ฮาร์ดแวร์

ฮารด์ แวร์ hardware ว 4.2 ม.2/3 อภปิ รายองค์ประกอบและหลกั การทางานของระบบคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีสอ่ื สาร เพื่อประยกุ ตใ์ ช้งานหรอื แก้ปญั หาเบ้ืองตน้

ฮารด์ แวร์ หนว่ ยประมวลผลกลาง hardware หนว่ ยความจาและจัดเกบ็ หนว่ ยรับเข้าและสง่ ออก ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนท่ี ประกอบเป็นเครื่อง คอมพิวเตอร์ รวมอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ที่เก่ียวข้องกับ คอมพิวเตอร์ท่ีเราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ ๆ ประกอบดว้ ย 3 หน่วย ดังน้ี

01 ทาหนา้ ทป่ี ระมวลผลคาสั่งของผู้ใชห้ รือโปรแกรมท่อี ยู่ในหน่วยความจา หน่วยคำนวณและตรรกะ หนว่ ยควบคมุ รูปซีพยี ู (Arithmetic Logic Unit : ALU) (Control Unit: CU) รจี ิสเตอร์ (Register)

หน่วยคานวณและตรรกะ (Arithmetic Logic Unit:ALU) ดาเนินการ หน่วยรับขอ้ มลู คานวณทางคณิตศาสตรแ์ ละตรรกะกับข้อมูล (Input Unit) 01 หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หนว่ ยควบคุม (Control Unit : CU)ประสานงานระหวา่ งหน่วยความจา หนว่ ยคานวณและตรรกะหน่วยรบั เขา้ และสง่ ออก เพ่อื ให้มกี ารทางาน 02 ตามคาส่งั ท่ีกาหนดในโปรแกรม รีจิสเตอร์ (Register) เป็นหน่วยพักข้อมูลที่ทาหน้าที่เสมือนกระดาษ ทดของซพี ียู เพื่อเกบ็ ผลลพั ธ์หรือคาส่ังที่กาลงั ประมวลไวช้ วั่ คราว 03

02 ทาหน้าท่เี กบ็ ขอ้ มูล คาสั่งหรอื โปรแกรม ลงในอปุ กรณท์ เี่ ก็บข้อมลู เพ่ือให้ สามารถนามาใชใ้ หมไ่ ด้ในอนาคต หนว่ ยควำมจำ หน่วยจดั เกบ็ (memory) (secondary storage

1 หนว่ ยความจา (memory) หรือเรียกอกี ช่ือหน่ึงวา่ แรม (Random Access Memory:RAM) ทาหน้าท่เี ก็บข้อมูล และโปรแกรมท่ีอยู่ระหว่างการประมวลผลโดยสามารถเก็บรักษาได้เฉพาะเมื่อมีไฟเลี้ยง อยู่ในระบบเท่าน้ันเรียกสมบัติน้ีว่าลบเลือนได้ (volatile)หน่วยความจามีขนาดความจุ (capacity)น้อย เม่ือเทียบกบั ขนาดความจุของหน่วยจดั เก็บแต่ด้วยเทคโนโลยีในการอ่าน และเขียนข้อมูลแบบดีแรม (Dynamic RAM: DRAM)ทาให้สามารถเขา้ ถึงข้อมูลไดอ้ ยา่ ง รวดเร็วหน่วยของข้อมลู ท่ีมีขนาดเล็กท่ีสุดทจี่ ัดเก็บในหน่วยความจาคือบิตซึ่งมคี า่ 0หรอื 1 อยา่ งใดอยา่ งหน่ึง กล่มุ ของบติ ขนาด8บติ เรยี กว่า ไบต์ (byte)

2 หนว่ ยจัดเกบ็ (secondary storage) ทาหน้าท่ีเก็บข้อมูลและโปรแกรม โดยไม่ต้องมีไฟเลี้ยงอยู่ในระบบเรียกสมบัติน้ีว่า ไม่ลบ เลอื น (non-volatile)ขอ้ มลู และโปรแกรมของผู้ใช้ จะถกู จัดเก็บอยู่ในรูปของไฟลซ์ ึ่งมีด้วยกนั หลายประเภท เช่นไฟล์ทีป่ ระมวลผลได้ (executable file) ไฟลข์ อ้ ความ (text file) ไฟล์ เอกสาร (document file) ไฟล์ตารางทางาน (spreadsheet file) ไฟล์เสียง (audio file) ไฟล์ภาพ (image file) ไฟล์วีดิทัศน์ (video file) และเม่ือผูใ้ ช้เปิดให้เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ เร่ิมต้นทางานโปรแกรมระบบปฏิบัติการและโปรแกรมท่ีผู้ใช้สั่งประมวลผล รวมถึงไฟล์อื่น ๆ ทเ่ี กี่ยวข้องกบั การประมวลผลจะถูกนาไปไว้ในหน่วยความจาเพอื่ ใชส้ าหรบั การประมวลผล

2 หน่วยจัดเก็บ (secondary storage) สือ่ บนั ทึกแม่เหลก็ เช่น ฮารด์ ดสิ ก์ ในการอ่านและ 01 (Magnetic storage) เขียนข้อมูลลงในฮารด์ ดิสก์ สอื่ บันทกึ ดว้ ยแสง เช่น ซีดรี อม (CD-ROM) ซดี ีอาร์ (CD-R) ซดี อี าร์ 02 (Optical storage) ดับเบิลยู (CD-RW) ดีวีดี (DVD) บลเู รย์ (Blu-ray) หน่วยควำมจำแบบแฟลช ท่ีเกบ็ ข้อมูลโดยใชว้ ิธีการทางอิเล็กทรอนิกสใ์ นการ 03 (Flash memory) อ่านและเขียนค่าจึงทางานไดเ้ รว็ กว่าฮาร์ดดสิ ก์ และยังมีความทนทานมากกวา่ อีกด้วย

หนว่ ยรับข้อมูล หนว่ ยความจาหลัก (Input Unit) (Primary Storage) หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หนว่ ยความจาสารอง (Secondary Storage)

03 รบั เข้าขอ้ มูล/คาสั่งจากภายนอกเขา้ สู่การประมวล และสง่ ออกผลลัพธ์จากการ ประมวลผลออกสู่ภายนอก ❖ อปุ กรณม์ ำตรฐำนสำหรบั รับเขำ้ และสง่ ออก (standard input/output devices) ได้แก่ คีย์บอร์ด (keyboard) และจอภำพ (monitor)

รับเข้ำข้อมูล รับข้อมลู จากผใู้ ช้ผา่ นอปุ กรณ์ ฮาร์ดแวร์ตา่ ง ๆ เชน่ แป้นพิมพ์ เมาส์ สแกนเนอร์ ส่งออกข้อมูล แสดงผลลพั ธ์ในรูปแบบทม่ี นษุ ยเ์ ข้าใจ ผ่านอุปกรณ์ฮาร์ดแวรต์ า่ ง ๆ เชน่ จอภาพ ลาโพง ปรน้ิ เตอร์

หนว่ ยรับข้อมูล หนว่ ยความจาหลัก หนว่ ยแสดงผลข้อมูล (Input Unit) (Primary Storage) (Output Unit) หนว่ ยประมวลผลกลาง (CPU) หนว่ ยความจาสารอง (Secondary Storage)

ตวั อยา่ ง อปุ กรณ์รบั เข้าและอปุ กรณ์สง่ ออก

คยี บ์ อรด์ (keyboard) เป็นอุปกรณ์รับเข้าข้อมูลซ่ึงอาจอยู่ในรูปตัวอักษร ตัวเลข หรือ คีย์บอรด์ สุขภาพ สญั ลักษณ์พเิ ศษต่าง ๆ คีย์บอร์ดบางประเภทอาจมีแปน้ พิมพพ์ เิ ศษ (ergonomic keyboard) หรือได้รับการออกแบบให้มีลักษณะเหมาะสมกับการใช้งาน ตัวอย่างคยี ์บอรด์ ดงั รปู คยี ์บอรด์ เมมเบรน (membrane keyboard)

เมาส์ รปู เมาส์ รปู แทรก็ แพด (mouse) เปน็ อปุ กรณร์ ับเข้าข้อมูลท่ใี ช้สาหรับช้ตี าแหน่งบนจอภาพหรือบนพน้ื ท่ี การทางานจากนน้ั จงึ มกี ารคลิก (click) ดบั เบิลคลกิ (double click) ลาก (drag) หรือเลื่อน (scroll) เพ่อื เลือกคาสั่งกาหนดขนาดของ หน้าต่าง ย้ายตาแหน่ง หรอื เริม่ ตน้ การทางานของโปรแกรม ใช้กับ โปรแกรมทมี่ ีการติดต่อกบั ผใู้ ช้แบบกราฟกิ นอกจากน้ยี ังมอี ปุ กรณ์ท่ที า หนา้ ทีแ่ ทนเมาส์ เรยี กวา่ แพด (trackpad) ซึ่งอาจอย่บู นโน้ตบุก๊ หรือ เป็นอุปกรณแ์ ยกต่างหาก ตัวอย่างเมาส์และแทรก็ แพด ดงั รปู

เมาส์ (mouse) นอกจากเมาส์ท่ีใช้งานกับคอมพิวเตอร์ หรือโน้ตบุ๊กท่ัวไป แล้ว ยังมีอุปกรณ์ในกลุ่มเดียวกันนี้ที่ใช้สาหรับควบคุมการ เคลื่อนย้ายตาแหน่งในทิศทางต่าง ๆ แต่มีลักษณะการใช้ งานเฉพาะที่มีความแตกต่าง เช่น แทร็กบอล(trackball) ทัชแพด (touch pad) จอยสติก (joystick) ตวั อยา่ งดังรปู

เมาส์ จอยสตกิ แทร็กบอล สเปซบอล ดิจไิ ทเซอร์ (mouse) ทัชแพด

ไมโครโฟน (microphone) เป็นอุปกรณ์รับเข้าข้อมูลท่ีใช้สาหรับรับเสียงเพ่ือนาไป ประมวลผล เช่น การนาไมโครโฟนไปใช้กับระบบรู้จาเสียง (speech recognition) เพอ่ื วิเคราะห์เสียงพูดของผู้ใช้แล้ว แปลงเป็นข้อความเพ่ือแสดงผล หรือเป็นคาสั่งเพ่ือควบคุม การทางาน หรอื วิเคราะหค์ วามหมายเพ่ือสนทนาโต้ตอบ รูป ไมโครโฟน

สแกนเนอร์ (scanner) เป็นอุปกรณ์รับเข้าใช้สาหรับสแกนภาพ ข้อความหรือวัตถุให้อยู่ ในรูปของข้อมูลดิจิทัลที่อาจอยู่ในรูปแบบไฟล์ชนิดต่าง ๆ เช่น joint photographic experts group (ไฟล์ JPG), bit map (ไฟล์ BMP) หรือ graphics interchange format (ไฟล์ GIF) ตัวอยา่ งสแกนเนอรด์ งั รูป รปู สแกนเนอร์

จอภาพ (monitor) เป็นอุปกรณส์ ่งออกทใ่ี ช้แสดงผล ลักษณะของจอภาพจะขึ้นอยู่กบั เทคโนโลยีทที่ าใหเ้ กิดภาพ จอภาพมหี ลายชนิด เช่น จอแอลซดี ี (Liquid Crystal Display: LCD) และจอแอลอดี ี (Light Emitting Diode: LED) แวน่ ทใ่ี ชเ้ ทคโนโลยีวีอาร์ (Virtual Reality Glasses) นอกจากนีย้ ังมจี อสัมผัส (touch screen) ทเี่ ปน็ ทัง้ อุปกรณ์ รบั เข้าและส่งออกได้ การสมั ผสั อาจใชน้ ้ิวสไตลัส (stylus) หรอื อปุ กรณอ์ นื่ ๆ ในการเลือกคาสัง่ ตวั อยา่ งจอภาพดงั รูป

จอภาพ จอแอลซดี ี จอแอลอดี ี สเปซบอล สไตลสั (monitor) แวน่ ที่ใช้เทคโนโลยีวอี าร์

เครื่องพิมพ์ (printer) เป็นอุปกรณ์ส่งออกที่ใช้สาหรับพิมพ์ข้อความหรือภาพ ออกทางส่ือประเภทต่าง ๆ เช่น กระดาษ พลาสติก โลหะ ผ้า นอกจากนี้สามารถส่งออกในรูปแบบไฟล์เอกสาร เครอื่ งพมิ พ์บางประเภทเป็นทง้ั อุปกรณร์ บั เขา้ และสง่ ออก โดยสามารถสแกนเป็นไฟลห์ รือ พมิ พอ์ อกเปน็ เอกสารได้ โดยท่วั ไปนิยมเรยี กเคร่ืองพิมพ์ชนิดนีว้ า่ เคร่ืองพิมพ์มลั ติฟงั ก์ชัน (multifunction rinter)ในปัจจุบันมีการพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ที่เป็นอุปกรณ์ท่ีช่วย สร้างวตั ถุ 3 มติ จิ ากตัวแบบ 3 มิตทิ ี่ได้ออกแบบไว้ ตัวอยา่ งเครอ่ื งพมิ พด์ งั รูป

เคร่อื งพมิ พ์แบบเลเซอร์ เคร่อื งพมิ พแ์ บบใชค้ วามร้อน เคร่ืองพิมพแ์ บบพมิ พ์ทีละบรรทดั เครอ่ื งพิมพ์ (printer) เครอื่ งพมิ พแ์ บบพ่นหมกึ เคร่อื งพิมพ์ 3 มติ ิ

ลาโพง (speaker) เป็นอุปกรณ์ส่งออกเสียงท่ีถูกแปลงจากข้อมูล ดิจิทัล ตัวอย่างลาโพงดงั รปู รปู ลาโพง

กลอ้ ง (camera) เป็นอุปกรณ์รบั เขา้ ข้อมูลภาพแล้วบันทึกในรูปของไฟล์ขอ้ มูล รูป กล้อง ดจิ ิทลั ของภาพนิง่ หรอื วีดทิ ศั น์ เพอื่ นาไปเปน็ ข้อมูลเขา้ ในการ ประมวลผล เช่น การตรวจจับใบหน้าเพื่อนับจานวนคนเข้า- ออก หรอื เพือ่ ระบุตวั ตน ตัวอยา่ งดังรปู รปู การใชก้ ลอ้ งรับขอ้ มลู ภาพเพื่อนาไปประมวล

เซนเซอรห์ รอื ตัวตรวจจบั (sensor) เป็นอุปกรณ์รับเข้าที่ทาหน้าท่ีตรวจจับสภาพแวดล้อม เช่น แสง เสยี ง อุณหภมู ิ การสัมผัส หรือการเคลื่อนไหว เซนเซอรอ์ าจถูกใช้ เพื่อติดตามตาแหน่งหรือทิศทาง การเคล่ือนท่ีของร่างกาย แล้ว แปลงเป็นข้อมูลดิจิทัลเพ่ือใช้ในการประมวลผล หรือควบคุมการ ทางานของโปรแกรมทเี่ ก่ียวข้อง ตวั อยา่ งการใชง้ านเซนเซอรแ์ บบ ต่าง ๆ ดังรูป

เซนเซอร์หรือ ตรวจจบั การเคลอ่ื นไหวของศีรษะ ตรวจจับการเคลอ่ื นไหวของตา ตวั ตรวจจับ (sensor) ตรวจจับการเคลอื่ นไหวของนิว้ ตรวจจับการเคลือ่ นไหวของร่างกาย