโทรศัพท!มือถือ ตัวอยางคอมพิวเตอร! แบบมือถอื แสดงรูปที่ 1.8 รปู ท่ี 1.8 คอมพวิ เตอรแ! บบมือถือ (ท่มี า : http://images.apple.com/iphone/tradeiup/images/og.jpg?201611031616)

บทท่ี 1 ความรเู บอื้ งตนเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร! |8 4. ววิ ัฒนาการและยคุ ของคอมพวิ เตอร (Evolution and Generation of Computer) คอมพิวเตอร!มีการพัฒนามาอยางตอเนื่อง ทั้งในเรื่องขนาดและความเร็ว ในสมัยกอน คอมพิวเตอรม! ีขนาดใหญ ใชพลงั งานมาก เกดิ ความรอนสูง ประมวลผลไดชา แตคอมพิวเตอร!ในป>จจุบัน ขนาดเล็ก ใชพลงั งานนอย ความรอนไมสูงมาก ประมวลผลไดเร็ว และแมนยํา 4.1 ววิ ัฒนาการของเคร่ืองคอมพวิ เตอร ในสมัยโบราณไดมีหลายชนชาติไดพยายามคิดประดิษฐ!อุปกรณ! เพื่อใชเปJนเครื่องชวยในการ คํานวณ ชาวจนี เปนJ ชาติแรกทีไ่ ดคดิ ประดษิ ฐล! กู คดิ ขึ้นมาใชในงานคํานวณตัวเลข ซ่ึงตอมาชาติอ่ืน ๆ ได คดิ ประดิษฐอ! ปุ กรณต! าง ๆ ขึน้ มามากมาย ซึ่งสามารถสรปุ เปนJ วิวฒั นาการไดดงั นี้ 300 ปb กอนครสิ ตกาล ชาวบาบิลอนไดสรางเครื่องมือสําหรับชวยนับเปJนแผนกระดานหินออน ขนาดใหญ แสดงดงั รปู ท่ี 1.9 บนเกาะซาลามสิ (Salamis) เพื่อชวยสําหรับการนับคาตัวเลขทมี่ ีมากขึน้ รูปที่ 1.9 แผนหนิ ออนแหงซาลามิส (Salamis Tablet) (ทม่ี า : http://schoty.3neko.ru/images/SalaminSlab.gif) ค.ศ. 1200 ประเทศจีนไดมีการคิดคนเครื่องมือเพ่ือชวยใหการนับงายขึ้น เรียกวา ลูกคิด (Abacus) ซงึ่ ชาวจีนเรยี กวา “suanipan” แสดงดังรูปท่ี 1.10 รปู ที่ 1.10 ลกู คิด (Abacus) (ท่มี า : https://en.wikipedia.org/wiki/Abacus)

บทท่ี 1 ความรเู บือ้ งตนเกีย่ วกบั ระบบคอมพวิ เตอร! |9 ค.ศ. 1612 จอห!น เนเปbยร! นักคณิตศาสตร! ชาวสกoอตไดคิดอุปกรณ!ที่ชวยในการคํานวณโดย อาศัยหลักการของอัลกอริทึมหรือขั้นตอนวิธี เรียกวา เนเปbยร!โบน (Napier's bones) แสดงดังรูปท่ี 1.11 อุปกรณ!ช้นิ นีท้ าํ มาจากกระดกู แบงออกเปJนแทงตัวเลขหลาย ๆ แทง ซ่ึงมีผลคูณของตัวเลขตาง ๆ ไวคลายกบั ตารางสตู รคณู รปู ที่ 1.11 เนเปbยรโ! บน (Napier's bones) (ทม่ี า : https://en.wikipedia.org/wiki/Napier's_bones) ค.ศ.1642 เบลส! ปาสคาล ชาวฝร่ังเศส ไดออกแบบเคร่ืองคํานวณที่ทําการทดไดดวยตนเอง เรียกวาปาสคาลไลน! (Pascaline) แสดงดังรูปที่ 1.12 นับไดวาเปJนพื้นฐานในเคร่ืองคิดเลขแบบใช ฟน> เฟ€อง ซึง่ ระบบนถี้ ูกนาํ มาใชเปนJ หลกั ฐานในการประดิษฐเ! ครอื่ งคดิ เลขรุนตอ ๆ มา รูปที่ 1.12 ปาสคาลไลน! (Pascaline) (ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Pascal's_calculator) ค.ศ. 1822 ชาร!ล แบบเบจ นักคณิตศาสตร!ชาวอังกฤษ ไดคิดคนเคร่ืองกลที่ใชในการ คํานวณขนึ้ มา 2 ชิ้น ช้ินแรกเปJนเครือ่ งคํานวณเรียกวา เครื่องหาผลตาง (Difference Engine) แสดงดัง รูปท่ี 1.13 สําหรับใชในการคํานวณ และพิมพ!คาตารางทางคณิตศาสตร! เพื่อท่ีจะใชแกสมการแบบ

บทที่ 1 ความรูเบอื้ งตนเก่ียวกบั ระบบคอมพิวเตอร! | 10 โพลีโนเมียล สวนช้ินท่ีสองคือ เคร่ืองวิเคราะห! (Analytical Engine) แสดงดังรูปท่ี 1.14 สําหรับใช คาํ นวณกับงานแทบทกุ ชนดิ และสามารถทาํ งานไดตามคาํ สัง่ โดยใชบัตรเจาะรู รูปที่ 1.13 เคร่ืองหาผลตาง (Difference Engine) (ที่มา : http://hilight.kapook.com/view/90042) รูปที่ 1.14 เครอื่ งวิเคราะห! (Analytical Engine) (ท่ีมา : https://en.wikipedia.org/wiki/Difference_engine) ค.ศ.1843 เอกดา ออกัสตา เลิฟเลช เปJนผูชวยปรับปรุงงานของชาร!ล แบบเบจ ซึ่งทําให สามารถใชเลขฐานสองในการแทนคาตัวเลขแทนฐานสิบ และเปJนผูใชท่ีสามารถเขียนโปรแกรมโดยใช บัตรเจาะรู (Punched Card) แสดงดังรูปที่ 1.15 ดังน้ันเธอจึงไดรับการยกยองใหเปJนโปรแกรมเมอร! หรือนกั เขยี นโปรแกรม คนแรกของโลก

บทท่ี 1 ความรเู บอ้ื งตนเก่ยี วกับระบบคอมพวิ เตอร! | 11 รูปที่ 1.15 บัตรเจาะรู (Punched Card) (ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Punched_card) ค.ศ.1850 ยอร!ช บูล เปJนผูชํานาญทางดานพีชคณิตบูลีน ซึ่งเปJนวิชาที่พัฒนามาจาก ตรรกวิทยาแบบบริสุทธ์ิ โดยใชสภาวะเพียงสองอยางคือ “1” และ “0” รวมกับเคร่ืองหมายในเชิง ตรรกะพ้ืนฐานไดแก นอต (NOT) แอนด! (AND) และ ออร! (OR) นับเปJนตนกําเนิดของระบบ เลขฐานสอง นับเปJนรากฐานของการออกแบบวงจรในระบบคอมพวิ เตอรใ! นยคุ ป>จจุบัน ค.ศ. 1890 ดร.เฮอร!แมน ฮอลเลอริธ คิดคนบัตรเจาะรูท่ีใชกับเคร่ือง Tabulating Machine เพื่อใชในการคํานวณขอมูลของการสํารวจสํามะโนประชากร จึงไดรับการยกยองวาเปJนผูนําเอา บัตรเจาะรมู าใชไดสาํ เร็จเปนJ ครง้ั แรกในทางธุรกจิ ค.ศ. 1944 ดร.เฮาเวิร!ด เอเคน ไดรวมกับวิศวกรของบริษัทไอบีเอ็ม จํากัด ไดสรางเครื่อง คาํ นวณแบบที่ ชาร!ล แบบแบจ เคยใฝฝ… >นไวเปนJ ผลสาํ เรจ็ ใหช่ือวา Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) หรือ Havard Mark I แสดงดังรูปท่ี 1.16 เปJนเคร่ืองขนาดใหญมากทํางานเสียงดัง อยางไรก็ตาม Havard Mark I ยังไมใชเคร่ืองคอมพิวเตอร!ท่ีแทจริง เปJนเพียงเครื่องคิดเลขไฟฟrาหรือ เคร่ืองคํานวณอตั โนมัติเครอื่ งแรกของโลกเทาน้ัน รปู ที่ 1.16 เครือ่ ง Havard Mark I (ที่มา : http://sites.harvard.edu/~chsi/markone/images/Mark1Housing.jpg)

บทที่ 1 ความรูเบ้ืองตนเก่ยี วกบั ระบบคอมพิวเตอร! | 12 ค.ศ. 1942 – 1946 จอห!น มอชลี และสเปรสเปอร! เอคเคร!ท ไดรวมกันสรางเคร่ืองคํานวณ อิเล็กทรอนกิ ส!เครื่องแรกมีชื่อวา ENIAC แสดงดังรปู ที่ 1.17 เปJนเครื่องคํานวณอิเล็กทรอนิกส!เครื่องแรก ทีใ่ ชหลอดสญุ ญากาศ รปู ท่ี 1.17 เครื่อง ENIAC (ทีม่ า : http://www.computerhistory.org/revolution/birthiofitheicomputer/4/78) ค.ศ. 1944 ดร.จอห!น ฟอน นอยมันน! ไดสรางเคร่ืองคอมพิวเตอร!ที่สามารถเก็บคําสั่งและ ขอมูลทั้งหมดไวในหนวยความจําของเครื่อง จากแนวความคิดของจอห!น ฟอน นอยมันน! เคร่ือง คอมพิวเตอร!ไดรับการพัฒนาเพ่ิมข้ึนมีช่ือวา EDVAC แสดงดังรูปที่ 1.18 และตอมาในปb ค.ศ. 1952 ท่ี มหาวิทยาลัยเคมบริดจ! ประเทศอังกฤษไดสรางเครื่องคอมพิวเตอร!คลายกับ EDVAC โดยใหชื่อวา EDSAC แสดงดงั รูปที่ 1.19 ซึ่งอาจถอื ไดวาเครอ่ื ง EDVAC และ EDSAC เปนJ คอมพวิ เตอร!เครื่องแรกของ โลก รูปที่ 1.18 เครื่อง EDVAC (ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/EDVAC)

บทท่ี 1 ความรเู บอื้ งตนเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร! | 13 รปู ที่ 1.19 เคร่ือง EDSAC (ท่มี า : https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_delay_storage_automatic_calculator) ค.ศ.1951 มอชลี และ เอคเคิร!ท ไดออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร!ท่ีใชงานธุรกิจเปJนเครื่องแรก ของโลก ชื่อวา UNIVAC I แสดงดงั รปู ท่ี 1.20 เปนJ การผลิตคอมพิวเตอร!เพอ่ื ขายหรือเชาเปJนคร้งั แรก รูปท่ี 1.20 เครือ่ ง UNIVAC I (ทม่ี า : http://www.computerhistory.org/timeline/1951/) ประเทศไทยเริ่มมีการนําคอมพิวเตอร!เขามาใชเปJนครั้งแรกในปb ค.ศ. 1963 หรือ พ.ศ. 2506 คอื เครื่องคอมพิวเตอร!ไอบีเอ็ม 1620 โดยไดรับมอบจากมูลนิธิ เอไอดี และบริษัทไอบีเอ็ม โดยติดต้ังใน ทภ่ี าควชิ าสถิติ คณะพาณิชยศาสตร!และบัญชี จุฬาลงกรณ!มหาวิทยาลัย ซึ่งป>จจุบันหมดอายุการใชงาน ไปแลว และเก็บอยูทศ่ี นู ยบ! รภิ ณั ฑก! ารศกึ ษาทองฟrาจําลอง จงั หวัดกรงุ เทพมหานคร

บทท่ี 1 ความรูเบอื้ งตนเกย่ี วกับระบบคอมพวิ เตอร! | 14 4.2 ยคุ ของเคร่อื งคอมพวิ เตอร เครื่องคอมพิวเตอร!ไดถูกสรางขึ้นมาต้ังแตอดีตจนถึงป>จจุบัน เราสามารถแบงยุคของ คอมพวิ เตอรอ! อกเปJนยุคตาง ๆ ตามเทคโนโลยขี องคอมพิวเตอร!ได 5 ยุคดงั น้ี 4.2.1 ยุคที่ 1 : ป[ ค.ศ. 1951 – 1958 เคร่ืองคอมพิวเตอร!ในยุคแรกนี้ใชหลอดสุญญากาศ (Vacuum Tube) แสดงดังรูปที่ 1.21 ในวงจรอิเล็กทรอนิกส!ของเครื่องคอมพิวเตอร! ทําใหตองการกําลังไฟฟrาเล้ียงวงจรท่ีมีปริมาณมาก และทําใหมีความรอนเกิดข้ึนมาก ทําใหตองใชความเย็นมาชวยระบายความรอน ดังนั้นจึงตองติดตั้ง เครื่องคอมพิวเตอร!ในหองปรับอากาศท่ีมีอุณหภูมิต่ํา และตองมีระบบรักษาระดับความเย็นอยาง ตอเน่ือง เพราะถาระบบรักษาความเย็นเกิดป>ญหาจะทําใหเกิดเครื่องคอมพิวเตอร!ความเสียหายได เครื่องคอมพิวเตอร!น้ีมีขนาดใหญ โดยส่ือท่ีใชในการเก็บขอมูลคือ ดรัมแมเหล็กและบัตรเจาะรู ภาษาคอมพิวเตอร!ที่ใชในการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทํางาน คือ ภาษาเคร่ืองซ่ึงเปJนภาษาที่ใช รหัสเลขฐานสอง ซ่ึงจะเปJนภาษามนุษย!เขาใจยากดังนั้นในการเขียนโปรแกรมควบคุมคอมพิวเตอร!จ่ึง เปJนเรื่องท่ียุงยากเน่ืองจากการแปลภาษาที่มนุษย!เขาใจใหกลายเปJนเลขฐานสองท่ีเครื่องคอมพิวเตอร! เขาใจ เพอ่ื ใหคอมพวิ เตอรป! ระมวลผล รปู ท่ี 1.21 หลอดสุญญากาศ (Vacuum Tube) (ทม่ี า : https://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_tube) 4.2.2 ยคุ ที่ 2 : ป[ ค.ศ. 1959 – 1964 เครื่องคอมพิวเตอร!ในยุคนี้มีขนาดเล็กลง กินไฟนอยลง ราคาถูกลง เพราะมีการ ประดิษฐ!ทรานซิสเตอร! (Transistor) ขึ้นมาใชแทนหลอดสุญญากาศ ทําใหทํางานไดเร็วข้ึน และได ผลลพั ธ!ท่ีถูกตองมากกวาใชสุญญากาศ ทรานซสิ เตอรม! ขี นาดเล็กกวาหลอดสุญญากาศหลายเทา ในยุคนี้ ไดมีการสรางวงแหวนแมเหลก็ มาใชแทนดรัมแมเหล็กซึ่งจะใชเปJนหนวยความจําภายในสําหรับการเก็บ ขอมูลและชุดคําส่ัง ภาษาคอมพิวเตอร!ท่ีใชเขียนโปรแกรมในยุคที่ 2 นี้ คือภาษาแอสเซมบลี ซึ่งเปJน ภาษาท่ีใชสัญลักษณ!แทนคําส่ังตางๆ ทําใหเขียนโปรแกรมไดงายกวาภาษาเครื่องคอมพิวเตอร!ในยุคน้ี เชน ไอบีเอ็ม 1620 และไอบีเอ็ม 401 แตอยางไรก็ตามภาษาแอสเซมบลีเม่ือนําไปเขียนโปรแกรมที่มี ขนาดใหญจะไมเหมาะสมอีกทั้งการเขียนโปรแกรมภาษาแอสเซมบลีตองเขาใจถึงโครงสราง สถาป>ตยกรรมภายในของระบบคอมพิวเตอร!น้ันจึงจะสามารถเขียนโปรแกรมไดทําใหยากตอการเขียน โปรแกรมและการพฒั นา

บทที่ 1 ความรเู บื้องตนเก่ยี วกบั ระบบคอมพิวเตอร! | 15 รปู ที่ 1.22 ทรานซิสเตอร! (Transistor) (ทีม่ า : https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor) 4.2.3 ยคุ ท่ี 3 : ป[ ค.ศ. 1965 – 1970 เคร่ืองคอมพิวเตอร!ที่ถูกพัฒนามาใชในยุคนี้เปJนวงจรรวม หรือ เรียกวา ไอซี (Integrated Circuit : IC) ซึ่งเปJนวงจรอิเล็กทรอนิกส!ที่ถูกบรรจุลงในแผนซิลิคอนบาง ๆ ที่เรียกวา “ชปิ ” ในชิปแตละตัวประกอบไปดวยวงจรอิเล็กทรอนิกส!หลายพันตัว จึงทําใหคอมพิวเตอร!มีขนาดเล็ก ลงกวาเดมิ แตความเร็วในการทํางานสูงข้ึน กินไฟนอย ความรอนลดลง และประสิทธิภาพในการทํางาน เพิ่มขึ้น แตกอนที่คอมพิวเตอร!จะเปJนวงจรรวมคอมพิวเตอร!จะถูกออกแบบเพ่ือใชกับงานแตละอยาง เชน ใชในงานคาํ นวณหรือใชกับงานธุรกิจ เม่ือคอมพิวเตอร!ถูกพัฒนามาใชวงจรรวมก็สามารถใชกับงาน ที่ซับซอนไดมากข้ึน ภาษาเคร่ืองคอมพิวเตอร!ในยุคนี้ เชน ฟอร!แทรน (FORTRAN) และโคบอล (COBOL) รูปที่ 1.23 แผงวงจรรวม (Integrated Circuit : IC) (ทมี่ า : http://1991inewiworldiorder.wikia.com/wiki/Integrated_circuits)

บทที่ 1 ความรูเบือ้ งตนเกย่ี วกับระบบคอมพวิ เตอร! | 16 4.2.4 ยคุ ที่ 4 : ป[ ค.ศ.1971 – 2000 เคร่ืองคอมพิวเตอร!ในยุคน้ีไดมีการพัฒนาเอาวงจรรวมหลายๆ วงจร มารวมเปJนวงจร รวมขนาดใหญ เรียกวา LSI ลงในชิปแตละอัน บริษัทอินเทลไดสรางไมโครโพรเซสเซอร! (Microprocessor) ซ่ึงเปJนชิป 1 อัน ที่ประกอบดวยวงจรทั้งหมดที่ตองการใชในการประมวลผล โปรแกรม ไมโครโพรเซสเซอร!ท่ีใชในเครื่องพีซี มีขนาดกะทัดรัดประกอบดวยสวนประกอบของหนวย ประมวลผลกลาง 2 สวน คือ หนวยควบคุม และหนวยคํานวณและตรรกะ ป>จจุบันไดมีการพัฒนามาก ขึ้นโดยการสรางวงจรอิเล็กทรอนิกส!หลายหม่ืนวงจรรวมอยูในชิปเดียว เปJนวงจร LSI และ VLSI แสดง ดังรูปท่ี 1.24 ในยุคน้ีไดมีการสรางเครื่องคอมพิวเตอร!ทั้งขนาดเล็ก ขนาดกลาง ขนาดใหญ ไดแก ไมโครคอมพิวเตอร! มินิคอมพิวเตอร! เมนเฟรมคอมพิวเตอร! และซูเปอร!คอมพิวเตอร! โดยเฉพาะเครื่อง ไมโครคอมพิวเตอร!ไดรับความนิยมเปJนอยางมากเพราะมีขนาดเล็กกะทัดรัดและราคาถูกแตมี ประสิทธภิ าพเพิม่ ข้นึ และมกี ารทาํ งานเร็วขึ้น รปู ที่ 1.24 แผงวงจรรวมขนาดใหญ (Very Large Scale Integrated : VLSI) (ท่ีมา : https://en.wikipedia.org/wiki/Veryilargeiscale_integration) ยุคที่ 5 ป[ ค.ศ. 2001 – อนาคตในศตวรรษที่ 21 เครื่องคอมพิวเตอร!ในยุคน้ีจะเนนท่ีการนําไมโครชิปมาใชและออกแบบใหเคร่ืองมี หนวยประมวลผลกลางจํานวนหลายตัวทํางานเปJนคูขนานหรือการประมวลผลแบบขนาน เปJนการเพิ่ม ประสทิ ธภิ าพในการประมวลผลอยางมหาศาล และมกี ารใหความสําคัญกับงานดานป>ญญาประดิษฐ!มาก ขึ้น โดยพยายามทําใหคอมพิวเตอร!สามารถท่ีจะเรียนรูไดดวยตนเอง ใหสามารถทํางานแทนมนุษย!ได อยางมปี ระสทิ ธิภาพ 5. โครงสรางคอมพวิ เตอรและสถาปต` ยกรรมคอมพวิ เตอร (Computer Organization and Computer Architecture) ในการกลาวถงึ คอมพวิ เตอรบ! อยครั้งเราจะเจอคาํ วา โครงสรางคอมพวิ เตอรแ! ละสถาปต> ยกรรม คอมพิวเตอร! ซ่ึงมคี วามหมายแตกตางกนั ดงั นี้

บทท่ี 1 ความรูเบ้อื งตนเกย่ี วกบั ระบบคอมพิวเตอร! | 17 โครงสรางคอมพิวเตอร! (Computer Organization) หมายถึงสวนประกอบในแตละสวนของ เคร่ืองคอมพิวเตอร! การเชื่อมโยงกันระหวางสวนประกอบของคอมพิวเตอร! ซึ่งจะเปJนการนําเอา สถาป>ตยกรรมคอมพิวเตอร!ที่ไดออกแบบไวมาสรางคอมพิวเตอร! โดยจะมองดานโครงสรางหนาที่และ กระบวนการเช่ือมตอกนั ระหวางอุปกรณ! สถาป>ตยกรรมคอมพิวเตอร! (Computer Architecture) หมายถึงคุณสมบัติตาง ๆ ของระบบ คอมพิวเตอร! ท่ีผูใชสามารถมองเห็นได ซึ่งจะเปJนสวนที่มีผลกระทบโดยตรงตอการประมวลผลของ โปรแกรมคอมพิวเตอร! เปJนตน โดยจะเปJนศาสตร!ในการออกแบบคอมพิวเตอร!ซึ่งจะทําใหระบบ คอมพิวเตอร!ท่ีออกแบบไวมีประสิทธิภาพสูงสุดและมีคาใชจายท่ีเหมาะสมโดยการออกแบบจะตอง คํานึงถงึ สวนตาง ๆ ที่นํามาใช เพอ่ื ใหสามารถทาํ งานรวมกันไดอยางมีประสิทธิภาพ 5.1 โครงสราง (Structure) โครงสราง หมายถึง อุปกรณ!ตาง ๆ ของคอมพิวเตอร!ที่นํามาเชื่อมตอเขาดวยกัน โดย องค!ประกอบของคอมพวิ เตอร! แสดงดงั รปู ท่ี 1.25 มีองคป! ระกอบที่สาํ คัญ 3 สวน คือ หนวยประมวลผล กลาง หนวยความจํา และหนวยรับขอมูลเขาและสงออก โดยท้ัง 3 สวนน้ีจะติดตอส่ือสารกันผาน Systems Interconnection ซ่งึ หมายถึงระบบบสั นนั่ เอง รูปท่ี 1.25 องคป! ระกอบของคอมพิวเตอร! (ทม่ี า : William Stalling, 2550) 1) หนeวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU) เปJนสวนที่สําคัญ ที่สุดของคอมพิวเตอร! เปรียบเสมือนเปJนสมองของเคร่ืองคอมพิวเตอร! โดยทําหนาที่ในการคํานวณคา ตาง ๆ ตามคําสั่งที่ไดรับมอบหมาย (ประมวลผล) และควบคุมการทํางานของสวนประกอบอ่ืน ๆ ท้ังหมด ในระบบไมโครคอมพิวเตอร! หนวยประมวลผลกลางจะถูกสรางใหอยูในรูปวงจรรวม เพียงตัว เดียวทําใหงายในการนําไปใชงาน หนวยประมวลผลกลางเปJนหนวยท่ีมีความซับซอนมากท่ีสุด มี โครงสรางแสดงดังรปู ที่ 1.26 ซง่ึ ประกอบดวยสวนประกอบหลักตาง ๆ ดังนี้

บทที่ 1 ความรูเบ้อื งตนเกี่ยวกบั ระบบคอมพวิ เตอร! | 18 รูปท่ี 1.26 โครงสรางภายในของหนวยประมวลผลกลาง (ท่มี า : William Stalling, 2550) 1.1) หนวยคํานวณทางคณิตศาสตร!และตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit : ALU) เปJนหนวยที่ทําหนาท่ีประมวลผลโดยใชวิธีทางคณิตศาสตร! เชน บวก ลบ คูณ หาร หรือ ทาํ หนาท่ปี ระมวลผลทางตรรกะ เชน และ (AND), หรือ (OR) , นเิ สธ (NOT) เปนJ ตน รวมทั้งยังทําหนาที่ ในการเปรยี บเทยี บคาตาง ๆ (เทากบั ไมเทากับ มากกวา นอยกวา) 1.2) หนวยเก็บขอมูลชั่วคราว (Register) เปJนหนวยความจําขนาดเล็ก ทํา หนาท่ีเปJนที่พักขอมูล ชั่วคราวกอนที่จะถูกนําไปประมวลผล โดยปกติแลวใน CPU จะมี Register สําหรบั เกบ็ ขอมลู ไมเกนิ 64 ตัว การอางองิ ขอมูลของ Register จะมีความเร็วเทากับความเร็วของหนวย ประมวลผลกลาง เพราะเปนJ หนวยความจําสวนทอี่ ยภู ายในตัวหนวยประมวลผลกลางจึงไมตองไปอางอิง ถึงภายนอกหนวยประมวลผล 1.3) หนวยควบคุม (Control Unit) เปJนเสมือนหนวยบัญชาการของระบบ คอมพิวเตอร!ท้ังหมด ทําหนาท่ีกําหนดจังหวะการทํางานตาง ๆ ของคอมพิวเตอร!ไมเวนแมแต สวนประกอบอื่น ๆ ของ CPU นอกจากนี้ยังทําหนาท่ีควบคุมการสงขอมูลระหวางหนวยตาง ๆ ใน คอมพิวเตอร! 2) หนeวยความจํา (Memory Unit) เปJนหนวยท่ีทําหนาท่ีเก็บขอมูลของระบบ คอมพิวเตอร! ไมวาจะเปJนตัวเลขหรือขอความแมกระทั่งคําส่ังตาง ๆ ในโปรแกรมที่จะใชส่ังงานระบบ คอมพิวเตอร! โดยทว่ั ไปแลวหนวยความจําจะถกู สรางมาบน IC เพ่อื ใหมคี วามจสุ ูงแตมขี นาดเล็ก ขอมูลที่ เก็บในหนวยความจาํ จะมีสถานะเพียงแคเป•ดวงจร (0) หรือป•ดวงจร (1) เทานั้น หนวยความจําสามารถ แบงออกไดเปJนสองประเภทใหญ ๆ คือ ROM (Read Only Memory) และ RAM (Random Access Memory)

บทท่ี 1 ความรเู บ้ืองตนเกยี่ วกับระบบคอมพิวเตอร! | 19 3) หนeวยนําขอมูลเขาและหนeวยแสดงผล (I/O Unit) เปJนหนวยที่ทําหนาที่รับการ ตดิ ตอจากภายนอกเขาสรู ะบบ และแสดงผลที่ไดจากการทาํ งานของระบบออกสูภายนอก เชน คีย!บอร!ด จอภาพ ลาํ โพง Disk Drive เปนJ ตน 5.2 หนาที่ (Function) หนาท่ี หมายถึงการปฏิบัติงานของอุปกรณ!แตละสวนของระบบคอมพิวเตอร!ซ่ึงเปJนสวนหนึ่ง ของโครงสราง หนาท่ีของเครื่องคอมพิวเตอร!แสดงดงั ภาพท่ี 1.27 สามารถอธิบายไดดังน้ี รูปท่ี 1.27 หนาที่การทาํ งานของเครื่องคอมพิวเตอร! (ทมี่ า : William Stalling, 2550) 1) การประมวลผลขอมูล (Data Processing) เคร่ืองคอมพิวเตอร!มีหนาท่ี หลกั คอื การประมวลผลขอมูลทเ่ี ขามาแลวทาํ งานตามคําสั่ง แสดงดงั ภาพท่ี 1.28 (ก) 2) การเก็บขอมูล (Data Storage) เครื่องคอมพิวเตอร!สามารถที่จะจัดเก็บ ขอมูลตาง ๆ ได แสดงดังภาพท่ี 1.28 (ข) 3) การเคลื่อนยายขอมูล (Data Movement) เคร่ืองคอมพิวเตอร!สามารถท่ี จะทําการเคลื่อนยายขอมูลตาง ๆ ได ซ่ึงอาจจะเคลื่อนยายกันระหวางอุปกรณ!ตอพวง หรือเคลื่อนยาย ขอมูลระหวางเครอื ขาย แสดงดังภาพที่ 1.28 (ค) 4) การควบคมุ (Control) เครือ่ งคอมพิวเตอร!สามารถท่ีจะควบคุมการทํางาน ตาง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร!ใหสามารถทํางานตาง ๆ หรือทํางานรวมกันไดโดยไมมีการแยงใช ทรัพยากรของระบบคอมพวิ เตอร! แสดงดังภาพที่ 1.28 (ง)

บทท่ี 1 ความรูเบ้อื งตนเกี่ยวกบั ระบบคอมพิวเตอร! | 20 (ก) (ข) (ค) (ง) รูปท่ี 1.28 แสดงการทาํ งานของคอมพิวเตอร! (ที่มา : William Stalling, 2550)

บทท่ี 1 ความรูเบ้ืองตนเกย่ี วกับระบบคอมพวิ เตอร! | 21 6. สรุปทายบท คอมพิวเตอร! หมายถึง อุปกรณ!อิเล็กทรอนิกส!ท่ีสามารถคํานวณและประมวลผลได โดยมี สวนประกอบสําคัญ 4 สวน คือ หนวยประมวลผลกลาง หนวยความจํา หนวยเก็บขอมูล และหนวยรับ ขอมลู เขาและสงออก โดยสามารถแบงประเภทของคอมพิวเตอร!ไดตามขนาดและความสามารถ ไดเปJน 4 ประเภท คอื ซเู ปอรค! อมพิวเตอร! เมนเฟรมคอมพิวเตอร! มินิคอมพวิ เตอร! และไมโครคอมพวิ เตอร! ป>จจบุ ันคอมพิวเตอร!ไดเขามามีบทบาทสาํ คญั ในชวี ิตประจําวันของมนุษย! ต้ังแตตื่นนอน มนุษย! ตองใชงานคอมพิวเตอร!ในการทํากิจกรรมตาง ๆ จนถึงเขานอน โดยสวนมากคอมพิวเตอร!จะชวยให กิจกรรมตาง ๆ ใชเวลาสั้นลง และสะดวกสบายมากขึ้น คอมพิวเตอร!มีประโยชน!มากมายท้ังในดาน การศึกษา ธนาคาร และวิทยาศาสตร! เปJนตน

บทท่ี 1 ความรูเบ้ืองตนเก่ยี วกับระบบคอมพิวเตอร! | 22 แบบฝmกหดั ทายบทที่ 1 1. โครงสรางโดยท่วั ไปของคอมพวิ เตอรป! ระกอบไปดวยกส่ี วน อะไรบาง 2. กอนครสิ ตกาลมนษุ ย!ใชเครอ่ื งมืออะไรในการชวยคาํ นวณ 3. IC และ VLSI เหมือนหรือแตกตางกนั อยางไรบาง จงอธิบาย 4. ซูเปอรค! อมพวิ เตอร! เหมาะสําหรบั ทํางานทางดานใด เพราะเหตใุ ดจึงเปนJ เชนน้นั 5. คอมพวิ เตอรแ! บบมือถอื (Handheld Computer) มีจุดเดนที่สาํ คญั อยางไร และมีความแตกตางจาก เคร่ืองคอมพวิ เตอรแ! บบตง้ั โตoะ (Desktop Computer) อยางไรบาง เอกสารอางอิง ธีรวัฒน! ประกอบผล, และ จันทนา ผองเพ็ญศรี. (2551). สถาป`ตยกรรมคอมพิวเตอร กรุงเทพฯ: สํานักพมิ พ! ส.ส.ท. บุญสืบ โพธ์ิศรี, สุขุม แปrมศรี, และ เอกองค! หลงราม. (2547). สถาป`ตยกรรมคอมพิวเตอรและ ระบบปฏิบัตกิ าร นนทบุรี: เจริญรุงเรอื งการพมิ พ!. วโิ รจน! ชยั มูล, และ สุพรรณษา ยวงทอง. (2552). ความรเู บื้องตนเกี่ยวกับคอมพิวเตอรและเทคโนโลยี สารสนเทศ กรุงเทพฯ: บริษทั โปรวิชน่ั จาํ กดั . William Stallings. (2550). Computer Organization and Architecture กรุงเทพฯ: บริษัท เอช.เอน็ . กรปoุ จํากัด.

แผนบริหารการสอนประจาํ บทที่ 2 ขอมลู หัวขอเน้อื หา 1. ระบบดจิ ทิ ัล 2. สญั ญาณอนาล็อกและสญั ญาณดจิ ิทลั 3. ระบบตวั เลข 4. การแปลงเลขฐาน 5. การแทนรหัสขอ\" มลู วัตถุประสงคเ$ ชิงพฤติกรรม 1. เพ่อื ใหผ\" เู\" รยี นมีความเข\"าใจและสามารถอธบิ ายระบบดิจิทัลได\" 2. เพื่อให\"ผ\"ูเรียนมีความเข\"าใจและสามารถอธิบายความแตกต0างระหว0างสัญญาณอนาล็อกและ สญั ญาณดจิ ิทลั ได\" 3. เพ่อื ให\"ผเ\"ู รยี นมคี วามเข\"าใจและสามารถอธบิ ายระบบตวั เลขได\" 4. เพอื่ ใหผ\" เู\" รยี นมคี วามเขา\" ใจและสามารถคํานวณการแปลงเลขฐานได\" 5. เพ่อื ใหผ\" ู\"เรยี นมีความเข\"าใจและสามารถอธบิ ายการแทนรหสั ขอ\" มลู ได\" วิธีการสอนและกิจกรรมการเรยี นการสอน 1. บรรยายเนอ้ื หาในแต0ละหัวข\"อ พรอ\" มยกตวั อย0างประกอบ 2. ศกึ ษาจากเอกสารประกอบการสอน 3. ผ\"สู อนสรปุ เนื้อหา 4. ทําแบบฝ8กหัดเพอื่ ทบทวนบทเรยี น 5. ผเู\" รียนถามข\"อสงสัย 6. ผสู\" อนทาํ การซักถาม สอื่ การเรียนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวิชาสถาป<ตยกรรมคอมพวิ เตอร=และซอฟต=แวรร= ะบบ 2. ภาพเลือ่ น (Slide) 3. บทความจากหนงั สือ หรือเวบ็ ไซตต= า0 ง ๆ 4. เครอ่ื งคอมพวิ เตอร=

บทที่ 2 ข\"อมลู | 24 การวดั ผลและการประเมินผล 1. ประเมินจากการซกั ถามในชั้นเรยี น 2. ประเมนิ จากความร0วมมอื และความรบั ผิดชอบต0อการเรียน 3. ประเมนิ จากการทาํ แบบฝก8 หัดทบทวนทา\" ยบทเรยี น

บทท่ี 2 ขอมลู 1. ความนํา ในบทนี้จะกลาวถึง ระบบดิจิทัล (Digital System) สัญญาณอนาล็อก (Analog Signal) สัญญาณดิจิทัล (Digital Signal) ระบบตัวเลข (Number System) การแปลงเลขฐาน การบวกลบเลข ฐาน และการแทนรหัสข6อมลู (Data Code Representation) ข6อมูล คือ ข6อเท็จจริงท่ีเกิดข้ึน ข6อมูลอาจจะอยูในรูปของข6อความหรือตัวเลข ซ่ึงข6อความหรือ ตวั เลขเหลานี้อาจเปBนเร่ืองท่ีเกี่ยวข6องกับ คน พืช สัตวE และส่ิงของ เชน ปริมาณข6าวท่ีประเทศไทยผลิต ได6ในในปI 2559 เปBนข6อมูลท่ีเปBนตัวเลข หรือความคิดเห็นของประชาชนเก่ียวกับการเลือกต้ังเปBนข6อมูล ท่อี ยใู นรปู แบบของขอ6 ความ เปนB ตน6 ซึง่ ขอ6 มูลในคอมพิวเตอรEจะถูก นําไปประมวลผลเพ่ือสร6างผลลัพธEที่ ตอ6 งการ 2. ระบบดิจทิ ลั (Digital System) ดิจทิ ัลมาจากภาษาลาตินวา “Digit” โดยมีความหมายวาน้ิว ซ่งึ เปรยี บเสมือนกับการนับน้ิวเปBน ระบบท่ีไมตอเนื่อง ดังน้ันระบบดิจิทัล คือระบบที่มีสัญญาณแบบไมตอเนื่อง โดยลักษณะของสัญญาณ จะมีลักษณะที่ตรงข6ามกัน ซึ่งแตกตางจากระบบอนาล็อกท่ีสัญญาณมีคาตอเน่ือง ระบบดิจิทัลโดยมาก จะกลาวถงึ คอมพวิ เตอรEและอิเล็กทรอนิกสE โดยเฉพาะการแทนข6อมูลในรูปแบบของระบบดิจิทัล ระบบ ดิจิทัลจะเปBนระบบที่ใช6คาตัวเลขในการแทนข6อมูลตาง ๆ โดยเฉพาะเลขฐานสอง (Binary Code) สาํ หรบั การสงผานขอ6 มูล การประมวลผล หรือการแสดงผลตาง ๆ ซ่งึ แตกตางจากกับระบบอนาล็อกที่ใช6 คาตอเน่ืองของข6อมูลในการทํางาน ระบบดิจิทัลจะถูกใช6ในกระบวนการประมวลผลข6อมูลสารสนเทศ (Information Processing) บางครั้งเรียกวา การประมวลผลข6อมูล (Data Processing) และการ ประมวลผลสัญญาณ (Signal Processing) ทั้งน้ีขึ้นอยูกับการประยุกตEใช6งาน ซ่ึงระบบดิจิทัลเปBนระบบ ที่นิยมกันอยางแพรหลาย และมีการนํามาใช6แทนที่ระบบอนาล็อก ในป\\จจุบันมีการนําเอาระบบดิจิทัล มาใช6งานในด6านตาง ๆ มากมาย การประมวลผลและการแสดงผลทางดิจิทัลได6ถูกใช6งานมานานแล6ว ตัวอยางเชนเคร่ืองบวกเลข และเคร่ืองพิมพE เปBนต6น การพัฒนาดิจิทัลได6รับการพัฒนาอยางรวดเร็วเพ่ิมขึ้นหลังการประดิษฐE คอมพิวเตอรEแบบดิจิทัล และมีการพัฒนาอยางตอเน่ือง เพื่อให6เหมาะสมกับมาตรฐานในป\\จจุบัน การ พัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอรEและดิจิทัล ชวยลดต6นทุนการผลิตของระบบดิจิทัล สงผลให6มีอุปกรณE พเิ ศษหลาย ๆ อยางจํานวนมาก ตวั อยาง เชน นาฬิกาดิจิทัล เคร่ืองคํานวณ เครื่องมือควบคุม วิดีโอเกม กลอ6 งถายรูป กล6องวิดีโอ อุปกรณEเครือขาย เคร่ืองบันทึกเสียงระบบดิจิทัล ในป\\จจุบันได6มีการออกแบบ อุปกรณEระบบดิจิทัลใหม ๆ เพิ่มข้ึนอยางตอเน่ือง ในหลาย ๆ คร้ังระบบดิจิทัลทําให6เกิดสิ่งที่เปBนไปได6ท่ี

บทที่ 2 ขอ6 มูล | 26 ไมเคยมีมากอน ดว6 ยเหตุผลเหลาน้ีทาํ ให6 ความร6เู กยี่ วกับการออกแบบและการใช6ระบบดิจิทัลจึงเปBนส่ิงท่ี จําเปBนอยางมากในโลกปจ\\ จบุ ันและอนาคต เพือ่ ใหม6 ีการพฒั นาทก่ี 6าวหน6าตอไปในทิศทางที่ดขี นึ้ 3. สญั ญาณอนาล็อก (Analog Signal) และสญั ญาณดิจทิ ัล (Digital Signal) เนือ่ งจากสัญญาณที่เปนB พ้ืนฐานบนโลกสวนใหญเปBนอนาล็อก ปริมาณทางฟaสิกสEตาง ๆ ในโลก เชน อณุ หภมู ิ คลน่ื แมเหลก็ ไฟฟbา แสง สี เสียง แรงดันไฟฟbา กระแสไฟฟbา จัดเปBนสัญญาณอนาล็อก ซึ่ง มีลักษณะเปBนสัญญาณท่ีตอเน่ือง จึงมีความจําเปBนอยางย่ิงท่ีต6องแปลงสัญญาณจากสัญญาณอนาล็อก เปนB สญั ญาณดจิ ิทัลและมีการเปลี่ยนกลับจากสัญญาณดิจิทัลเปBนสัญญาณอนาล็อก ดังตัวอยางเชน การ สงสัญญาณเสียงออกอากาศโดยใช6ไมโครโฟน แสดงดังรูปที่ 2.1 เริ่มจากสัญญาณเสียงของเราที่เปBน อนาล็อกสงผานไมโครโฟน และจะทําการแปลงให6เปBนสัญญาณดิจิทัลโดยตัวแปลงจะแปลงสัญญาณ อนาล็อกเปนB สญั ญาณดจิ ทิ ลั (Analog to Digital) จากนัน้ ข6อมูลท่ีเปBนดจิ ทิ ัลจะถูกนําไปประมวลผลและ เก็บไว6 เม่ือต6องการนําไปใช6งานจะแปลงสัญญาณดิจิทัลให6เปBนสัญญาณอนาล็อก (Digital to Analog) และสงไปยังระบบของลาํ โพง เพอื่ ที่จะสรา6 งสัญญาณเสยี งไปยงั ผ6ฟู ง\\ รูปที่ 2.1 ระบบท่ีมที ้งั สญั ญาณอนาล็อกและดิจิทัล กระบวนการสําหรับการแปลงจากอนาล็อกเปBนดิจิทัลจะถูกเรียกวา คอนไตเซชัน (Quantization) หรือ ดิจิตไตเซชัน (Digitization) ดังตัวอยาง สัญญาณอนาล็อกในรูปท่ี 2.2 จะถูกทํา การสุมแบงเปBนชวงคาบระยะเวลาและมีการแบงคาออกเปBน 4 ระดับ หลังจากน้ันการแสดงผลทาง ดิจิทัลจะถูกแสดงด6วยลําดับของดิจิต (Sequential of Digital Signals) โดยความละเอียดของการ แปลงสัญญาณข้ึนอยูกับจํานวนของระดับ และขึ้นอยูกับความถี่ของการสุมคาความละเอียดของ สญั ญาณขึ้นอยูกับจาํ นวนของดจิ ิต และมผี ลตอความจุของการจดั เก็บ รูปที่ 2.2 การแปลงสัญญาณอนาล็อกเปนB ดจิ ิทลั

บทท่ี 2 ข6อมูล | 27 จากการแปลงสัญญาณอนาล็อกเปBนดิจิทัลท่ีมีการแบงออกเปBน 4 ระดับ ดังรูปท่ี 2.2 สามารถ แปลงเปBนสัญญาณดิจิทัลได6ดังน้ี 00 01 01 10 01 11 11 11 11 10 01 สาเหตุสําคัญท่ีมีการนําเอา สัญญาณดิจิทัลมาใช6ในคอมพิวเตอรEเน่ืองจากสัญญาณดิจิทัลงายตอการนํามาประมวลผล และมนุษยE สามารถเข6าใจได6งายกวาสญั ญาณอนาลอ็ ก ดังน้ันในป\\จจบุ ันจงึ นิยมใช6สัญญาณดจิ ทิ ัลกนั อยางแพรหลาย 4. ระบบตวั เลข (Number System) ในการออกแบบวงจรดิจิทัลจะต6องอาศัยความร6ูในเร่ืองของเลขฐาน ซ่ึงจะเปBนระบบพื้นฐานใน การออกแบบวงจรดิจิทัลเพ่ือนําไปใช6งาน โดยทั่วไประบบตัวเลขท่ีมนุษยEเรารู6จักมากท่ีสุดคือระบบตัว เลขฐานสบิ (Decimal Number System) ซง่ึ คอื เลข 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 และ 9 เครื่องคอมพวิ เตอรEได6ถูกพัฒนาข้ึน โดยอาศัยการไหล หรือหยุดไหลของสัญญาณในชวงจังหวะ เวลาตาง ๆ เหมอื นกับการเปaด และปดa สวิตชE คอมพิวเตอรEทํางานด6วยกระแสไฟฟbาดังนั้นจึงมีการแทนท่ี สภาวะของกระแสไฟฟbาได6 2 สภาวะ คือสภาวะที่ไมมีกระแสไฟฟbา และสภาวะที่มีกระแสไฟฟbา เพ่ือให6 มนุษยEสามารถสั่งงานคอมพิวเตอรEได6 ดังนั้นจึงได6มีการสร6างระบบตัวเลขท่ีนํามาแทนสภาวะของ กระแสไฟฟาb โดย “0” จะแทนสภาวะไมมกี ระแสไฟฟbา และ “1” จะแทนสภาวะที่มีกระแสไฟฟbา ดังนั้น ระบบตัวเลขในคอมพิวเตอรEโดยปกติจะเปBนระบบเลขฐานสอง (Binary) นอกจากเลขฐานสองแล6วยังมี ฐานแปด (Octal) และเลขฐานสิบหก (Hexadecimal) ท่ีมีความสําคัญในการใช6งานในคอมพิวเตอรE แสดงดงั ตารางท่ี 2.1 ตารางที่ 2.1 การเปรียบเทียบเลขฐานตาง ๆ กบั เลขฐานสิบ เลขฐานสิบ เลขฐานสอง เลขฐานแปด เลขฐานสิบหก (Hexadecimal) (Decimal) (Binary) (Octal) 0 000 1 2 111 3 4 2 10 2 5 6 3 11 3 7 8 4 100 4 9 A 5 101 5 B C 6 110 6 D E 7 111 7 F 8 1000 10 9 1001 11 10 1010 12 11 1011 13 12 1100 14 13 1101 15 14 1110 16 15 1111 17

บทท่ี 2 ขอ6 มูล | 28 5. การแปลงเลขฐาน การแปลงเลขฐานเปBนพื้นฐานท่ีสําคัญในการติดตอส่ือสารระหวางมนุษยEกับคอมพิวเตอรEให6 เข6าใจตรงกัน โดยมนุษยEจะคุ6นเคยกับการทํางานของตัวเลขในรูปของเลขฐานสิบ สวนคอมพิวเตอรEจะ ทํางานในรูปแบบของเลขฐานสอง ดังนั้นจึงจําเปBนท่ีจะต6องศึกษาเข6าใจหลักการแปลงเลขฐานใน มาตรฐานเดียวกัน 5.1 การแปลงเลขฐานสิบเป?นเลขฐานสอง เลขฐานแปด เลขฐานสบิ หก การแปลงเลขฐานสิบเปBนเลขฐานตาง ๆ จะกระทําโดยใช6วิธีการหารด6วยเลขฐานท่ีต6องการ แปลง โดยจะทําการหารจนกวาจะไมสามารถท่ีจะหารได6อีกตอไป เศษที่เหลือจากการหารแตละคร้ัง คําตอบท่ีต6องการ โดยเศษท่ีเหลือจากการหารคร้ังสุดท6ายเปBนตัวท่ีมีนัยสําคัญน6อยท่ีสุด (Least Significant Digit หรือ LSD) และเศษท่ีเหลือจากการหารคร้ังสุดท6ายเปBนตัวท่ีมีนัยสําคัญสูงสุด (Most Significant Digit หรือ MSD) การแปลงเลขฐานสิบที่เปBนทศนิยม ถ6าต6องการแปลงให6เปBนเลขฐานฐาน อ่ืน ๆ จะกระทําโดยการใช6วธิ กี ารคณู จาํ นวนทศนยิ มนน้ั ดว6 ยเลขฐานของเลขทต่ี อ6 งการแปลง โดยผลลัพธE ของการคณู ทเี่ ปBนเลขจาํ นวนเต็มคือคําตอบทตี่ 6องการ ตัวอยาB งท่ี 2.1 ให6ทําการแปลงเลขฐานดังนี้ (35)10 = (?)2 คือให6แปลงเลขฐานสบิ เปBนเลขฐานสอง วิธที าํ เศษ 2 ) 35 1 2 ) 17 1 2) 8 0 2) 4 0 2) 2 0 1 คําตอบ (35)10 = (100011)2 ตวั อยาB งท่ี 2.2 ใหท6 ําการแปลงเลขฐานดังน้ี (59)10 = (?)8 คือให6แปลงเลขฐานสิบเปBนเลขฐานแปด วธิ ที ํา เศษ 8 ) 59 3 7 คาํ ตอบ (59)10 = (73)8 ตัวอยาB งท่ี 2.3 ใหท6 ําการแปลงเลขฐานดงั นี้ (86)10 = (?)16 คอื ใหแ6 ปลงเลขฐานสิบเปนB เลขฐานแปด วิธีทาํ เศษ 16 ) 86 6 5 คําตอบ (86)10 = (56)16

บทที่ 2 ข6อมลู | 29 5.2 การแปลงเลขฐานสอง เลขฐานแปด เลขฐานสิบหก เปน? เลขฐานสบิ การแปลงเลขฐานใด ๆ เปBนฐานสิบ สามารถทําได6โดยการนาํ เอาเลขแตละตําแหนงของตัวเลขที่ ต6องการแปลง คูณด6วยน้ําหนักของเลขฐานนั้นแล6วนําทั้งหมดมารวมกัน จะได6คําตอบเปBนเลขฐานสิบ ตวั เลขในแตละหลักจะมคี านาํ้ หนกั ทข่ี ้ึนอยูกบั ตําแหนงหลกั และฐาน ของตวั เลขนัน้ เชน (7392)10 =(7x103)+(3x102)+(9x101)+(2x100) (125.21)10 = (1x102)+(2x101)+(5x100)+(2x10y1)+(1x10y2) (11001)2 = (1x24)+(1x23)+(0x22)+(0x21)+(1x20) ตวั อยาB งที่ 2.4 ใหท6 ําการแปลงเลขฐานดังนี้ (110101)2 = (?)10 วธิ ีทาํ เลขประจาํ หลักคือ 2 ดังนน้ั ใช6 2 ยกกําลงั (110101)2 = (1x25)+(1x24)+(0x23)+(1x22)+(0x21)+(1x20) = 32 + 16 + 0 + 4 +0 +1 = 53 คาํ ตอบ (110101)2 = (53)10 ตวั อยBางที่ 2.5 ให6ทําการแปลงเลขฐานดังนี้ (126)8 = (?)10 วิธที าํ เลขประจําหลักคอื 8 ดงั น้ัน ใช6 8 ยกกาํ ลัง (126)8 = (1x82)+(2x81)+(6x80) = 64 + 16 + 6 = 86 คาํ ตอบ (126)2 = (86)10 ตวั อยาB งท่ี 2.6 ใหท6 าํ การแปลงเลขฐานดังนี้ (F6)16 = (?)10 วิธีทํา เลขประจาํ หลักคือ 16 ดงั น้นั ใช6 16 ยกกาํ ลงั (F6)16 = (Fx161)+(6x160) = 240 + 6 = 246 คาํ ตอบ (F6)16= (246)10 5.3 การแปลงเลขฐานแปดเป?นเลขฐานสอง และการแปลงเลขฐานสองเป?นเลข ฐานแปด การแปลงเลขฐานแปดเปBนเลขฐานสอง จะกระทาํ โดยใช6การใช6เลข 1 บิต ของเลขฐานแปดแทน ด6วยเลขฐานสองจาํ นวน 3 บติ ดังนนั้ การแปลงเลขฐานแปดเปBนเลขฐานสอง และการแปลงเลขฐานสอง เปนB เลขฐานแปด กระทําไดโ6 ดยการแทนคาตาง ๆ ดงั แสดงในตารางท่ี 2.2

บทท่ี 2 ข6อมลู | 30 ตารางท่ี 2.2 ตารางแสดงความสัมพนั ธEระหวางเลขฐานแปดกบั เลขฐานสอง เลขฐานสอง เลขฐานแปด (Binary) (Octal) 000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7 วธิ กี ารแปลงเลขฐานสองเปBนฐานแปด จะทําการจดั แบงกลุมของเลขฐานสองทีละ 3 บิต โดยให6 จดั กลมุ จากบิตที่มีนับสําคัญน6อยที่สุด (LSB) ไปบิตที่มีนัยสําคัญสูงสุด (MSB) ดังรูปที่ 2.3 ถ6าจับกลุมไม ครบทีละ 3 บติ ให6เพิม่ ดจิ ิต 0 จนครบ 3 บิต MSB LSB 10111110101 10 111 1 1 0 1 0 1 2 765 รูปท่ี 2.3 การแปลงเลขฐานสองเปBนเลขฐานแปด วธิ ีการแปลงเลขฐานแปดเปนB เลขฐานสองจะทาํ การแทนเลขแปดด6วยเลขฐานสองจํานวน 3 บิต โดยดูคาในตารางที่ 2.2 734 111 011 1 00 1 = 0012 รปู ที่ 2.4 การแปลงเลขฐานแปดเปBนเลขฐานสอง ตวั อยBางท่ี 2.7 ใหท6 าํ การแปลงเลขฐานดงั น้ี (524.61)8 = (?)2 6 = 1102 วธิ ีทํา แปลงเลขฐานแปดเปนB เลขฐานสองทีละตวั 5 = 1012 2 = 0102 4 = 1002 คําตอบ (524.61)8 = (101010100.110001)2

บทที่ 2 ข6อมูล | 31 ตวั อยBางที่ 2.8 ใหท6 ําการแปลงเลขฐานดงั นี้ (11101001000.01011)2 = (?)8 วิธีทํา (11101001000.01011)2 = (011 101 001 000.010 11)2 = (3510.26)8 คาํ ตอบ (11101001000.01011)2 = (3510.26)8 5.4 การแปลงเลขฐานสบิ หกเป?นเลขฐานสอง และการแปลงเลขฐานสองเป?น เลขฐานสบิ หก การแปลงเลขฐานสิบหกเปBนเลขฐานสอง จะกระทําโดยการใช6เลข 1 บิต ของเลขฐานสิบหก แทนด6วยเลขฐานสองจํานวน 4 บิต ดังนั้นการแปลงเลขฐานสิบหกเปBนเลขฐานสอง และการแปลง เลขฐานสองเปBนเลขฐานสิบหก กระทําได6โดยการแทนคาตาง ๆ ดงั แสดงในตารางท่ี 2.3 ตารางท่ี 2.3 ตารางแสดงความสัมพันธรE ะหวางเลขฐานสิบหกกับเลขฐานสอง เลขฐานสอง เลขฐานสบิ หก (Binary) (Hexadecimal) 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F วธิ ีการแปลงเลขฐานสองเปนB ฐานสิบหก จะทําการจัดกลุมของเลขฐานสองทลี ะ 4 บิต โดยให6จัด กลุมจากบติ ท่ีมนี ยั สาํ คญั นอ6 ยท่สี ดุ (LSB) ไปบติ ทีม่ ีนยั สาํ คญั สูงสดุ (MSB) ดงั รูปที่ 2.5

บทท่ี 2 ข6อมลู | 32 MSB LSB 1 0 1 1 1 1 1 0 101 จะได6 101 111 1 0 101 5F 5 รูปท่ี 2.5 การแปลงเลขฐานสองเปBนเลขฐานสิบหก วธิ กี ารแปลงเลขฐานสบิ หกเปBนเลขฐานสองจะทําการแทนเลขสิบหกด6วยเลขฐานสองจํานวน 4 บติ โดยดูคาในตารางที่ 2.3 73B จะได6 0 11 1 00 1 1 1 01 1 รปู ที่ 2.6 การแปลงเลขฐานสิบหกเปนB เลขฐานสอง ตัวอยBางท่ี 2.9 ใหท6 ําการแปลงเลขฐานดังนี้ (11101001000.01011)2 = (?)16 01 1 วธิ ที ํา แปลงเลขฐานสองเปน? เลขฐานแปดทีละตวั 1 1 1 0 100 1 000 . 0 1 คําตอบ (11101001000.01011)2 = (748.58)16 ตวั อยBางที่ 2.10 ให6ทาํ การแปลงเลขฐานดงั นี้ (524.61)16 = (?)2 1 = 00012 วิธที ํา แปลงเลขฐานสิบหกเปBนเลขฐานสองทีละตวั 5 = 01012 2 = 00102 4 = 01002 6 = 01102 คําตอบ (524.61)16 = (01010010010001100001)2 5.5 เทคนคิ ในการแปลงเลขฐานสอง เลขฐานแปด เลขฐานสิบหก เลขฐานสิบ ระบบเลขฐานตางๆ สามารถท่ีจะแปลงให6อยูในรูปของเลขฐานตาง ๆ ได6 เพื่อให6เหมาะสมกับ การใช6งานแตละอยาง เทคนิคการแปลงเลขฐานมีวิธีการ ดังเชนวิธีที่แสดงในรูปที่ 2.7 ซ่ึงจะเปBนการ แปลงเลขฐานอยางงาย เชน ถ6าต6องการแปลงเลขฐานสิบหกให6เปBนเลขฐานเลขฐานแปด ก็จะสามารถ กระทําได6โดยแปลงเลขฐานสิบหกเปนB เลขฐานสองจากน้ันแปลงเลขฐานสองเปBนเลขฐานแปด