การทำงานของคอมพิวเตอร์
การทำงานของคอมพิวเตอร์
ประกอบด้วยหน่วยสำคัญ 4 หน่วย คือ
1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)
หน่วยรับข้อมูล คือ
เครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลรับข้อมูลหรือคำสั่ง
จากผู้ใช้เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ตัวอักษร ตัวเลข สัญลักษณ์ เป็นต้น
โดยจะแปลงข้อมูลหรือคำสั่งนั้นให้อยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้าที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ
นำมาจัดเก็บที่หน่วยความจำหลัก และใช้ประมวลผลได้
อุปกรณ์หน่วยรับข้อมูลที่นิยมใช้ในปัจจุบัน มีดังนี้
1.1
แป้นพิมพ์ (keyboard)
1.2
เมาส์ (Mouse)
1.3 สแกนเนอร์ (scanner)
1.4
อุปกรณ์จับภาพ
1.5
อุปกรณ์รับเสียง
2.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
- · การทำงานของซีพียู ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล
- · กลไกการทำงานของซีพียู มีความสลับซับซ้อน ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น โดยแบ่งการทำงานเป็นส่วน ๆ มีการทำงานแบบขนาน และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น
3.หน่วยความจำ (Main Memery)
หน่วยความจำหลัก
มีหน้าที่เป็นแหล่งเก็บข้อมูลการทำงานของคอมพิวเตอร์
ซึ่งรวมทั้งตัวคำสั่งในโปรแกรมและข้อมูลต่างๆ
ที่จะใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ขณะกำลังทำงานอยู่ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
1.
แรม (Random Access Memory : RAM)
เป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลสำหรับใช้งานทั่วไป การอ้างอิงตำแหน่งที่อยู่ของข้อมูลใดๆ
เพื่อการเขียนและการอ่านจะกระทำแบบการเข้าถึงโดยสุ่มคือ
เรียกไปที่ตำแหน่งที่อยู่ข้อมูลใดก็ได้ หน่วยความจำนี้เรียกว่า แรม
หน่วยความจำประเภทนี้จะเก็บข้อมูลไว้ตราบเท่าที่มีกระแสไฟฟ้ายังจ่ายให้วงจร
หากไฟฟ้าดับเมื่อใด ข้อมูลก็จะสูญหายทันที
เครื่องพีซีคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันนี้
ถ้ามีหน่วยความจำแรมมากๆ จะทำให้สามารถใช้งานโปรแกรมที่มีขนาดใหญ่ๆ ได้ดีด้วย
หน่วยความจำที่นิยมในปัจจุบันจะประมาณ 32, 64, 128, 256 เมกะไบต์ เป็นต้น
2.
รอม (Read Only Memory : ROM)
เป็นหน่วยความจำอีกประเภทหนึ่งที่มีการอ้างอิงตำแหน่งที่อยู่ข้อมูลแบบเข้าถึง
โดยสุ่มหน่วยความจำประเภทนี้มีไว้เพื่อบรรจุโปรแกรมสำคัญบางอย่าง
เพื่อว่าเมื่อเปิดเครื่องมา
ซีพียูจะเริ่มต้นทำงานได้ทันทีข้อมูลหรือโปรแกรมที่เก็บไว้ในรอมจะถูกบันทึกมาก่อนแล้ว
ผู้ใช้สามารถอ่านข้อมูลได้ แต่ไม่สามารถเขียนข้อมูลใดๆ
ลงไปได้ซึ่งข้อมูลหรือโปรแกรมที่อยู่ในรอมนี้จะอยู่อย่างถาวร
แม้จะปิดเครื่องข้อมูลหรือโปรแกรมก็จะไม่ถูกลบไป
4.หน่วยแสดงผล (Output Unit)
1.จอภาพ (Monitor)
2.อุปกรณ์ฉายภาพ (Projector)
3.อุปกรณ์เสียง (Audio Output)
4.เครื่องพิมพ์ (Printer)
