Saturday 19 May 2012

ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์


ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

       คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลให้ได้สารสนเทศ จุดเด่นของคอมพิวเตอร์ คือ ทำงานได้รวดเร็วคิดคำนวณตัวเลขจำนวนมากได้รวดเร็วและแม่นยำ การคิดคำนวณและจัดการข้อมูลจึงทำได้ยากและยังจัดเก็บข้อมูลไว้สำหรับประมวลผลได้มาก เมื่อจัดเก็บแล้วสามารถเรียกค้นหรือคัดแยกได้รวดเร็ว สามารถดำเนินการต่างๆ ตามโปรแกรมที่วางไว้ คอมพิวเตอร์ทำงานตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรม โดยใช้หลักการ คือ คอมพิวเตอร์มีหน่วยความจำสำหรับการเก็บโปรแกรมและข้อมูลการทำงานของคอมพิวเตอร์ตลอดจนอุปกรณ์ต่างๆ เรียกรวมว่า “ฮาร์ดแวร์” (Hardware)
       การทำงานแบ่งออกเป็น 3 ส่วน
              1.หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)
              2.หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
              3.หน่วยแสดงผล (Output Unit)

1.หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)
       เป็นการนำข้อมูลหรือโปรแกรมเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจำและใช้ในการประมวลผล โดยใช้อุปกรณ์รับข้อมูล อุปกรณ์รับข้อมูลมีหลายประเภท ดังนี้

       1.1 แผงแป้นอักขระ (Keyboard)

       เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูล โดยรับข้อมูลจากการกดบนแผงแป้นอักขระ (Keyboard) แล้วส่งรหัสให้กับคอมพิวเตอร์ แผงแป้นอักขระมาตรฐานที่นิยมใช้กันมากในขณะนี้มีจำนวนแป้น 101 แป้น ถึงจะมีจำนวนแป้นมากแล้ว แต่การป้อนข้อมูลก็ยังมีตัวยกแคร่ (Shift) สำหรับใช้ควบคู่กับตัวอักษรอื่น  เช่น กดแป้น Shift เพื่อเลือก ตัวอักษรภาษาอังกฤษตัวเล็กหรือตัวใหญ่ แผงแป้นอักขระที่ใช้ในประเทศไทยสามารถใช้พิมพ์ตัวอักษรภาษาไทยได้ การที่รับข้อมูลภาษาไทยได้ เนื่องจากมีการพัฒนาซอฟต์แวร์ให้ทำงานภาษาไทยได้ด้วย

       1.2 เมาส์ แทร็กบอลและก้านควบคุม
       การพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันจะเน้นให้ผู้ใช้ใช้งานได้ง่าย จึงมีการพัฒนาอุปกรณ์รับเข้าที่เหมาะกับโปรแกรมใหม่ๆ คือ เมาส์ (Mouse) แทร็กบอล (Trackball) และก้านควบคุม (Joystick) สามารถเลื่อนตัวชี้ไปบนจอแล้วเลือกสิ่งที่ต้องการได้
            1) เมาส์ (Mouse)

              เป็นอุปกรณ์รับเข้าอย่างหนึ่ง มีลักษณะเป็นปุ่มกดครอบอยู่กับลูกกลม ที่เมื่อลากไปกับพื้นแล้ว จะมีการส่งสัญญาณตามแนวแกน x และแกน y เข้าสู่คอมพิวเตอร์

              2) แทร็กบอล (Track Ball)

              คือ ลูกกลมที่กลิ้งไปมาวางอยู่ในเบ้า ผู้ใช้สามารถบังคับลูกกลมให้หมุนไปมาเพื่อควบคุมการทำงานของตัวชี้บนหน้าจอคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันมีการสร้างแทร็กบอลไว้กับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบโบ้ตบุ๊ค เพราะสะดวกต่อการใช้งานและใช้พื้นที่น้อย

              3) ก้านควบคุม (Joy Stick)

              ประกอบด้วย ก้านโยก ซึ่งโยกได้หลายทิศทาง ขณะโยกก้านไปมาตำแหน่งของตัวชี้จะเปลี่ยนไปด้วย ซึ่งเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ ก้านควบคุมมักเป็นอุปกรณ์ที่ใช้มากในการเล่นเกม

       1.3 เครื่องอ่านรหัสแท่ง (Bar Code)

       เป็นอุปกรณ์รับเข้าที่ใช้สำหรับอ่านรหัสแท่ง (Bar Code) ซึ่งเป็นแถบเส้นที่ประกอบด้วยเส้นขนาดแตกต่างกันใช้แทนรหัสข้อมูลต่างๆ การอ่านจะใช้แสงส่องแถบเส้นทำให้เกิดการสะท้อนเพื่อรับเข้ามาตีความหมาย ปัจจุบันนิยมใช้ในห้างสรรพสินค้า สินค้าทุกชนิดจะติดรหัสแท่งไว้ ผู้ขายใช้เครื่องอ่าน เพื่อจะได้ทราบว่าเป็นรหัสของสินค้าใด ราคาเท่าใดและสามารถออกใบเสร็จรับเงินให้ได้อย่างอัตโนมัติ

       1.4 เครื่องอ่านตัวเลข

       ที่พบเห็นได้บ่อยครั้ง คือ เครื่องอ่านตัวเลขที่พิมพ์อยู่บนตั๋วสัญญาใช้เงิน ตัวเลขเหล่านี้มีลักษณะพิเศษที่ทำให้เครื่องอ่านได้ เนื่องจากแต่ละวันธนาคารต้องรับและออกตั๋วสัญญาใช้เงินเป็นจำนวนมาก จึงมีการใช้เครื่องอ่านตัวเลขช่วยในการอ่านอุปกรณ์รับเข้ายังมีอีกหลายชนิดตามพัฒนาการทางเทคโนโลยีทั้งนี้เพื่อให้การรับข้อมูลเข้าระบบ ทำได้สะดวก แม่นยำ และสามารถนำไปใช้งานได้ดี ดังตัวอย่างเช่น พนักงานการไฟฟ้าใช้เครื่องขนาดมือถือบันทึกข้อมูลการใช้ไฟที่อ่านจากมิตเตอร์ตามบ้าน การตรวจข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัยก็ใช้เครื่องอ่านข้อมูลคำตอบของนักเรียนแล้วตรวจให้คะแนนอย่างอัตโนมัติ การลงทะเบียนเรียนของนักศึกษาบางมหาวิทยาลัย ก็ใช้ระบบฝนดินสอบนกระดาษตามช่องที่กำหนด เพื่อให้เครื่องอ่านได้และนำไปประมวลผลต่อไป

2.หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
      หน่วยประมวลผลมีชื่ออีกอย่างหนึ่งว่า ซีพียู (Central Processing Unit : CPU) เป็นหัวใจของคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านการผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้ก้าวหน้าจนถึงขั้นการผลิตวงจรหน่วยประมวลผลทั้งวงจรไว้ในชิพเดียวได้ ชิพหน่วยประมวลผลกลางนี้มี ชื่อเรียกว่า “ไมโครโพรเซสเซอร์”
ไมโครโพรเซสเซอร์

       หน่วยประมวลผลกลางแบ่งออกเป็น 2 หน่วย คือ หน่วยควบคุม, หน่วยคำนวณ และตรรกยะ
          1) หน่วยควบคุมทำหน้าที่ (Control Unit) เป็นเสมือนหน่วยบัญชาการของระบบคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ทำหน้าที่กำหนดจังหวะการทำงานต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ไม่เว้นแม้แต่ส่วนประกอบอื่นๆ ของ CPU นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ควบคุมการส่งข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ ในคอมพิวเตอร์
                2) หน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกยะ (Arithmetic and Lotic Unit : ALU) เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ประมวลผลโดยใช้วิธีทางคณิตศาสตร์  เช่น บวก ลบ คูณ หาร หรือทำหน้าที่ประมวลผลทางตรรกยะ  เช่น AND OR NOT COMPLEMENT เป็นต้น รวมทั้งยังทำหน้าที่ในการเปรียบเทียบค่าต่างๆ อีกด้วย
       การทำงานนี้ทำงานตามคำสั่งในโปรแกรมซีพียู จะอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำทีละคำสั่งมาตีความหมายและกระทำตามได้หลายคำสั่งต่อวินาทีทำให้หน่วยประมวลผลสามารถทำการประมวลผลได้จำนวนมากและรวดเร็ว พัฒนาการของหน่วยประมวลผลได้เริ่มจากการให้หน่วยประมวลผลอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำด้วยรหัสเลขฐานสองครั้ง ครั้งละ 8 บิต เรียกซีพียูแบบนี้ว่า ซีพียูขนาด 8 บิต ต่อมาเมื่อสร้าง หน่วยประมวลผลได้ดีขึ้น ทำให้อ่านคำสั่งหรือข้อมูลเข้ามาได้ครั้งละ 16 บิต การประมวลผลก็กระทำครั้งละ 16 บิตด้วย เรียกซีพียูแบบนี้ว่า ซีพียูขนาด 16 บิต ปัจจุบันซีพียูที่ใช้งานสามารถอ่านคำสั่งหรือข้อมูลได้ถึงครั้งละ 64 บิต ทำให้ทำงานได้มากและรวดเร็วขึ้น กลไกการทำงานของซีพียูมีจังหวะการทำงานที่แน่นอน  เช่น อ่านข้อมูลจากหน่วยความจำนำมาตีความหมาย คำสั่งในซีพียูดำเนินการตามที่คำสั่งนั้นบอกให้กระทำ การกระทำเหล่านี้เป็นจังหวะที่แน่นอน การกำหนดความเร็วของจังหวะใช้สัญญาณนาฬิกาที่มีความเร็วสูงมาก

       ซีพียูรุ่นใหม่ๆ ที่สามารถใช้สัญญาณนาฬิกาได้สูงกว่า 100 เมกะเฮริตซ์
       1.ไมโครโพรเซสเซอร์ 8086 เริ่มพัฒนาและนำออกมาใช้งานตั้งแต่ปี พ.ศ. 2523 เป็นซีพียูขนาด 8-16 บิต บริษัทผู้ผลิตได้ผลิตซีพียูรุ่น 8088 ในเวลาต่อมาและกลายเป็นซีพียูของไมโครคอมพิวเตอร์ ซีพียูรุ่นนี้มีโครงสร้างการทำงานที่ต่อเชื่อมกับหน่วยความจำหลักโดยตรงได้มากถึง 1 เมกะไบต์ (Megabyte)
              1 เมกะไบต์     =  1024 กิโลไบต์ (Kilobyte)
              1 กิโลไบต์      =  1024 ไบต์ (Byte)
              1 ไบต์ (Byte)  =  8 บิต (Bit)
       2.ไมโครโพรเซสเซอร์ 80286 เป็นพัฒนาการรุ่นต่อมาของ 8086 นำออกมาจำหน่ายในปี พ.ศ. 2526 ต่อมากลายเป็นซีพียูของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ รุ่นเอที (AT) ขีดความสามารถของ 80286 ยังคงเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ขนาด 16 บิต แต่สามารถเชื่อมต่อกับหน่วยความจำหลักได้โดยตรงถึง 8 เมกะไบต์
       3.ไมโครโพรเซสเซอร์ 80386 เป็นซีพียูรุ่นที่สามารถใช้ในไมโครคอมพิวเตอร์ ซีพียูรุ่นนี้เป็นซีพียู ขนาด 32 บิต มีประสิทธิภาพการทำงานได้ดีกว่า 80286 มาก โดยเฉพาะโครงสร้าง การเชื่อมต่อกับหน่วยความจำสามารถต่อได้ถึง 4 จิกะไบต์ (Gigabyte)
              1 จิกะไบต์      =  1024 เมกะไบต์ (Megabyte)
       4.ไมโครโพรเซสเซอร์ 80486 พัฒนาต่อเนื่องมาจาก 80386 เริ่มผลิตออกจำหน่ายในปี พ.ศ. 2533 ซีพียูตัวนี้ยังคงเป็นซีพียู 80386 แต่เพิ่มขีดความสามารถในการคำนวณจำนวนจริง
       5.ไมโครโพรเซสเซอร์เพนเทียม บริษัทผู้ผลิตได้เปลี่ยนชื่อรุ่นซีพียูจากการใช้หมายเลขมาเป็นชื่อ เพนเทียม (Pentium) เพนเทียม เป็นซีพียูที่มีจำนวนทรานซิสเตอร์ มากกว่าสามล้านตัว เป็นซีพียูขนาด 64 บิต ทำงานได้เร็วกว่า 80486 โดยเฉพาะมีการทำงานภายในด้วยขบวนการทำงานแบบขนาน (Parallel) เพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น เป็นซีพียูที่ผลิตออกจำหน่ายในปี พ.ศ. 2535 ต่อมาเมื่อปี พ.ศ. 2538 มีการผลิตซีพียูรุ่นเพนเทียมโปร ปี พ.ศ. 2540 มีการผลิตซีพียูรุ่นเพนเทียมทู ในปี พ.ศ. 2541 มีการผลิตซีพียูรุ่นเซลเลอรอนและในปี พ.ศ. 2542 มีการผลิตซีพียูรุ่นเพนเทียมทรี และเริ่มพัฒนาไปเรื่อยอย่างไม่หยุดยั้ง พัฒนาการของหน่วยประมวลผลก้าวหน้าตลอดเวลา มีผู้ผลิตหน่วยประมวลผลจากหลายบริษัท แต่ละบริษัทได้พัฒนาขีดความสามารถที่แตกต่างกัน ในอนาคตหน่วยประมวลผลจะได้รับการพัฒนาให้มีขีดความสามารถสูงขึ้นอีกมาก

3.หน่วยแสดงผล (Output Unit)
       หน่วยแสดงผลเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญและจำเป็นอย่างยิ่ง อุปกรณ์ส่งออกที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ที่นิยมทั่วไป คือ จอภาพ (Monitor) และเครื่องพิมพ์ (Printer) อุปกรณ์ส่งออกของคอมพิวเตอร์ยังมีอีกมาก
       3.1 จอภาพ (Monitor)

       ลักษณะเป็นจอภาพเหมือนจอโทรทัศน์ทั่วไป เรียกว่า ซีอาร์ที (Cathode Ray Tube : CRT) การส่งออกของข้อมูลจะปรากฏบนจอภาพ ซึ่งแสดงได้ทั้งตัวอักษร ตัวเลข เครื่องหมายพิเศษและยังสามารถแสดงรูปภาพได้ด้วยการแสดงผลบนจอภาพและจะแสดงด้วยจุดเล็กๆ ตามแนวนอนและแนวตั้ง แต่เดิมจอภาพและจะแสดงด้วยจุดเล็กๆ ตามแนวนอนและแนวตั้ง แต่เดิมจอภาพแสดงผลได้เพียงสีเดียว พัฒนาการต่อมาทำให้การแสดงผลเป็นสีหลายสีได้ นอกจากนี้ยังมีความละเอียดมากขึ้น  เช่น จอภาพที่ใช้กับคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันแสดงผลในภาวะ กราฟิกได้อย่างน้อยในแนวนอน 640 จุด ในแนวตั้ง 480 จุดและแสดงสีได้อย่างน้อย 16 สีถึง 256 สี สำหรับการแสดงผลเป็นตัวอักษรในภาวะปกติ สามารถแสดงผลได้ 25 บรรทัด บรรทัดละ 80 ตัวอักษร ขนาดของจอภาพจะวัดความยาวตามเส้นทแยงมุมจอภาพโดยทั่วไป จะมีขนาด 14 นิ้ว หรือ 17 นิ้ว การแสดงผลของจอภาพควบคุมโดยแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งอยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์

       3.2 เครื่องพิมพ์ (Printer)
       เครื่องพิมพ์ที่ใช้กับระบบคอมพิวเตอร์มีหลายประเภทตามเทคโนโลยีการพิมพ์ เครื่องพิมพ์เป็นอุปกรณ์ส่งออกที่พิมพ์ลงบนกระดาษ เครื่องพิมพ์ที่ใช้กับคอมพิวเตอร์ มีดังนี้

              3.2.1 เครื่องพิมพ์แบบจุด (Dot Matrix Printer)

เป็นเครื่องพิมพ์ที่มีหัวยิงเป็นเข็มขนาดเล็กพุ่งไปชนแผ่นผ้าหมึก เพื่อให้หมึกติดบนกระดาศเป็นจุดเล็กๆ หลายๆ จุดเรียงกันเป็นตัวหนังสือหรือรูปภาพ หัวเข็มที่ใช้ยิงไปยังผ้าหมึกมีจำนวนหลายหัว โดยปกติใช้ขนาด 24 หัวเข็ม ซึ่งจัดวางเรียงกันในแนวตั้ง ทำให้ได้ตัวหนังสือที่ละเอียดพอควร

              3.2.2 เครื่องพิมพ์เลเซอร์ (Laser Printer)
              เป็นเครื่องพิมพ์ที่ให้ความคมชัดและความละเอียดสูง การพิมพ์จะใช้หลักการทางแสง ปกติมีความละเอียดไม่น้อยกว่า 600 จุดต่อนิ้ว เครื่องพิมพ์เลเซอร์ จึงเป็นเครื่องพิมพ์ที่เหมาะสมกับงานพิมพ์ที่ต้องการคุณภาพพัฒนาการทางเทคโนโลยี ทำให้เครื่องพิมพ์ชนิดนี้ได้รับความนิยมสูงขึ้น เพราะเมื่อเทียบประสิทธิภาพต่อราคาแล้วเครื่องพิมพ์ชนิดนี้เหมาะที่จะใช้ในสำนักงานแต่จุดด้อยอยู่ที่ไม่สามารถพิมพ์สำเนากระดาษคาร์บอนได้

              3.2.3 เครื่องพิมพ์แบบหมึกพ่น (Inkjet Printer)

              เครื่องพิมพ์ชนิดนี้มีลักษณะเด่น คือ สามารถพิมพ์เอกสารเป็นสีได้ จึงทำให้ได้งานที่มีคุณภาพสูงน่าสนใจในการนำเสนอ ทำงานด้วยหลักการพ่นหมึกที่เป็นแม่สีแดง เขียว น้ำเงิน เพื่อผสมเป็นสีต่างๆ และยังมีหมึกสีดำอีกหนึ่งสี เพื่องานพิมพ์เอกสารปกติ

              3.2.4 เครื่องพิมพ์รายบรรทัด (Line Printer)

              เครื่องพิมพ์ชนิดนี้มีความเร็วในการพิมพ์สูงมากสามารถพิมพ์ได้หลายร้อยบรรทัดต่อนาที ขนาดความเร็วของรุ่นที่พิมพ์สูงมากมีความเร็วในการพิมพ์ได้ถึง 2000 บรรทัดต่อนาที ลักษณะการพิมพ์มีหลายแบบ บางแบบใช้พิมพ์ด้วยแถบโซ่ตัวอักษรที่หมุนอยู่และมีคันเคาะตัวอักษร ในตำแหน่งที่กำหนดบางแบบใช้หัวยิงแบบจุด แต่มีจำนวนหัวยิงเป็นจำนวนมาก เพื่อให้พิมพ์ได้เร็วเครื่องพิมพ์ชนิดนี้จึงเหมาะสมกับศูนย์คอมพิวเตอร์ที่ต้องพิมพ์รายงานเป็นจำนวนมากและพิมพ์อย่างต่อเนื่อง

***อ้างอิงข้อมูลจากหนังสือ “ฮาร์ดแวร์และยูทิลิตี้เบื้องต้น”***