E-Book หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

หลกั การทางานของคอมพิวเตอร์

หลกั การทางานของคอมพวิ เตอร์ • คอมพวิ เตอร์เป็นอปุ กรณ์ท่ีมนษุ ย์ประดษิ ฐ์มาเพ่ืออานวยความสะดวกในด้านตา่ งๆ ไมว่ ่าจะเป็นด้านการคานวนการเก็บข้อมลู การตดั สนิ ใจ และอื่นๆในอดตี คอมพวิ เตอร์ถกู นามาใช้ในงานด้านวิทยาศาสตร์เป็นสว่ นใหญ่ แตป่ ัจจบุ นั คอมพิวเตอร์ถกู พฒั นาขีด ความสามารสงู ขนึ ้ มีการนาไปประยกุ ต์ใช้ในหน่วยงานต่างๆมากมาย เช่น ราชการ ธุรกิจ การแพทย์ การทหาร เป็นต้น ซง่ึ การ เรียนรู้ขนั ้ ตอนการทางานของคอมพวิ เตอร์ทาให้เราสามารถเลอื กซอื ้ คอมพิวเตอร์ได้ตรงตามความต้องการ โดยหลักการทางาน ของคอมพวิ เตอร์จะเป็นตามที่โปรแกรมกาหนดไว้ โดยตวั เครื่อง หรือที่เรียกวา่ ฮาร์ดแวร์(Hardware) จะมสี ว่ นประกอบที่ สาคญั พืน้ ฐาน 5 หน่วย คือ • 1. หน่วยรับข้อมลู (input unit) • 2. หน่วยประมวลผลกลาง (central processing unit) • 3. หน่วยความจาหลกั (main memory unit) • 4. หน่วยความจารอง (secondary storage) • 5. หน่วยแสดงผล (output unit)

ท่ีมา : https://sites.google.com/site/saardonline

• 1. หน่วยรับข้อมลู (input unit) • เป็นหน่วยที่ทาหน้าที่รับข้อมลู จากผ้ใู ช้เข้าสคู่ อมพวิ เตอร์ เช่น ตวั อกั ษร ตวั เลข สญั ลกั ษณ์ เป็นต้น โดยจะแปลงข้อมูลให้อยใู่ นรูปของสญั ญาณไฟฟ้ าที คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ โดยนามาจดั เก็บไว้ที่หน่วยความจาหลกั และใช้ประมวลผลได้ อปุ กรณ์หน่วยรับข้อมลู ท่ีนิยมใช้ในปัจจบุ นั

• 2. หน่วยประมวลผลกลาง (central processing unit) • ซีพียู (CPU) หรือ Central Processing Unit หมายถงึ “หน่วยประมวลผลกลาง” หรือเรียกอีกช่ือหน่งึ วา่ “ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor)” เป็นอปุ กรณ์อิเลค็ ทรอนิคส์ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมลู ตามชดุ คาสงั่ ที่มาจากซอฟต์แวร์ ตวั ของซีพียนู นั ้ มลี กั ษณะเป็นชปิ (Chip) ตวั เลก็ ๆ ซง่ึ ภายในบรรจทุ รานซิสเตอร์จานวนหลายล้านตวั ต่อเข้าเป็นวงจรอิเลค็ ทรอนิคส์จานวนมหาศาล มีหน้าท่ีคานวณตวั เลขจาก ชดุ คาสง่ั ที่ผ้ใู ช้ป้ อนโปรแกรมเข้าไป โดยซีพียจู ะทาการอ่านชดุ คาสง่ั มาแปลความหมาย และทาการคานวณ เมือ่ ได้ผลลพั ธ์ก็จะสง่ ผลลพั ธ์ออกไป แสดงผลทางหน้าจอ ซีพียู จงึ เปรียบได้กบั “สมอง”ของคอมพิวเตอร์ ทาหน้าท่ีควบคมุ การปฏบิ ตั ิงานหลกั ของเครื่อง ทาหน้าที่ในการคานวณ ประมวลผล และควบคมุ อปุ กรณ์อนื่ ๆ ในระบบ ประกอบด้วย หน่วยคณิตศาสตร์และตรรกะหรือหน่วยคานวณทาหน้าท่ีประมวลผลข้อมลู ทาง คณิตศาสตร์และทางตรรกะ และหน่วยควบคมุ ทาหน้าท่ีควบคมุ การทางานของอปุ กรณ์ตา่ งๆ ในระบบทงั ้ หมด ให้ทางานอยา่ งถกู ต้อง อีกทงั ้ ยงั ควบคมุ การทางานของอปุ กรณ์อื่นๆ ในระบบอีกด้วย

• 3. หน่วยความจาหลกั (main memory unit) • หน่วยความจาหลกั เป็นอปุ กรที่ใช้ในการเก็บข้อมลู และคาสงั่ ที่อยรู่ ะหว่างการประมวลผลของคอมพวิ เตอร์หรือในขณะทเ่ี ปิดเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ บางครัง้ อาจเรียกว่าหน่วยเก็บข้อมลู หลกั (primary storage) หน่วยความจาจะทางานควบค่ไู ปกบั CPU และช่วยให้การทางานของ CPU มี ประสทิ ธิภาพมากยิง่ ขนึ ้ โดยวงรอบการทางานของซีพียนู นั ้ เร็วมาก หากไมม่ ีท่ีเก็บข้อมลู หรือท่ีพกั ข้อมลู และความเร็วในการเข้าถงึ ข้อมลู ที่ไมม่ ขี นาด เพียงพอจะทาให้การประมวลผลช้าลง

หน่วยความจาหลกั แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ • 1. หน่วยความจาแรม (RAM : Random Access Memory) • แรม เป็นหน่วยความจาหลกั ที่จาเป็น สามารถเก็บข้อมลู ได้เฉพาะเวลาท่ีมีกระแสไฟฟ้ าหลอ่ เลยี ้ งเท่านนั ้ หากไมม่ ีกระแสไฟฟ้ ามาเลยี ้ งข้อมลู ที่เก็บไว้จะ หายไปทนั ที หน่วยความจาแรม ทาหน้าท่ีเก็บชดุ คาสงั่ และข้อมลู ที่ระบบคอมพิวเตอร์ทางานอยู่ แรมหลายชนิดข้อมลู จะหายไปหากปิดเคร่ือง แต่ ปัจจบุ นั มกั เก็บข้อมลู บติ ในรูปของประจไุ ฟฟ้ าในตวั เก็บประจุ

• 2. หน่วยความจารอม (ROM : Read-only Memory) • ROM ย่อมาจาก Read-only Memory คือหน่วยความจาถาวร ท่ีเราสามารถเขียนหรือลบโปรแกรมตา่ งๆได้ แต่ก็มี ROM บางชนิดไม่ สามารถท่ีจะลบข้อมลู ในรอมได้เหมือนกนั ซง่ึ ROM เป็นหน่วยความจาท่ีไมต่ ้องการไฟเลีย้ ง แม้ไมม่ ีไฟเลีย้ งข้อมลู ท่ีอยู่ในรอมก็จะไมห่ ายหรือถกู ลบ ออกจากหน่วยความจาถาวร

• 4. หน่วยความจารอง (secondary storage) • หน่วยความจารอง เป็นหน่วยความจาที่ใช้เก็บข้อมลู และโปรแกรมที่ต้องการใช้งานในคราวตอ่ ไปได้ ซงึ่ สามารถบรรจขุ ้อมลู และโปรแกรมได้เป็นจานวน มาก เป็นหน่วยเก็บข้อมลู ถาวรท่ีผ้ใู ช้สามารถย้ายข้อมลู และคาสง่ั ท่ีอยใู่ นหนว่ ยความจาแรม ขณะท่ีเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ทางานมาจดั เกบ็ ไว้ได้ด้วยคาสงั่ บนั ทกึ ของโปรแกรมประยกุ ต์ ทาให้ผ้ใู ช้สามารถเรียกข้อมลู และคาสงั่ มาใช้ในภายหลงั ซง่ึ หน่วยความจารองมีความจขุ ้อมลู มากกวา่ หน่วยความจาหลกั และมรี าคาถกู กวา่ แต่เข้าถงึ ข้อมลู ได้ช้ากวา่ หน่วยความจาแรม

• 5. หน่วยแสดงผล (output unit) • เป็นหน่วยที่ทาหน้าท่ีแสดงผลที่ได้จากการประมวลผลข้อมลู ที่เตรียมไว้ในหน่วยความจาหลกั เพ่ือสง่ ข้อมลู หรือสอื่ สารกบั ผ้รู ับโดยมีฮาร์ดแวร์ทาหน้าที่ เป็นสว่ นแสดงผลหรือสง่ ข้อมลู ทีไ่ ด้จากการประมวลผลจากซีพียมู ายงั ผ้รู ับ ทงั ้ ในรูปแบบภาพ เสยี ง และสง่ิ พมิ พ์ ฮาร์ดแวร์ทีทาหน้าที่ในหน่วยนีม้ หี ลาย ประเภทด้วยกนั ตวั อย่างเช่น จอภาพหรือมอนิเตอร์ ลาโพง หฟู ัง เครื่องพมิ พ์ และเครื่องแอลซีดีโพรเจคเตอร์ แต่ละประเภทจะมลี กั ษณะและการ นาเสนอข้อมลู ที่แตกตา่ งกนั

หลกั การทางานของคอมพวิ เตอร์ • หลกั การทางานเบอื ้ งต้นของระบบคอมพิวเตอร์ เร่ิมจากผ้ใู ช้ทาการกรอกข้อมลู หรือคาสงั่ ผา่ นทางอปุ กรณ์รับข้อมลู • (Input Devices) ซง่ึ ข้อมลู หรือคาสงั่ ตา่ งๆที่รับเข้ามาจะถกู นาไปเก็บไว้ท่ีหน่วยความจาหลกั (Memory) จากนนั ้ ก็จะถกู นาไปประมวลผลโดย หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing) แล้วนาผลที่ได้จากการประมวลผลมาเก็บไว้ในหน่วยความจาแรม พร้อมทงั ้ แสดงออกทาง อปุ กรณ์แสดงผล (Output Devices) ดงั นนั ้ ระบบคอมพิวเตอร์จงึ ประกอบด้วย 4 สว่ นด้วยกนั ได้แก่ สว่ นอปุ กรณ์รับข้อมลู สว่ นประมวลผลกลาง หน่วยความจา และอปุ กรณ์แสดงผล

คอมพิวเตอร์มีหลกั การทางานอยู่ 4 ข้นั ตอน คือ

• 1. รับข้อมลู คอมพิวเตอร์จะรับข้อมลู และคาสง่ั ผา่ นอปุ กรณ์นาเข้าข้อมลู และคาสง่ั คือ คีย์บอร์ด เมาส์ และ สแกนเนอร์ เป็นต้น

2. ประมวลผลขอ้ มลู หรือ CPU (Central Processing Unit) ใชค้ านวณและประมวณผลคาส่ัง ตา่ งๆ ตามโปรแกรมท่ีกาหนด

• 3. จดั เกบ็ ข้อมลู คอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมลู ลงในอปุ กรณ์ท่ีเกบ็ ข้อมลู เพ่ือให้สามารถนามาใช้ใหมไ่ ด้ใน อนาคต เช่น ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผน่ ซีดี และอปุ กรณ์เกบ็ ข้อมลู ชนิดพอร์ตยเู อสบีไดร์ ซง่ึ หนว่ ยเก็บข้อมวลนี ้ สามารถ • แบง่ ออกได้ 2 ประเภท คือ • 3.1 หน่วยความจาหลกั สามารถแบง่ ตามลกั ษณะการเก็บข้อมลู ได้ดงั นีค้ ือ • (3.1.1) หนว่ ยความจาแบบลบเลอื นได้ คือ หากเกิดไฟดบั ระหวา่ งใช้งาน ข้อมลู จะหาย เรียกวา่ แรม (RAM)

(3.1.2) หน่วยความจาแบบลบเลือนไม่ได้ คือ หน่วยความจาถาวร แมไ้ ฟจะดบั ขอ้ มลู กจ็ ะยงั อยู่ เหมือนเดิม เรียกวา่ รอม (ROM)

3.2 หน่วยความจาสารอง คือ หน่วยความจาที่ช่วยใหค้ อมพิวเตอร์สามารถเกบ็ ขอ้ มูลไดม้ ากข้ึน ไดแ้ ก่ ฮาร์ดดิสก์ ดิสเกตด์ แผน่ ซีดี และอุปกรณ์เกบ็ ขอ้ มลู ชนิดพอร์ต ยเู อสบี

• 4. แสดงผลข้อมลู เม่ือทาการประมวลผลแล้ว คอมพิวเตอร์จะแสดงผลลพั ธ์ผ่านอปุ กรณ์ที่ทาหน้าที่แสดงข้อมลู เชน่ หากเป็น รูปภาพกราฟิกก็จะแสดงผลทางจอภาพ ถ้าเป็นงานเอกสารก็จะแสดงผลทางเคร่ืองพิมพ์ หรือหากเป็นในรูปแบบของเสียงก็จะ แสดงผลออกทางลาโพง เป็นต้น

• 2. ประโยชน์และโทษของคอมพิวเตอร์ • จากการท่ีคอมพิวเตอร์มีลกั ษณะเดน่ หลายประการทาให้ถกู นามาใช้ประโยชน์ตอ่ การดาเนินชีวติ ประจาวนั ในสงั คมเป็นอย่าง มาก ที่พบเห็นได้บอ่ ยที่สดุ ก็คอื การใช้ในการพิมพ์เอกสารต่างๆ เช่น พิมพ์จดหมาย รายงาน เอกสารตา่ งๆ ซึ่งเรียกว่างาน ประมวลผล ( Word processing) นอกจากนีย้ งั มกี ารประยกุ ต์ใช้คอมพิวเตอร์ในด้านตา่ งๆ อกี หลายด้าน นอกจาก คอมพิวเตอร์จะมีประโยชน์มากมายแล้ว โทษท่ีเกิดจากใช้คอมพิวเตอร์ก็มีด้วยเชน่ กนั ดงั จะกลา่ วตอ่ ไปนี ้ • ประโยชน์จากการ • ด้านการศกึ ษา : สร้างส่ือการเรียนการสอนได้หลายรูปแบบ ค้นหาข้อมลู ผา่ นเครือขา่ ยอินเทอร์เนต็ ได้ ศกึ ษาบทเรียนออนไลน์

ดา้ นความบนั เทิง : สามารถใชค้ อมพิวเตอร์เพ่ือความบนั เทิงได้ เชน่ เล่นเกมส์ ดูภาพยนตร์ ร้องเพลง ฟังเพลง เป็นตน้

ดา้ นติดต่อส่ือสาร : สามารถใชค้ อมพิวเตอร์ รับ-ส่งจดหมายอิเลก็ ทรอนิกส์ได้ และยงั สามารถสนทนาผา่ นระบบอินเทอร์เน็ตได้

ขนาดของการวดั ความจุคอมพิวเตอร์ • บติ • 1 Byte (ไบต์) = 8 bit (บิต) • 1 KB (กิโลไบต์) = 1024 Byte (ไบต์) • 1 MB (เมกกะไบต์) = 1024 KB (กิโลไบต์) • 1 GB (กิกะไบต์) = 1024 MB (เมกกะไบต์) • 1 TB (เทราไบต์)= 1024 GB(กิกะไบต์)