หน่วยที่ 1

1. องคป์ ระกอบของคอมพิวเตอร์คอมพิวเตอร์ จะทำงำนไดต้ ้องประกอบไปด้วยส่วนสำคัญ 5 สว่ นด้วยกันคือ1. หน่วยรบั เขำ้ (Input Unit)2. หนว่ ยประมวลผลกลำง (Central Processing Unit)3. หน่วยควำมจำหลกั (Main Memory Unit)4. หนว่ ยควำมจำรอง (Secondary Memory Unit)5. หน่วยแสดงผล (Output Unit)หนว่ ยรบั เขา้ (Input Unit)ทำหนำ้ ทีร่ บั ข้อมูลคำส่ังจำกผู้ใช้ เข้ำสู่ระบบคอมพิวเตอร์ เพอ่ื นำไปประมวลผล ข้อมูลที่รับเขำ้ สูร่ ะบบคอมพวิ เตอร์มหี ลำกหลำย เช่น ตวั อักษร, ตัวเลข, รปู ภำพ, เสียง เปน็ ตน้ โดยผ่ำนอปุ กรณส์ ำหรับนำเขำ้ ข้อมลู รปู แบบตำ่ งๆเมำส์, คยี ์บอร์ด, เคร่ืองอำ่ นพิกดั , เคร่อื งอำ่ นรหสั แท่ง, เคร่ืองสแกน, กล้องดิจิทัล, ไมโครโฟนหน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)ทำหนำ้ ที่ประมวลผล คำนวณ และควบคมุ กำรทำงำนตำ่ งๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ CPU1. หนว่ ยควบคุม (Control Unit : CU)ทำหนำ้ ทอ่ี ่ำนคำส่งั สง่ั งำน และควบคมุ กำรทำงำนของระบบคอมพวิ เตอร์ทงั้ หมด2. หนว่ ยคานวณตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit : ALU)ทำหนำ้ ทีค่ ำนวณด้วยวธิ ีกำรทำงคณิตศำสตร์ เชน่ บวก ลบ คูณ หำร กำรเปรยี บเทียบข้อมลู มำกกวำ่ นอ้ ยกว่ำ เป็นตน้

หนว่ ยความจาหลกั (Main Memory Unit)เปน็ หน่วยเก็บขอ้ มลู ก่อนนำไปประมวลผล เก็บคำส่ังโปรแกรมขณะใชง้ ำน และเก็บผลลพั ธท์ ่ีได้จำกกำรประมวลผลกอ่ นนำไปแสดงผล หนว่ ยควำมจำหลักแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท1. หน่วยความจาหลกั แบบอ่านได้อยา่ งเดยี ว (Read Only Memory : ROM)เปน็ หน่วยควำมจำที่บริษัทผู้ผลติ คอมพวิ เตอร์ไดบ้ รรจชุ ปิ หนว่ ยควำมจำแบบติดตงั้ ถำวร หรอื ไบออส (Basic InputOutput System : BIOS) ไวบ้ นแผงวงจรหลักเรียบรอ้ ยแล้ว โดยข้อมูลทีบ่ รรจลุ งไปในหนว่ ยควำมจำจะยังคงอยู่แม้จะปดิ เคร่ืองไปแล้ว แต่ไม่สำมำรถบรรจขุ ้อมูลเพ่ิมเติมลงไปได้ ROM2. หน่วยความจาหลกั แบบแก้ไขได้ (Random Access Memory : RAM)เป็นหนว่ ยควำมจำทใ่ี ช้สำหรับเกบ็ ข้อมลู และคำสง่ั มีหนำ้ ท่จี ดจำคำส่งั ทเี่ ปน็ โปรแกรมและขอ้ มูลที่จะทำกำรประมวลผล หำกเกิดไฟฟำ้ ดับหรือไม่มกี ระแสไฟฟ้ำข้อมูลท่ีอย่ภู ำยในจะหำยไปทั้งหมดหน่วยความจารอง (Secondary Memory Unit)เปน็ หนว่ ยควำมจำทส่ี ำมำรถรักษำข้อมูลไดต้ ลอดไป ไม่มีทำงสูญหำยหลงั จำกเปิดเร่ืองคอมพวิ เตอร์แล้ว

Secondary Memory Unitหนว่ ยส่งออก (Output Unit)เป็นหนว่ ยทท่ี ำหนำ้ ที่แสดงผลลัพธอ์ อกมำใหผ้ ู้ใช้งำนสำมำรถรับรู้ไดต้ ำมต้องกำร ซึง่ กำรส่งออกเป็นผลัพธส์ ำมำถส่งออกไดห้ ลำยรปู แบบ เช่น ภำพ, เอกสำร, เสยี ง และอุปกรณ์ท่ีสำมำรถแสดงผลลพั ธก์ ็มีหลำยนิด เช่น ลำโพง,จอมอนิเตอร์, เคร่ืองฉำยโปรเจ็คเตอร์, เครื่องพิมพ์ เป็นต้น Output Unit

2. หลักการทางานของคอมพวิ เตอร์กำรทำงำนของคอมพิวเตอรเ์ ริ่มตน้ จำกผใู้ ช้งำนป้อนข้อมูล หรอื คำสัง่ ผ่ำนอปุ กรณ์รับขอ้ มูล (Input Unit) ไปประมวลผล (Central Processing Unit) เพือ่ ประมวลผลตำมข้อมลู หรอื คำส่งั ท่ีได้รบั อำจมกี ำรเก็บข้อมูลไว้ในหนว่ ยควำมจำหลกั (Main Memory Unit) เพอื่ กำรประมวลผล แล้วแสดงผลลัพธผ์ ่ำนทำงอุปกรณ์แสดงผล(Output Unit) ชนิดต่ำงๆ หำกผู้ใช้ต้องกำรกำรบันทกึ ขอ้ มูลเกบ็ ไว้ ก็จะทำกำรบันทึกข้อมูลลงหน่วยควำมจำรอง(Secondary Memory Unit) ชนดิ ต่ำงๆ ต่อไปการแทนท่ขี ้อมูลในคอมพิวเตอร์ข้อมูลตำ่ งๆ ทเ่ี ก็บภำยในเครื่องคอมพิวเตอร์จะเกบ็ อยู่ในรูปแบบเลขฐำน 2 คือ 0 และ 1 ไมใ่ ช่อย่ำงท่ีเรำเหน็ ไม่ว่ำจะเปน็ รปู ภำพ เพลง ขอ้ ควำม ภำพเคลอื่ นไหวต่ำงๆ โดยขอ้ มลู เลขฐำน 2 ที่ถูกเกบ็ ไว้ เม่ือมีกำรเรียกใช้งำนคอมพิวเตอรจ์ ะทำกำรประมวลผลตัวเลขฐำน 2 ของขอ้ มลู นนั้ ๆ แลว้ แสดงผลออกมำใหเ้ รำไดร้ ับรู้ เชน่ รูปภำพเพลง ขอ้ ควำม ภำพเคลอื่ นไหวตำ่ งๆ1. บิต (bit)เปน็ สว่ นทีเ่ ล็กท่ีสุดของกำรเก็บขอ้ มูล เลขฐำน 2 คือ 0 และ 1 จำนวน 1 ตวั จะเรียกว่ำ 1 บิต เช่น 1001 จะเรยี กว่ำ 4 บิต หำกเปรียบเสมือนหลอดไฟ 0 หมำยถงึ ปิดไฟ, 1 หมำยถงึ เปิดไฟ2. ไบต์ (byte)เกิดจำกเลขฐำน 2 จำนวน 8 ตวั เรียงกนั หรอื 8 บติ น่นั เอง เข้ำใจงำ่ ยๆ คือ 8 บิต = 1 ไบต์ เช่น 10011001 แบบน้ีเรยี กว่ำ 1 ไบต์ ซ่ึงตัวเลขจำนวน 8 หลกั น้ี จะได้คำ่ ที่แตกตำ่ งกันถึง 256 ค่ำ 1 ไบต์ มชี ่ือเรียกอีกชือ่ หนึ่งว่ำ ออกเทต (octet) แต่ถ้ำ 4 บติ จะมชี ื่อเรียกอกี อยำ่ งวำ่ นบิ เบิล (nibble)3. รหสั เอ็บซดี กิ (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code : EBCDIC)เป็นรหสั ทพี่ ัฒนำโดยบริษัท IBM เพ่ือใชก้ ับรบบปฏิบัติกำรขนำดใหญ่ เช่น OS-390 สำหรับเคร่ืองแม่ขำ่ ย S/390ถูกนำมำใช้กบั เคร่ืองคอมพิวเตอรข์ อง IBM ทง้ั หมด รหัสเอ็บซีดิก มีขนำด 8 บติ แทนรหัสอกั ขระได้ 256 ตัวปัจจบุ นั รหัสเอ็บซีดิกไม่เปน็ ท่ีนยิ มและกำลังจะเลิกใช้งำน

เครอื่ งคอมพิวเตอร์ของ IBM การเรยี งลาดับบิตของรหสั เอ็บซดี ิก4. รหัสแอสกี (American Standard Code for Information Interchange : ASCII)เปน็ รหัสมำตรฐำนทก่ี ำหนดโดยสถำบันมำตรฐำนแห่งชำติอเมริกำ (American National Standards Institute :ANSI) เป็นรหสั ทนี่ ิยมใช้งำนกันมำกทส่ี ดุ บนเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ เรมิ่ มีกำรใชง้ ำนครั้งแรกเม่ือ ค.ศ.1967 รหสั แอสกีแต่เดมิ ประกอบดว้ ยรหสั 7 บติ เพ่ือแทนอักขระทงั้ หมด 128 ตวั ในปี ค.ศ. 1986 ได้ทำกำรปรับปรงุ ใหมใ่ ห้เปน็รหัส 8 บิต โดยเพิ่มเข้ำมำอีก 1 บิต เพอ่ื ใชใ้ นกำรตรวสสอบควำมถูกต้อง เรียกบิตสุดท้ำยนว้ี ำ่ พำริต้บี ติ (Paritybit)5. ยนู โิ คด้ (Unicode)เป็นรหสั ทถี่ กู พัฒนำมำในปี พ.ศ.2534 และมีกำรพฒั นำอย่ำงต่อเน่ือง ยูนิโค้ดช่วยให้คอมพิวเตอร์แสดงผล และจดั กำรข้อควำมตวั อกั ษรทใ่ี ชร้ ะบบกำรเขยี นของภำษำส่วนใหญ่ทัว่ โลก ยนู ิโคด้ เป็นเลขฐำน 2 ตงั้ แต่ 1 ถงึ 4 ไบต์ทำใหส้ ำมำรถรองรับกำรเกบ็ ข้อมูลอักขระไดก้ วำ่ 100,000 ตวั

ตวั อย่างตาราง Unicodeการประมวลผลของซีพียู การประมวลผลของ CPU1. การรับเข้าข้อมลู (Fetch) รับรหัสคำสง่ั และข้อมูล จำกหนว่ ยควำมจำ2. การถอดรหัส (Decode) ทำกำรถอดรหัสคำส่งั ได้รับ และส่งต่อไปยงั สว่ นคำนวณและตรรกะ3. การทางาน (Execute) ทำกำรคำนวณขอ้ มลู ท่ถี อดรหัสแล้ว และสง่ั ให้ CPU ทำงำนตำมคำสั่ง4. การเก็บข้อมลู (Store) ทำกำรเก็บข้อมลู ไว้ในหนว่ ยควำมจำหลกั

การรับส่งขอ้ มลู ภายในคอมพวิ เตอร์แผงวงจรหลกั หรือเมนบอร์ด (Motherboard/Mainboard)เปรยี บเสมอื นศูนย์กลำงของเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ เพรำะอปุ กรณท์ ุกอยำ่ ง จะต้องทำกำรเชอื่ มตอ่ กบั แผงวงจรหลักนี้บัส (Bus)หมำยถงึ ช่องทำงกำรติดต่อสอ่ื สำรข้อมลู ของอุปกรต์ ่ำงๆ บสั ในหนว่ ยประมวลผลกลำงประกอบไปดว้ ย1. บัสข้อมูล (Data Bus) เปน็ บสั ทหี่ นว่ ยประมวลผลกลำง ใช้เปน็ เสน้ ทำงในกำรควบคุมและ กำรขนสง่ ข้อมลูระหวำ่ งหน่วยประมวลผลกลำง และอุปกรณ์ภำยนอก2. บสั รองรบั ข้อมูล (Address Bus) เปน็ บสั ท่ีหนว่ ยประมวลผลกลำง เลอื กว่ำจะสง่ ข้อมลู หรอื รบั ข้อมูลจำกอปุ กรณ์ใด โดยจะส่งสัญญำณมำทีบ่ สั รองรับข้อมลู นี้3. บัสควบคมุ (Control Bus) เปน็ บสั ทีร่ ับสัญญำณกำรควบคุมจำกหนว่ ยประมวลผลกลำง เพ่อื บังคบั วำ่ จะอำ่ นข้อมูลเข้ำ หรือจะสง่ ข้อมูลออก