บทที่ 1 โครงสร้างคอมพิวเตอร์พื้นฐาน

ลักษณะการทำงานของคอมพิวเตอร์

โครงสร้างของคอมพิวเตอร์ (Structure of Computer) (อุปกรณ์ต่อพ่วง) (สายสัญญาณ)

โครงสร้างของคอมพิวเตอร์ (Structure of Computer) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit) หน่วยอินพุต เอาต์พุตหรือหน่วยรับเข้าและส่งออก (Input / Output Unit) หน่วยการเชื่อมต่อภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ (System Interconnection Unit)

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์ เสมือนเป็นสมองของเครื่อง ทำหน้าที่ คำนวณค่าต่างๆ ตามคำสั่งที่ได้รับมอบหมาย และควบคุม การทำงานของส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมด ในระบบไมโครคอมพิวเตอร์ ถูกสร้างให้อยู่ในรูปวงจรรวม (Integrated Circuit: IC) เพียงตัวเดียว ทำให้ง่ายในการนำไปใช้งาน หน่วยประมวลกลางเป็นหน่วยที่มีความซับซ้อนมากที่สุด ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบหลักต่างๆ

หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit) เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ประมวลผลโดยใช้วิธีที่คณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร หรือ ทำหน้าที่ประมวลผลทางตรรกะ เช่น แอนด์ (AND) ออร์(OR) และนอต (NOT) เป็นต้น รวมทั้งยังทำหน้าที่ในการเปรียบเทียบค่าต่างๆ หน่วยเก็บข้อมูลชั่วคราวที่อยู่ภายในหน่วยประมวลผลกลางหรือเรจิสเตอร์ (Register) เป็นหน่วยความจำขนาดเล็ก ทำหน้าที่เป็นที่พักข้อมูล ชั่วคราวก่อนที่จะถูกนำไปประมวลผล โดยปกติแล้วในหน่วยประมวลผลกลางจะมี เรจิสเตอร์ สำหรับเก็บข้อมูล ไม่เกิน 64 ตัว การอ้างอิงข้อมูลของเรจิสเตอร์ หน่วยควบคุม (Control Unit) เป็นเสมือนหน่วยบัญชาการของระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ทำหน้าที่กำหนดจังหวะการทำงานต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ไม่เว้นแม้แต่ส่วนประกอบอื่นๆ ของหน่วยประมวลผลกลาง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ควบคุมการรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ ในคอมพิวเตอร์ ให้สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างเป็นระบบ

หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit) เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นตัวเลขหรือข้อความแม้กระทั่งคำสั่งต่าง ๆ ในโปรแกรมที่จะใช้สั่งงานระบบคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไปหน่วยความจำจะถูกสร้างมาบนไอซีเพื่อให้มีความจุสูง แต่มีขนาดเล็ก ข้อมูลที่เก็บในหน่วยความจำจะมีสถานะ เพียงแค่เปิดวงจร (0) หรือปิดวงจร (1) เท่านั้น

หน่วยความจำหลัก (1) รอม หรือหน่วยความจำอ่านอย่างเดียว (ROM : Read Only Memory) เป็นหน่วยความจำแบบสารกึ่งตัวนำชั่วคราวชนิดอ่านได้อย่างเดียว ใช้เป็น สื่อบันทึกในคอมพิวเตอร์ เพราะไม่สามารถบันทึกซ้ำได้ เป็นหน่วยความจำ ที่มีซอฟต์แวร์หรือข้อมูลอยู่แล้ว และพร้อมที่จะนำมาต่อกับไมโครโพรเซสเซอร์ได้โดยตรง หน่วยความจำประเภทนี้แม้ไม่มีไฟเลี้ยงต่ออยู่ ข้อมูลก็จะไม่หายไปจากหน่วยความจำ โดยทั่วไปจะใช้เก็บข้อมูลที่ไม่ต้องมีการแก้ไขอีกแล้ว เช่นไบออส (Basic Input Output System :BIOS) ของเครื่องคอมพิวเตอร์

หน่วยความจำหลัก (2) แรม หรือหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM : Random Access Memory) หน่วยความจำที่เข้าถึงข้อมูลโดยการสุ่ม เป็นหน่วยความจำหลัก ที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ยุคปัจจุบัน หน่วยความจำชนิดนี้ อนุญาตให้เขียนและอ่านข้อมูลได้ในตำแหน่งต่างๆ อย่างอิสระ และรวดเร็ว ซึ่งต่างจากสื่อเก็บข้อมูลชนิดอื่นๆ อย่างเทป หรือดิสก์ ที่มีข้อจำกัดในการอ่านและเขียนข้อมูล ที่ต้องทำตามลำดับก่อนหลัง หรือมีข้อกำจัดแบบรอม ที่อนุญาตให้อ่านเพียงอย่างเดียว ข้อมูลในแรม จะหายไปทันที เมื่อระบบคอมพิวเตอร์ถูกปิดลง เนื่องจากหน่วยความจำชนิดนี้ จะเก็บข้อมูลได้เฉพาะเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงเท่านั้น

หน่วยรับเข้าและส่งออก (Input / Output Unit) เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่รับการติดต่อจากภายนอกเข้าสู่ระบบ และแสดงผลที่ได้จากการทำงานของระบบออกสู่อุปกรณ์ภายนอก เช่น คีย์บอร์ด, จอภาพ, ลำโพง, หน่วยขับจานบันทึก เป็นต้น หน่วยรับเข้าและส่งออกเป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ในการติดต่อสื่อสารระหว่างระบบภายในของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ภายนอกต่างๆ ให้สามารถติดต่อสื่อสารข้อมูลและสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หน่วยการเชื่อมต่อภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ (System Interconnection Unit) เป็นหน่วยที่ให้ส่วนประกอบต่างๆ ของคอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารระหว่างกันได้ เป็นสื่อกลางในการเชื่อมโยงของโครงสร้างต่างๆ ภายในระบบคอมพิวเตอร์ให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้

หน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ (Function of Computer) การประมวลผลข้อมูล (Data Processing) เครื่องคอมพิวเตอร์มีหน้าที่หลักคือการประมวลผลข้อมูลที่เข้ามาแล้วทำงานตามคำสั่ง การเก็บข้อมูล (Data Storage) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถที่จะจัดเก็บข้อมูลต่างๆ ได้ การเคลื่อนย้ายข้อมูล (Data Movement) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถที่จะทำการเคลื่อนย้ายข้อมูลต่างๆ ได้ ซึ่งอาจจะเคลื่อนย้ายกันระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วง หรือเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างเครือข่าย การควบคุม (Control) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถที่จะควบคุมการทำงานต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ให้สามารถทำงานต่างๆ หรือทำงานร่วมกันได้โดยไม่มีการแย่งกันใช้ทรัพยากรของระบบคอมพิวเตอร์

หน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ (1)

หน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ (2)

หน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ (3)

หน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ (4)

หน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ (5)