ส่วนประกอบ และหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

 หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

 

 

แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://science.rbru.ac.th/~bangkom/ComForGrad/cgWork.ppt


ส่วนประกอบของ Computer

โดยหลักการแล้ว ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ที่ทำงานตามหน้าที่ 4 ส่วนด้วยกัน คือ

    1.) ส่วนรับข้อมูล (Input Unit)
    2.) ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit)
    3.) ส่วนแสดงผล (Output Unit)
    4.) หน่วยความจำ (Memory Unit)

1.) ส่วนรับข้อมูล (Input Unit)

 ส่วนรับข้อมูล (Input Unit) เป็น ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลจากคน และส่งต่อข้อมูลไปยัง หน่วยประมวลผล(Process Unit) เพื่อทำการประมวลผลต่อไป รูปแบบการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์รับข้อมูลจะอยู่ในรูปของการส่งสัญญาณเป็นรหัสดิจิตอล (หรือเป็นเลข 0 กับ 1) นั่นเอง อุปกรณ์ส่วนรับข้อมูล ได้แก่

 

คีย์บอร์ด  (keyboard)


 เมาส์ (mouse)


สแกนเนอร์ (scanner)



  อุปกรณ์สแกนลายนิ้วมือ (finger scan)

  


ไมโครโฟน(microphone)

 


กล้องเว็บแคม (webcam)


แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://computer.kapook.com/component.php


2.) ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit)

CPU

ถ้าเปรียบเทียบกับร่างกายของมนุษย์โพรเซสเซอร์ก็น่าจะเปรียบเทียบเป็นเหมือนสมองของมนุษย์นั่งเอง ซึ่งคอยคิดควบคุมการทำงานส่วนต่างๆของร่างกาย ดังนั้นถ้าจัดระดับความสำคัญแล้วโพรเซสเซอร์ก็น่าจะมีความสำคัญเป็นอันดับแรก


บล็อกไดอะแกรมของโพรเซสเซอร์


ส่วนประกอบของโพรเซสเซอร์มีดังนี้
           • Bus Interface Unit (BIU) (Cbox) คือส่วนที่เชื่อมต่อระหว่าง address bus, control bus และ data bus กับภายนอกเช่น หน่วยความจำหลัก (main memory) และอุปกรณ์ภายนอก (peripherals)
           • Memory Management Unit (MMU) (Mbox) คือส่วนที่ควบคุมโพรเซสเซอร์ในการใช้งานแคช (cache) และหน่วยความจำ (memory) โดย MMU ยังช่วยในการทำ virtual memory และ paging ซึ่งแปลง virtual addresses ไปเป็น physical addresses โดยใช้ Translation Look-aside Buffer (TLB)
           • Integrated on-chip cache เป็นส่วนสำหรับเก็บข้อมูลที่ใช้งานบ่อยๆใน Synchronous RAM (SRAM) เพื่อให้การทำงานของโพรเซสเซอร์มีประสิทธิภาพสูงสุด ใช้งานได้ทั้ง L1 และ L2 on chip cache
           • Prefetch Unit (part of Ibox) คือส่วนที่ดึงข้อมูลและคำสั่งจาก instruction cache และ data cache หรือ main memory based เมื่อ Prefetch Unit อ่านข้อมูลและคำสั่งมาแล้วก็จะส่งข้อมูลและคำสั่งเหล่านี้ต่อไปให้ Decode Unit
           • Decode Unit or Instruction Unit (part of Ibox) คือส่วนที่แปลความหมาย ถอดรหัส หรือแปลคำสั่ง ให้เป็นรูปแบบที่ ALU และ registers เข้าใจ
           • Branch Target Buffer (BTB) คือส่วนที่บรรจุคำสั่งเก่าๆที่เข้ามาสู่โพรเซสเซอร์ ซึ่ง BTB นั้นเป็นส่วนหนึ่งของ Prefetch Unit
           • Control Unit or Execution Unit คือส่วนที่เป็นศูนย์กลางคอยควบคุมการทำงานในโพรเซสเซอร์ดังนี้
                   • อ่านและแปลความหมายของคำสั่งตามลำดับ
                   • ควบคุม Arithmetic and Logic Unit (ALU), registers และส่วนประกอบอื่นๆของโพรเซสเซอร์ ตามคำสั่ง
                   • ควบคุมการเคลื่อนย้ายของข้อมูลที่รับ-ส่งจาก primary memory และอุปกรณ์ I/O
           • ALU (Ebox) คือส่วนที่ปฎิบัติตามคำสั่งและเปรียบเทียบ operands ในบางโพรเซสเซอร์มีการแยก ALU ออกเป็น 2 ส่วนดังนี้
                   • Arithmetic Unit (AU)
                   • Logic Unit (LU)
                   • operation ที่ ALU ปฎิบัติตามเช่น
                   • Arithmetic operations (+, -, *, และ /)
                   • Comparisons (<, >, และ =)
                   • Logic operations (and, or)
           • Floating-Point Unit (FPU) (Fbox) คือส่วนที่ทำการคำนวณเกี่ยวกับจำนวนตัวเลขที่เป็นจุดทศนิยม
           • Registers (part of Ibox, Fbox, และ Ebox) คือส่วนที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูลสำหรับการคำนวณในโพรเซสเซอร์
                   • Data register set เก็บข้อมูลที่ใช้งานโดย ALU เพื่อใช้สำหรับการคำนวณที่ได้รับการควบคุมจาก Control Unit ซึ่งข้อมูลนี้อาจส่งมาจาก data cache, main memory, หรือ Control Unit ก็ได้
                   • Instruction register set เก็บคำสั่งที่กำลังทำงานอยู่

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)
          หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ ชิป (chip) นับเป็นอุปกรณ์ ที่มีความสำคัญมากที่สุด ของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางอุปกรณ์อินพุต ตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งาน หน่วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยส่วนประสำคัญ 3 ส่วน คือ

1. หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU               
          หน่วยคำนวณตรรกะ ทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องคำนวณอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทำงานเกี่ยวข้องกับ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร นอกจากนี้หน่วยคำนวณและตรรกะของคอมพิวเตอร์ ยังมีความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่เครื่องคำนวณธรรมดาไม่มี คือ ความสามารถในเชิงตรรกะศาสตร์ หมายถึง ความสามารถในการเปรียบเทียบตามเงื่อนไข และกฏเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ เพื่อให้ได้คำตอบออกมาว่าเงื่อนไข นั้นเป็น จริง หรือ เท็จ เช่น เปรียบเทียบมากว่า น้อยกว่า เท่ากัน ไม่เท่ากัน ของจำนวน 2 จำนวน เป็นต้น ซึ่งการเปรียบเทียบนี้มักจะใช้ในการเลือกทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ จะทำตามคำสั่งใดของโปรแกรมเป็น คําสั่งต่อไป

2. หน่วยควบคุม (Control Unit)   
          หน่วยควบคุมทำหน้าที่คงบคุมลำดับขั้นตอนการการประมวลผลและการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ภายใน หน่วยประมวลผลกลาง และรวมไปถึงการประสานงานในการทำงานร่วมกันระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล อุปกรณ์แสดงผล และหน่วยความจำสำรองด้วย เมื่อผู้ใช้ต้องการประมวลผล ตามชุดคำสั่งใด ผู้ใช้จะต้องส่งข้อมูลและชุดคำสั่งนั้น ๆ เข้าสู่ระบบ คอมพิวเตอร์เสียก่อน โดยข้อมูล และชุดคำสั่งดังกล่าวจะถูกนำไปเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักก่อน จากนั้นหน่วยควบคุมจะดึงคำสั่งจาก ชุดคำสั่งที่มีอยู่ในหน่วยความจำหลักออกมาทีละคำสั่งเพื่อทำการแปล ความหมายว่าคำสั่งดังกล่าวสั่งให้ ฮาร์ดแวร์ส่วนใด ทำงานอะไรกับข้อมูลตัวใด เมื่อทราบความหมายของ คำสั่งนั้นแล้ว หน่วยควบคุมก็จะส่ง สัญญาณคำสั่งไปยังฮาร์แวร์ ส่วนที่ทำหน้าที่ ในการประมวลผลดังกล่าว ให้ทำตามคำสั่งนั้น ๆ เช่น ถ้าคำสั่ง ที่เข้ามานั้นเป็นคำสั่งเกี่ยวกับการคำนวณ หน่วยควบคุมจะส่งสัญญาณ คำสั่งไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ ให้ทำงาน หน่วยคำนวณและตรรกะก็จะไปทำการดึงข้อมูลจาก หน่วยความจำหลักเข้ามาประมวลผล ตามคำสั่งแล้วนำผลลัพธ์ที่ได้ไปแสดงยังอุปกรณ์แสดงผล หน่วยคงบคุมจึงจะส่งสัญญาณคำสั่งไปยัง อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ ที่กำหนดให้ดึงข้อมูลจากหน่วยความจำหลัก ออกไปแสดงให้เห็นผลลัพธ์ดังกล่าว อีกต่อหนึ่ง

3. หน่วยความจำหลัก (Main Memory) 
          คอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้เมื่อมีข้อมูล และชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผลอยู่ในหน่วยความ จำหลักเรียบร้อยแล้วเท่านั้น และหลักจากทำการประมวลผลข้อมูลตามชุดคำสั่งเรียบร้อบแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้ จะถูกนำไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก และก่อนจะถูกนำออกไปแสดงที่อุปกรณ์แสดงผล

 

แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://www.metukyang.com/th/index.php?topic=387.0


กลไกการทำงานของ CPU 

การทำงานของคอมพิวเตอร์ ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล
กลไกการทำงานของซีพียู มีความสลับซับซ้อน ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น โดยแบ่งการทำงานเป็นส่วน ๆ มีการทำงานแบบขนาน และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น

แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://wattana.blogth.com/11403/%A1%C5%E4%A1%A1%D2%C3%B7%D3%A7%D2%B9%A2%CD%A7+cpu.html


3.หน่วยแสดงผล (Output Unit)


แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://www.kbyala.ac.th/web-subject/web-tec/pen/CAI/picture/2007019.jpg


1. จอภาพ (Monitor) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแสดงข้อมูลที่มนุษย์จับต้องไม่ได้ (Softcopy Output Device) ในลักษณะของข้อความและรูปภาพ โดยเป็นการแสดงผลให้ผู้ใช้ทราบในขณะนั้น แต่เมื่อเลิกทำงานหรือเลิกใช้แล้วผลนั้นก็จะหายไป ไม่เหลือเป็นวัตถุให้เก็บได้ แต่ถ้าต้องการเก็บผลลัพธ์นั้น ก็สามารถส่งถ่ายไปเก็บในรูปของข้อมูลสำรองในหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage) ได้ 


 


แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://images.amazon.com/images/P/B0009N5486.01._SCLZZZZZZZ_.jpg 


2. เครื่องพิมพ์ (printer) คือ อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ที่ใช้สำหรับพิมพ์ข้อมูลที่เป็นเอกสาร ข้อความ และรูปภาพ ที่อยู่บนจอภาพให้ไปปรากฏบนกระดาษ เพื่อสามารถนำไปใช้ในงานอื่นๆ ได้


 

 แหล่งอ้างอิงข้อมูล (จอภาพ , เครื่องพิมพ์)

http://www.bmaschool.net/watweluwanaram/com03.htm

 


4.หน่วยความจำหลัก

 

 

 


แรม (Random Access Memory : RAM)เป็น หน่วยความจำ ที่เก็บข้อมูล สำหรับใช้งาน ทั่วไป การอ้างอิง ตำแหน่ง ที่อยู่ของ ข้อมูลใดๆ เพื่อการเขียน และการอ่าน จะกระทำ แบบการ เข้าถึง โดยสุ่ม คือเรียกไป ที่ตำแหน่งที่อยู่ ข้อมูลใดก็ได้ หน่วยความจำนี้ เรียกว่า แรม หน่วยความจำ ประเภทนี้ จะเก็บข้อมูล ไว้ตราบเท่าที่ กระแสไฟฟ้า จ่าย ให้วงจร หาก ไฟฟ้าดับ เมื่อไรข้อมูล ก็จะสูญหาย ทันที


แหล่งอ้างอิงข้อมูลhttp://www.thaigoodview.com/library/teachershow/prajuab/tanyalak_k/4/c4_3_2.htm  


 

รอม (Read Only Memory : ROM)

 

 


 


 แหล่งอ้างอิงข้อมูลhttp://thoen2.tws.ac.th/work/work3/SD-RAM.jpg  
เป็น หน่วยความจำ อีกประเภทหนึ่ง ที่มีการ อ้างอิงตำแหน่ง ที่อยู่ข้อมูล แบบเข้าถึง โดยสุ่ม หน่วยความจำ ประเภทนี้ มีไว้ เพื่อบรรจุ โปรแกรม สำคัญบางอย่าง เพื่อว่าเมื่อ เปิดเครื่องมา ซีพียู จะเริ่มต้น ทำงาน ได้ทันที ข้อมูล หรือโปรแกรม ที่เก็บไว้ในรอม จะถูกบันทึก มาก่อนแล้ว ผู้ใช้ไม่สามารถ เขียนข้อมูลใดๆ ลงไปได้ แต่สามารถ อ่านข้อมูล ได้อย่างเดียว ข้อมูลหรือ โปรแกรม ที่อยู่ใน รอมนี้จะ อยู่อย่างถาวร แม้จะ ปิดเครื่อง ข้อมูล หรือโปรแกรม ก็จะไม่ถูกลบไป 
แหล่งอ้างอิงข้อมูลhttp://www.thaigoodview.com/library/teachershow/prajuab/tanyalak_k/4/c4_3_3.htm  
5.หน่วยความจำสำรอง

 

 



 

แหล่งอ้างอิงข้อมูล

http://www.zabzaa.com/hardware/images/Harddisk.jpg


  ส่วนความจำรอง (secondary memory) ใช้เป็นส่วนเพิ่มความจำให้มีขนาดใหญ่มากขึ้น ทำงานติดต่อยู่กับส่วนความจำหลัก ส่วนความจำรองมีความจุมากและมีราคาถูก แต่เรียกหาข้อมูลได้ช้ากว่าส่วนความจำหลัก คือ ทำงานได้ในเวลาเศษหนึ่งส่วนพันวินาที ข่าวสารหรือข้อมูลที่จะเก็บไว้ในส่วนความจำนั้นเป็นรหัสแทนเลขฐานสอง (binary) คือ ๐ กับ ๑ ซึ่งต้องเก็บไว้เป็นกลุ่ม ๆ และมีแอดเดรสตามที่กำหนด เพื่อความสะดอกขอนิยามไว้ดังนี้ บิต (bit) เป็นชื่อที่เขียนย่อจาก binary digit ซึ่งหมายถึงตัวเลขฐานสองคือ ๐ กับ ๑ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของหน่วยความจำ ไบต์ (byte) เป็นชื่อที่ใช้เรียกกลุ่มของบิต ซึ่งขึ้นอยู่กับการเลือกใช้ เช่น ๖ บิต ๘ บิต…….ก็ได้ ซึ่งเรียกว่า ๖ บิตไบต์ ๘ บิตไบต์ ๑๖ บิตไบต์……..ตามลำดับ เป็นต้น ตัวอักษร (character) หมายถึงสัญลักษณ์ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ คือตัวเลข 0-9  ตัวอักษร A-Z และเครื่องหมายพิเศษบางอย่างที่จำเป็น เช่น ( ), < , +, = ,………. ฯลฯ เป็นต้น ซึ่งเราจะต้องแทนตัวอักษรหนึ่ง ๆ ด้วยรหัสของกลุ่มเลขฐานสอง 1 ไบต์ (ซึ่งอาจเป็น 7 หรือ 8 บิตไบต์) คำ (word) หมายถึงกลุ่มของเลขฐานสองตั้งแต่ 1 ไบต์ขึ้นไป ที่สามารถเก็บไว้ในส่วนความจำเพียง 1 แอดเดรส ขนาดของคำขึ้นอยู่กับการเลือกใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ บางเครื่องใช้คำหนึ่งประกอบขึ้นจาก 2 ไบต์ แต่ละไบต์เป็นชนิด 8 บิต ดังนั้นคำหนึ่งจึงมี 16 บิต บางเครื่องใช้คำหนึ่งประกอบขึ้นจาก 4 ไบต์ แต่ละไบต์เป็นชนิด 8 บิต ดังนั้นคำหนึ่งจึงมี 32 บิต เครื่องคอมพิวเตอร์บางเครื่องใช้คำหนึ่งประกอบขึ้นจาก 48 หรือ 64 บิตก็มี  


แหล่งอ้างอิงข้อมูลhttp://web.ku.ac.th/schoolnet/snet1/hardware/storage.html 
 สรุปสาระสำคัญ และความคิดเห็น  

 ในยุคปัจจุบันนี้ เทคโนโลยีได้เริ่มเข้ามามีบทบาทในการใช้ชีวิตของมนุษย์มากขึ้น โดยเฉพาะการใช้คอมพิวเตอร์ในแต่ละวันคนเราใช้คอมพิวเตอร์ทำสิ่งต่าง ๆ มากมาย ทั้งประโยชน์ และโทษ แตกต่างกันไป  เช่น การใช้คอมพิวเตอร์ในการเล่นเกมส์   การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อหาความรู้    การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อทำงานต่างๆ เป็นต้นถึงอย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีก็ยังเป็นสิ่งที่ต้องศึกษาเรียนรู้อยู่ตลอดเวลา เพราะฉะนั้นเราควรที่จะให้ความสนใจกับมัน ขอบคุณครับ

 


มหาวิทยาลัยศรีปทุม ผู้ใหญ่ใจดี
 

 ช่วยด้วยครับ
นักเรียนที่สร้างบล็อก กรุณาอย่า
คัดลอกข้อมูลจากเว็บอื่นทั้งหมด
ควรนำมาจากหลายๆ เว็บ แล้ววิเคราะห์ สังเคราะห์ และเขียนขึ้นใหม่
หากคัดลอกทั้งหมด จะถูกดำเนินคดี
ตามกฎหมายจากเจ้าของลิขสิทธิ์
มีโทษทั้งจำคุกและปรับในอัตราสูง

ช่วยกันนะครับ 
ไทยกู๊ดวิวจะได้อยู่นานๆ 
ไม่ถูกปิดเสียก่อน

ขอขอบคุณในความร่วมมือครับ

อ่านรายละเอียด

ด่วน...... ขณะนี้
พระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2558 
มีผลบังคับใช้แล้ว 
ขอให้นักเรียนและคุณครูที่ใช้งาน
เว็บ thaigoodview ในการส่งการบ้าน
ระมัดระวังการละเมิดลิขสิทธิ์ด้วย
อ่านรายละเอียดที่นี่ครับ

 

สมาชิกที่ออนไลน์

ขณะนี้มี สมาชิก 0 คน และ ผู้เยี่ยมชม 4 คน กำลังออนไลน์