หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

การทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็นหน่วยหลักๆ ดังนี้

 

ผังแสดงการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)

                หน่วยรับข้อมูล คือ เครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลรับข้อมูลหรือคำสั่งจากผู้ใช้เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ โดยแปลงข้อมูลหรือคำสั่ง นั้นให้อยู่ในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อทำการประมวลผลต่อไป

อุปกรณ์รับข้อมูล ได้แก่

หน่วยประมวลผลกลาง(Central Processing Unit : CPU)

                หน่วยประมวลผลกลาง คือ ส่วนที่ทำหน้าที่ปฏิบัติตามคำสั่งที่รับมาจากหน่วยรับข้อมูล และควบคุมการปฏิบัติงานของเครื่องคอมพิวเตอร์

หน่วยประมวลผลกลางประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ

                หน่วยควบคุม (Control Unit)   ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบทั้งหมด ให้ทำงานอย่างถูกต้อง

                หน่วยคำนวณ (Arithmetic Logic Unit) ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลทางคณิตศาสตร์และทางตรรกะ เช่น การคำนวณทาง คณิตศาสตร์  ได้แก่  การบวก ลบ คูณ หาร

                  -   การกระทำทางตรรกะ (AND , OR)

                  -   การเปรียบเทียบ  เช่น การเปรียบเทียบค่าของข้อมูล 2 ตัวว่ามีค่าเท่ากัน  มากกว่า  หรือน้อยกว่า 

     ไม่ว่าข้อมูลจะเป็นตัวเลข หรือตัวอักษรก้สามารถเปรียบเทียบได้

                  -   การเลื่อนข้อมูล (Shift)

                  -   การเพิ่มและการลด (Increment and Decrement)

                  -   การตรวจสอบบิท (Test  Bit)

หน่วยความจำหลัก(Main Memory)

                หน่วยความจำหลัก  เป็นหน่วยความจำที่อยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์  แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ

                1. รอม (ROM : Read Only Memory)  เป็นหน่วยความจำหลักที่

                    -  ใช้บรรจุโปรแกรมสำคัญ ที่ใช้ในการสตาร์ทอัพเครื่อง

                    -  เก็บโปรแกรมคำสั่งไว้อย่างถาวร

                    -  ไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าเลี้ยง ข้อมูลก็จะยังคงอยู่

                    -  เขียนหรือบันทึกข้อมูลคำสั่งได้เพียงครั้งเดียว ในขั้นตอนการผลิตเครื่องจากโรงงาน ไม่สามารถแก้ไขเปลี่ยนแปลงได้อีก

                    -  อ่านข้อมูลได้อย่างเดียว และการเข้าถึงข้อมูลเป็นแบบสุ่ม

                2. แรม (RAM : Random Access Memory)

                    -  ทำหน้าที่เก็บข้อมูลที่รับเข้ามาจากหน่วยรับข้อมูล  เพื่อนำไปประมวลผล

                    -  ทำหน้าที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้ขณะทำการประมวลผลซึ่งยังไม่ใช่ผลลัพธ์สุดท้าย  

                    -  ทำหน้าที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลซึ่งเป็นผลลัพธ์สุดท้าย

                    -  ทำหน้าที่เก็บชุดคำสั่งต่างๆ ขณะที่เรากำลังทำงานอยู่กับเครื่อง เพื่อใช้ในการประมวลผล

                    -  เป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลหรือโปรแกรมไว้ชั่วคราว สร้างขึ้นเพื่อผู้ใช้โดยตรง

                    -  สามารถอ่านหรือเขียนทับข้อมูลลงไปได้ตามต้องการ ถ้าไฟดับข้อมูลจะสูญหาย

                    -  การเข้าถึงข้อมูลเป็นแบบสุ่ม

หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory)

                หน่วยความจำสำรอง  เป็นหน่วยความจำที่ใช้เก็บข้อมูล และโปรแกรมที่ต้องการใช้งานในคราวต่อไปได้ ซึ่งสามารถบรรจุข้อมูล และโปรแกรมได้เป็นจำนวนมาก

อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยความจำสำรอง ได้แก่

                จานแม่เหล็ก สามารถเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง (Direct Access)  ได้แก่  ฮาร์ดดิสก์ และฟล็อปปี้ดิสก์

                เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape)  สามารถบันทึกและเข้าถึงข้อมูลแบบเรียงลำดับ (Sequential Access) การบันทึกทำโดยสร้างสนามแม่เหล็กลงบนเนื้อเทป

                จานแสง (Optical Disk) เป็นสื่อที่ใช้บันทึกข้อมูลได้ปริมาณมากสามารถอ่านและบันทึกข้อมูลด้วยแสงเลเซอร์ เช่น CD-ROM  (Compact Disc Read-Only Memory) มีความจุข้อมูลสูงมาก ตั้งแต่ 650 เมกะไบท์ (MB) สามารถอ่านข้อมูลได้อย่างเดียว แก้ไขเปลี่ยนแปลงไม่ได้

หน่วยแสดงผล (Output Unit)

                หน่วยแสดงผล คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แสดงผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล   

การแสดงผลลัพธ์ แบ่งเป็น 2 แบบ

                การแสดงผลทางจอภาพ เรียกได้อีกอย่างว่าเป็น Soft Copy คือ จะแสดงผลลัพธ์ขณะที่มีกระแสไฟฟ้าอยู อุปกรณ์คือ จอภาพคอมพิวเตอร์ทั่วไป ซึ่งภาพบนจอประกอบด้วยจุดหรือ pixel หลายๆ pixel สามารถแสดงผลความละเอียดได้หลายระดับ เช่น

640 * 480 จุด ,800 * 600 จุด , 1024 * 786 จุด

                การแสดงผลทางจอภาพ  หรือเรียกได้อีกอย่างว่าเป็น Hard Copy คือ สามารถแสดงผลลัพธ์คงทนอยู่นาน ไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าเลี้ยง อุปกรณ์ที่ใช้ คือ Printer

ทางเดินของระบบ (system bus)

                  การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ ถ้าเปรียบเทียบกับระบบโครงสร้างร่างกายของมนุษย์เราน่าจะเปรียบเทียบได้ง่าย และเห็นภาพชัดเจน เพราะอย่างน้อยคนเราส่วนใหญ่คงจะพอรู้ระบบโครงสร้างการทำงานของร่างกายของเราเองอยู่บ้างไม่มากก็น้อย ดังนั้นระบบการทำงานของบัสก็จะคล้ายกับเส้นเลือดในร่างกายของมนุษย์นั่นเอง สำหรับทำหน้าส่งถ่ายกระแสเลือดไปหล่อเลี้ยงส่วนต่างๆของร่างกาย ซึ่งกระแสเลือดในระบบคอมพิวเตอร์ก็ คือ

                ข้อมูล (Data) นั่นเองบัส คือ ทางเดิน หรือ ช่องทางระหว่างอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารภายในคอมพิวเตอร์ บัสที่ถูกเรียกเฉพาะตามวัตถุประสงค์การใช้งานมีตัวอย่างดังนี้

          • Processor Bus

            • System Bus

            • Frontside or Gunning Transceiver Logic plus (GTL+) Bus

            • Main Memory Bus

            • Host Bus

            • Local Bus

            • Internal Bus

            • External Bus

 ส่วนประกอบของ System Bus มีดังนี้

           • Address Bus

           • Data Bus

           • Control Bus

แสดงโครงสร้างของระบบบัสซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ส่วน ดังต่อไปนี้

                แอดเดรสบัส (Address Bus) ใช้สำหรับ

                    • ถ่ายโอนต้นทาง (Source) และปลายทาง (Distination) ของการส่งข้อมูลบน Data Bus

                    • ชี้ตำแหน่งของหน่วยความจำที่ระบุโดย Microprocessor, Bus Masters หรือ Direct Memory Access (DMA) Controller

                ดาต้าบัส (Data Bus) คือทางเดินสำหรับรับ-ส่งข้อมูลระหว่างโพรเซสเซอร์ (Processor) กับหน่วยความจำ (Memory) หรือ หน่วยความจำกับอุปกรณ์อินพุทเอาท์พุท (I/O)

                คอนโทรลบัส (Control Bus) คือทางเดินสำหรับสัญญาณควบคุมการทำงานของส่วนต่างๆระหว่างโพรเซสเซอร์กับหน่วยความจำและอุปกรณ์อินพุท เอาท์พุท ตัวอย่างเช่น

                    •W/R - Write/Read

                    •IRQ - Interrupt Requests

                    •BCLK   - Bus Clock

                    • DRQ - DMA Requests

https://sites.google.com/site/teachermoomeng/khxmphiwtexr-beuxng-tn/hlak-kar-thangan-khxng-khxmphiwtexr