e-book หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอรเ์ ป็ นอปุ กรณท์ ม่ี นษุ ยป์ ระดิษฐม์ าเพ่ืออานวยความสะดวกในดา้ นตา่ งๆ ไมว่ า่ จะเป็ นดา้ นการคานวณ การเก็บขอ้ มลู การตดั สนิ ใจ และอื่นๆในอดีตคอมพวิ เตอรถ์ กู นามาใชใ้ นงานดา้ นวิทยาศาสตรเ์ ป็ นสว่ นใหญ่ แตป่ ัจจบุ นั คอมพิวเตอรถ์ กู พฒั นาขดี ความสามารสงู ขน้ึ มีการนาไปประยกุ ตใ์ ชใ้ นหนว่ ยงานตา่ งๆมากมาย เชน่ ราชการ ธรุ กิจ การแพทย์ การทหาร เป็ นตน้ ซึ่งการเรียนรขู้ นั้ ตอนการทางานของคอมพิวเตอรท์ าใหเ้ ราสามารถเลือกซื้อคอมพิวเตอรไ์ ดต้ รง ตามความตอ้ งการ โดยหลกั การทางานของคอมพิวเตอรจ์ ะเป็ นตามท่ีโปรแกรมกาหนดไว้ โดยตวั เคร่ือง หรือทีเ่ รียกว่า ฮารด์ แวร(์ Hardware) จะมสี ว่ นประกอบทสี่ าคญั พ้ืนฐาน 5 หนว่ ย คือ 1. หนว่ ยรบั ขอ้ มลู (input unit) 2. หนว่ ยประมวลผลกลาง (central processing unit) 3. หนว่ ยความจาหลกั (main memory unit) 4. หนว่ ยความจารอง (secondary storage) 5. หนว่ ยแสดงผล (output unit)

เป็ นหนว่ ยทที่ าหนา้ ทรี่ บั ขอ้ มลู จากผใู้ ชเ้ ขา้ สคู่ อมพวิ เตอร์ เชน่ ตวั อกั ษร ตวั เลข สญั ลกั ษณ์ เป็ น ตน้ โดยจะแปลงขอ้ มลู ใหอ้ ยใู่ นรปู ของสญั ญาณไฟฟ้ าทคี อมพวิ เตอรส์ ามารถเขา้ ใจได้ โดยนามาจดั เก็บไวท้ ่ี หนว่ ยความจาหลกั และใชป้ ระมวลผลได้ อปุ กรณห์ นว่ ยรบั ขอ้ มลู ทีน่ ยิ มใชใ้ นปัจจบุ นั

ซีพียู (CPU) หรือ Central Processing Unit หมายถึง “หนว่ ยประมวลผลกลาง” หรือเรียกอีก ชอื่ หนง่ึ ว่า “ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor)” เป็ นอปุ กรณอ์ ิเล็คทรอนคิ สท์ ีใ่ ชใ้ นการประมวลผล ขอ้ มลู ตามชดุ คาสงั่ ท่ีมาจากซอฟตแ์ วร์ ตวั ของซีพยี นู น้ั มลี กั ษณะเป็ นชปิ (Chip) ตวั เล็กๆ ซึ่งภายใน บรรจทุ รานซิสเตอรจ์ านวนหลายลา้ นตวั ตอ่ เขา้ เป็ นวงจรอิเล็คทรอนคิ สจ์ านวนมหาศาล มหี นา้ ทค่ี านวณ ตวั เลขจากชดุ คาสงั่ ที่ผใู้ ชป้ ้ อนโปรแกรมเขา้ ไป โดยซีพียจู ะทาการอา่ นชดุ คาสงั่ มาแปลความหมาย และทา การคานวณ เมอื่ ไดผ้ ลลพั ธก์ ็จะสง่ ผลลพั ธอ์ อกไปแสดงผลทางหนา้ จอ ซีพียู จึงเปรียบไดก้ บั “สมอง”ของ คอมพวิ เตอร์ ทาหนา้ ท่ีควบคมุ การปฏิบตั งิ านหลกั ของเครื่อง ทาหนา้ ทีใ่ นการคานวณ ประมวลผล และ ควบคมุ อปุ กรณอ์ ่ืนๆ ในระบบ ประกอบดว้ ย หนว่ ยคณิตศาสตรแ์ ละตรรกะหรือหนว่ ยคานวณทาหนา้ ที่ ประมวลผลขอ้ มลู ทางคณิตศาสตรแ์ ละทางตรรกะ และหนว่ ยควบคมุ ทาหนา้ ท่ีควบคมุ การทางานของ อปุ กรณต์ า่ งๆ ในระบบทง้ั หมด ใหท้ างานอยา่ งถกู ตอ้ ง อีกทงั้ ยงั ควบคมุ การทางานของอปุ กรณอ์ ื่นๆ ใน ระบบอีกดว้ ย

หนว่ ยความจาหลกั เป็ นอแุ กรรท์ ่ีใชใ้ นการเก็บขอ้ มลู และคาสงั่ ทีอ่ ย่รู ะหว่างการประมวลผลของ คอมพิวเตอรห์ รือในขณะทเี่ ปิ ดเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ บางครงั้ อาจเรียกว่าหนว่ ยเก็บขอ้ มลู หลกั (primary storage) หนว่ ยความจาจะทางานควบคไู่ ปกบั CPU และชว่ ยใหก้ ารทางานของ CPU มปี ระสทิ ธิภาพมาก ยิ่งขนึ้ โดยวงรอบการทางานของซีพยี นู นั้ เร็วมาก หากไมม่ ที ่ีเก็บขอ้ มลู หรือทพ่ี กั ขอ้ มลู และความเร็วใน การเขา้ ถึงขอ้ มลู ทีไ่ มม่ ขี นาดเพียงพอจะทาใหก้ ารประมวลผลชา้ ลง

แรม เป็ นหนว่ ยความจาหลกั ทีจ่ าเป็ น สามารถเก็บขอ้ มลู ไดเ้ ฉพาะเวลาที่มกี ระแสไฟฟ้ าหลอ่ เลี้ยงเทา่ นน้ั หากไมม่ กี ระแสไฟฟ้ ามาเล้ยี งขอ้ มลู ที่เก็บไวจ้ ะหายไปทนั ที หนว่ ยความจาแรม ทาหนา้ ท่ีเก็บ ชดุ คาสงั่ และขอ้ มลู ที่ระบบคอมพวิ เตอรท์ างานอยู่ แรมหลายชนดิ ขอ้ มลู จะหายไปหากปิ ดเครื่อง แต่ ปัจจบุ นั มกั เก็บขอ้ มลู บิตในรปู ของประจไุ ฟฟ้ าในตวั เก็บประจุ

ROM ยอ่ มาจาก Read-only Memory คอื หนว่ ยความจาถาวร ท่เี ราสามารถเขยี นหรือลบ โปรแกรมตา่ งๆได้ แตก่ ็มี ROM บางชนดิ ไมส่ ามารถท่ีจะลบขอ้ มลู ในรอมไดเ้ หมอื นกนั ซ่ึงROM เป็ น หนว่ ยความจาท่ไี มต่ อ้ งการไฟเล้ยี ง แมไ้ มม่ ไี ฟเล้ียงขอ้ มลู ทีอ่ ย่ใู นรอมก็จะไมห่ ายหรือถกู ลบออกจาก หนว่ ยความจาถาวร

หนว่ ยความจารอง เป็ นหนว่ ยความจาทใี่ ชเ้ ก็บขอ้ มลู และโปรแกรมทีต่ อ้ งการใชง้ านในคราว ตอ่ ไปได้ ซ่ึงสามารถบรรจขุ อ้ มลู และโปรแกรมไดเ้ ป็ นจานวนมาก เป็ นหนว่ ยเก็บขอ้ มลู ถาวรทผ่ี ใู้ ชส้ ามารถ ยา้ ยขอ้ มลู และคาสงั่ ที่อย่ใู นหนว่ ยความจาแรม ขณะทีเ่ ครื่องคอมพวิ เตอรท์ างานมาจดั เก็บไวไ้ ดด้ ว้ ยคาสงั่ บนั ทึกของโปรแกรมประยกุ ต์ ทาใหผ้ ใู้ ชส้ ามารถเรียกขอ้ มลู และคาสงั่ มาใชใ้ นภายหลงั ซ่ึงหนว่ ยความจา รองมคี วามจขุ อ้ มลู มากกว่าหนว่ ยความจาหลกั และมรี าคาถกู กวา่ แตเ่ ขา้ ถึงขอ้ มลู ไดช้ า้ กว่า หนว่ ยความจาแรม

เป็ นหนว่ ยทท่ี าหนา้ ทแ่ี สดงผลทีไ่ ดจ้ ากการประมวลผลขอ้ มลู ทเ่ี ตรียมไวใ้ นหนว่ ยความจาหลกั เพื่อสง่ ขอ้ มลู หรือสอื่ สารกบั ผรู้ บั โดยมฮี ารด์ แวรท์ าหนา้ ทเ่ี ป็ นสว่ นแสดงผลหรือสง่ ขอ้ มลู ทีไ่ ดจ้ ากการ ประมวลผลจากซีพยี มู ายงั ผรู้ บั ทงั้ ในรปู แบบภาพ เสยี ง และส่ิงพิมพ์ ฮารด์ แวรท์ ที าหนา้ ทีใ่ นหนว่ ยนมี้ ี หลายประเภทดว้ ยกนั ตวั อย่างเชน่ จอภาพหรือมอนเิ ตอร์ ลาโพง หฟู ัง เคร่ืองพิมพ์ และเคร่ืองแอลซีดี โพรเจกเตอรแ์ ตล่ ะประเภทจะมลี กั ษณะและการนาเสนอขอ้ มลู ทแ่ี ตกตา่ งกนั