computer 1

หน่วยการทางานท่ีสาคญั

ตอนที่ 3 หน่วยการทางานท่ีสาคญัจุดประสงคก์ ารเรียนรู้ ... เพื่อใหน้ กั ศกึ ษาสามารถอธิบาย 1. ความหมายและความสาคญั ของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) 2. ความหมาย ความสาคญั และหลกั การทางานของหน่วยความจาแรม, รอม 3. วธิ ีการทางานของหน่วยความจาแคช และบสั 4. ชนิดและประเภทของหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลได้เน้ือหาการเรียน ...1. หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ... หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit – CPU) บางทีกเ็ รียกวา่ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) หรือ ชิป (Chip) เป็นหวั ใจของคอมพิวเตอร์ ทาหนา้ ท่ีในการคิดคานวณ ประมวลผล และควบคุมการทางานของอุปกรณ์อื่นในระบบ§ ลกั ษณะของซีพียูเป็นชิ้นส่วนขนาดเลก็ มาก ภายในประกอบดว้ ยทรานซิสเตอร์ประกอบกนั เป็นวงจรหลายลา้ นตวัตวั อยา่ งเช่น ซีพียรู ุ่นเพนเทียม จะมีทรานซิสเตอร์เลก็ ๆจานวนมากถึง 3.1 ลา้ นตวัซีพยี มู ีหน่วยที่ใชใ้ นการบอกขนาดของการคานวณเรียกวา่ บิต (Bit) ถา้ จานวนบิตมากจะสามารถทางานไดเ้ ร็ว ซีพยี ปู ัจจุบนั ทางานท่ี 32 บิต§ ความเร็วของซีพียู (Speed)มีหน่วยวดั เป็น เมกะเฮริตซ์ (MHz = MegaHertz) ถา้ ค่าตวั เลขยงิ่ สูงแสดงวา่ ยงิ่ มีความเร็วมากปัจจุบนั ความเร็วของซีพยี ู สามารถทางานไดถ้ ึงระดบั กิกะเฮริตซ์ (GHz = Gigahertz) โดยมีความเร็วระหวา่ ง 2-3 GHz ในการเลือกใชซ้ ีพยี ู ผจู้ าหน่ายจะบอกไวว้ า่ เคร่ืองรุ่นน้ีมีความเร็วเท่าไหร่ เช่น Pentium IV 2.8 GHz หมายความวา่ เป็น CPU รุ่นเพนเทียมโฟว์ มีความเร็วในการทางานที่ 2.8 กิกะเฮริตซ์§ ซีพียรู ุ่นต่างๆโดยทว่ั ไปมีผผู้ ลิตซีพียหู ลกั ๆ คือ บริษทั Intel, AMD, Cyrix และ Motorola โดยบริษทั Intelเป็นผนู้ าในการผลิตรายใหญ่ที่สุดของโลกตวั อยา่ ง CPU ท่ีใชใ้ นระบบปฏิบตั ิการ Windows

1. ซีพียู Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV เป็นซีพียรู ุ่น 486 ของบริษทั อินเทล มีขนาดการเขา้ ออกของขอ้ มูลขนาด 32 บิต ภายในมีส่วนคานวณแบบขนาน สามารถทางานพร้อมกนั ไดห้ ลายๆคาส่งั โดยเฉพาะ Pentium IV ถือวา่ ใหป้ ระสิทธิภาพสูงมาก เหมาะสาหรับการใช้งานดา้ นมลั ติมีเดีย2. ซีพียู AMD เป็นของบริษทั AMD เป็นบริษทั ที่ผลิตซีพียทู ี่สามารถใชง้ านกบั ระบบปฏิบตั ิการWindows ได้ เช่นเดียวกบั ซีพียขู องอินเทล3. ซีพยี เู ซเลรอน (Celeron) เป็น ซีพียู ของบริษทั อินเทล2. หน่วยความจา (Memory)... หน่วยความจาของคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลกั ๆ ดงั น้ี2.1 หน่วยความจารอม (ROM) ... คาวา่ ROM ยอ่ มาจาก Read Only Memory เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลแบบถาวร รอมใช้บนั ทึกรายละเอียดของอุปกรณ์ที่ติดต้งั บนเมนบอร์ด เช่น ขนาดและประเภทของฮาร์ดดิสก์(harddisk) ท่ีใช้ ปริมาณความจุของแรม (RAM) หน่วยประมวลผล (CPU) ท่ีใช้ การติดต้งั ฟลอปป้ี ไดรฟ์ (floppy drive) เป็นตน้ ขอ้ มูลท่ีบนั ทึกในรอม จะยงั คงอยแู่ มจ้ ะปิ ดเคร่ือง หนา้ ท่ีของรอมคือจะตรวจสอบวา่ มีอุปกรณ์ใดบา้ ง ท่ีติดต้งั ใชง้ าน หากตรวจสอบไม่อุปกรณ์ท่ีสาคญั ๆ เช่น ไม่พบฮาร์ดดิสก์ ซีพยี ู หรือแรม รอมจะหยดุ การทางาน2.2 หน่วยความจาแรม (RAM) ...คาวา่ RAM ยอ่ มาจาก Random Access Memory เป็น เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลหลกั แต่เป็นการเกบ็แบบชวั่ คราวของคอมพวิ เตอร์ เน่ืองจาก RAM สามารถส่งขอ้ มูลใหก้ บั CPU ไดด้ ว้ ยความรวดเร็ว (เร็วกวา่ ฮาร์ดดิสก์ ฟลอปป้ี ดิสก์ หรือหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลอื่นๆ) แต่ในขณะเดียวกนั ขอ้ มูลใน RAM จะสูญหายทนั ที เม่ือปิ ดเคร่ือง การใชง้ านจริง จึงตอ้ งบนั ทึกขอ้ มูลไวใ้ นฮาร์ดดิสก์ก่อนปิ ดเคร่ือง หน่วยความจาแรม มีหน่วยวดั เป็น ไบต์ (byte) ซ่ึงถา้ เป็นเครื่องรุ่นเก่าจะนิยมใช้หน่วยความจาแรม 8 หรือ 16 เมกะไบต์ (Megabyte) แต่ถา้ เป็นเคร่ืองรุ่นใหม่ๆ จะใชแ้ รมขนาด128 MB หรือ 256 MB ข้ึนไป ซ่ึงจะทาใหส้ ามารถทางานกบั โปรแกรมรุ่นใหม่ หรือกบั

แฟ้มขอ้ มูลท่ีมีขนาดใหญๆ่ เช่น งานมลั ติมีเดียหรืองานกราฟิ กได2้ .2.1 DRAM (ดีแรม) และSDRAM (เอสดีแรม) ...DRAM เป็นหน่วยความจาหลกั ของเคร่ือง นิยมใชม้ ากในสมยั ก่อนเพราะราคาไม่แพง แต่ทางานไดช้ า้ มากปัจจุบนั มีการใช้ SDRAM (Synchronous DRAM) ซ่ึงเป็นหน่วยความจาที่มีประสิทธิภาพสูงมาก ในสมยั ก่อนอาจจะมีราคาสูง แต่ปัจจุบนั ราคาไดถ้ ูกลงมาก คนจึงนิยมใช้SDRAM มากข้ึนเป็นแผงวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ที่ใชส้ าหรับติดต้งั หน่วยความจา ติดต้งั บนเมนบอร์ด เราสามารถเพิม่ จานวนแรมโดยเสียบแผงวงจรเขา้ กบั ซิมน้ี เพยี งเท่าน้ีกส็ ามารถเพ่ิมแรมไดอ้ ยา่ งง่ายๆสะดวกรวดเร็ว และสามารถทาไดด้ ว้ ยตนเอง ดงั น้นั ขอ้ จากดั ของการเพิ่มแรม คือ จานวนช่องของSIMM และขนาดของแรมแต่ละแผง ที่นามาเสียบลงบน SIMM2.2.3 หน่วยความจาเสมือน (Virtual Memory) ...หมายถึง หน่วยความจาประเภทหน่ึงใชส้ าหรับแสดงผล เป็นหน่วยความจาที่ถูกสร้างข้ึนมาในกรณีที่หน่วยความจาแรมไม่พอใช้ โดยระบบ ปฏิบตั ิการจะมีการนาเอาพ้ืนท่ีในฮาร์ดดิสก์บางส่วนมาเป็นพ้ืนท่ีทางานชว่ั คราวในขณะเปิ ดแฟ้มขอ้ มูล และจะลบทิ้งเมื่อปิ ดแฟ้มขอ้ มูล เราจึงเรียกวา่ “หน่วยความจาเสมือน” ขอ้ เสียของการใชห้ น่วยความจาเสมือนคือ ถา้ พ้ืนท่ีวา่ งมีนอ้ ยกวา่ ที่กาหนดไว้ คอมพิวเตอร์จะทางานชา้ ลง การใชง้ านฮาร์ดดิสกจ์ ึงมกั จะใหม้ ีเน้ือที่ที่ไม่ไดใ้ ชง้ าน เหลือไวไ้ ม่นอ้ ยกวา่ 10 เปอร์เซ็นต์ในการใชง้ านคอมพิวเตอร์น้นั เราจะตอ้ งเลือกขนาดของแรมท่ีเหมาะสม โดยเฉพาะโปรแกรมปฏิบตั ิการ (OS) รุ่นใหม่ๆ เช่น Windows ME, Windows XP เป็นระบบปฏิบตั ิการขนาด 32 บิตควรใชแ้ รม 128 MB ข้ึนไป หากใชแ้ รมนอ้ ยกวา่ น้ีเครื่องอาจจะทางานชา้ มากหรืออาจหยดุ ชะงกัไดง้ ่ายหน่วยความจาแคชเป็นหน่วยความจาท่ีช่วยใหซ้ ีพียทู างานไดเ้ ร็วข้ึน เป็นการเกบ็ ขอ้ มูลที่ซีพียเู คยเรียกใชแ้ ลว้ เอาไวใ้ นกรณีที่เราตอ้ งการเรียกใชก้ ม็ าเรียกขอ้ มูลจากแคชซ่ึงจะอ่านขอ้ มูลไดเ้ ร็วกว่าอ่านขอ้ มูลจากหน่วยความจาดิสกม์ ากจะติดต้งั อยบู่ นเมนบอร์ดเหมือนแรม ถา้ เครื่องไม่พบแคชในซีพียกู จ็ ะมองหาแคชภายนอก ถา้พบกจ็ ะนามาใชง้ าน ซ่ึงกจ็ ะทางานไดช้ า้ กวา่ แคชภายในอยบู่ า้ งเป็นเส้นทางวิ่งระหวา่ งขอ้ มูลหรือคาส่ัง ท่ีอยบู่ น Main board เช่น จาก Extension slot ไปยงัอุปกรณ์อื่นๆ จากหน่วยบนั ทึกขอ้ มูล ไปยงั RAM หรือ จาก RAM ไปยงั CPU

วดั ดว้ ยหน่วยเมกะเฮิรตซ์ (Mhz) หรือหน่ึงลา้ นรอบต่อวนิ าทีบสั ท่ีนิยมใชใ้ นปัจจุบนั คือ บสั แบบ PCI (Peripheral Component Interconnect) มีความกวา้ งของสัญญาณที่ใชร้ ับส่งขอ้ มูลถึง 32 หรือ 64 บิต ความเร็วมากกวา่ 300 MHz ข้ึนไป นอกจากน้ีPCI ยงั สนบั สนุนคุณสมบตั ิ Plug and Play ท่ีใชใ้ นการติดต้งั โปรแกรมที่ใชค้ วบคุมอุปกรณ์ใหม่ดว้ ย4. หน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารอง ... หน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารอง สาเหตุท่ีเรียกวา่ หน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารอง เพราะคอมพิวเตอร์หรือซีพียจู ะเรียกใชข้ อ้ มูลจากแรม ที่เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลหลกั ก่อน และหากขอ้ มูลท่ีตอ้ งการไม่มีในแรม กจ็ ะทาการอ่านขอ้ มูลจากหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารองไปเกบ็ ไวท้ ่ีแรมก่อน ท้งั น้ีเพราะหน่วยเกบ็ขอ้ มูลหลกั สามารถทางานติดต่อกบั ซีพียไู ดด้ ว้ ยความรวดเร็วกวา่ หน่วยความจาสารอง แต่หน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารอง มีขอ้ ดีคือ สามารถจะเกบ็ รักษาขอ้ มูลไวไ้ ด้ แมว้ า่ จะปิ ดเครื่อง และเกบ็ขอ้ มูลไดม้ ากกวา่ หน่วยเกบ็ ขอ้ มูลหลกั4.1 ฟลอปป้ี ดิสก์ (Floppy Disk) ...หรือท่ีนิยมเรียกวา่ ดิสเกต็ ต์ (diskette) มีลกั ษณะเป็นแผน่ แม่เหลก็ ทรงกลม มีพลาสติกแขง็ เป็นกรอบส่ีเหลี่ยมครอบไวช้ ้นั นอก ขนาด 3.5 นิ้ว สามารถจุขอ้ มูลได้ 1.44 MB ก่อนการใชง้ านจะตอ้ งทาการฟอร์แมตแผน่ ก่อนปัจจุบนั แผน่ ดิสเกต็ ตจ์ ะฟอร์แมตมาจากโรงงานผผู้ ลิตแลว้ สามารถนามาใชง้ านไดท้ นั ที การใช้งานจะสอดแผน่ ในเคร่ืองอ่านฟลอปป้ี ดิสก์ (Floppy Drive) ซ่ึงเป็นอุปกรณ์อ่านและเขียนแผน่ ดิสก์ ติดต้งั อยภู่ ายในตวั ถงั ของเคร่ือง ฟลอปป้ี ดิสกเ์ กบ็ ขอ้ มูลไดไ้ ม่มากนกั เหมาะสาหรับการพกพา เพราะมีขนาดเลก็ สามารถนาขอ้ มูลไปใชง้ านกบั คอมพิวเตอร์เครื่องอ่ืนๆ ไดส้ ะดวก4.2 ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk) ...เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลขนาดใหญ่สามารถเกบ็ ขอ้ มูลไดม้ ากกวา่ ฟลอปป้ี ดิสกห์ ลายลา้ นเท่าฮาร์ดดิสกต์ ิดต้งั ในตวั เครื่องพร้อมกบั อุปกรณ์อื่นๆ มีขนาดประมาณ 3.5 นิ้ว แต่มีความหนากวา่ฟลอปป้ี ดิสก์ มีตวั อ่านขอ้ มูลอยภู่ ายใน ในปัจจุบนั มีฮาร์ดดิสกต์ ้งั แต่ 40 กิกะไบต์ (GB) ข้ึนไปจึงสามารถเกบ็ ขอ้ มูลไดม้ าก โปรแกรมต่างๆ ในปัจจุบนั ตอ้ งการพ้นื ท่ีในการเกบ็ ขอ้ มูลมากโดยเฉพาะโปรแกรมประเภทกราฟิ กหรือมลั ติมีเดีย จาเป็นตอ้ งใชพ้ ้นื ท่ีเกบ็ ขอ้ มูลมากพอจึงจะใช้งานได้4.3 ซีดี–รอม (CD-ROM) ...

ยอ่ มาจากคาวา่ Compact Disk Read – Only Memory เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลท่ีไดร้ ับความนิยมมากราคาไม่แพง มีอายกุ ารใชห้ ลายปี และมีขนาดเลก็ ซีดีรอมเป็นแผน่ พลาสติกกลม เส้นผา่ นศูนยก์ ลาง 4.75 นิ้ว ผวิ หนา้ เคลือบดว้ ยโลหะสะทอ้ นแสง เพ่อื ป้องกนั ขอ้ มูลที่บนั ทึกไวบ้ นั ทึกและอ่านขอ้ มูลดว้ ยแสงเลเซอร์ปกติซีดีรอมในปัจจุบนั มีความจุประมาณ 700 MB หรือเท่ากบั หนงั สือประมาณ 700,000 หนา้หรือเท่ากบั ฟลอปป้ี ดิสกข์ นาด 1.44 MB ถึง 700 แผน่ สามารถบนั ทึกขอ้ มูลไดม้ าก โดยเฉพาะงานดา้ นมลั ติมีเดียท้งั ภาพ แสง เสียง ในเวลาเดียวกนั4.4 DVD-ROM : (Digital Video Disk Read – Only Memory) ...เป็นหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลรองชนิดหน่ึงที่กาลงั ไดร้ ับความนิยมมากลกั ษณะคลา้ ยซีดีรอมแต่สามารถเกบ็ ขอ้ มูลไดม้ ากกวา่ ซีดีรอมหลายเท่า คือ ขนาดมาตรฐานเกบ็ ขอ้ มูลได้ 4.7 GB หรือ 7 เท่าของซีดีรอม และพฒั นาต่อเนื่องไปตลอดดีวดี ีแผน่ หน่ึงสามารถบรรจุภาพยนตร์ความยาวถึง 133 นาทีไดโ้ ดยใชล้ กั ษณะการบีบอดั ขอ้ มูลแบบ MPEG-2 และระบบเสียงแบบดอลบี (Dolby AC-3) ปัจจุบนั ดีวดี ีจึงนิยมใชใ้ นการบนั ทึกภาพยนตร์และมลั ติมีเดีย ซ่ึงตอ้ งการพ้นื ท่ีเกบ็ ขอ้ มูลมากกวา่ แผน่ CD-ROM