วันอาทิตย์ที่ 11 กันยายน พ.ศ. 2554

5.2ฮาร์ดแวร์

ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึง อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เป็นตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็นส่วนประกอบดังนี้
หน่วยรับข้อมูล หน่วยประมวลผล หน่วยแสดงผล
1. หน่วยรับข้อมูล (Input unit) เป็นอุปกรณ์รับเข้า ทำหน้าที่รับโปรแกรมและข้อมูลเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์รับเข้าที่ใช้กันเป็นส่วนใหญ่ คือ แป้นพิมพ์ ( Keyboard ) และเมาส์ ( Mouse) นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์รับเข้าอื่น ๆ อีก ได้แก่ สแกนเนอร์ ( Scanner), วีดีโอคาเมรา (Video Camera), ไมโครโฟน (Microphone),ทัชสกรีน (Touch screen), แทร็คบอล (Trackball), ดิจิตเซอร์ เทเบิ้ล แอนด์ ครอสแชร์ (Digiter tablet and crosshair)
2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) หรือเรียกโดยทั่ว ๆ ไปว่า CPU ซึ่งถือว่าเป็นสมองของระบบคอมพิวเตอร์ มีส่วนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ หน่วยควบคุม หน่วยคำนวณ

หน่วยควบคุม (Control Unit หรือ CU) ทำหน้าที่ควบคุมลำดับขั้นตอนการทำงานของหน่วยรับข้อมูล หน่วยแสดงผล หน่วยคำนวณและหน่วยตรรก หน่วยความจำและแปลคำสั่ง
หน่วยคำนวณและตรรก (Arithmetic and Logic Unit หรือ ALU) ทำหน้าที่ในการคำนวณหาตัวเลข เช่น การบวก ลบ การเปรียบเทียบ
หน่วยความจำ เป็นอุปกรณ์ใช้เก็บโปรแกรมและข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล
3. หน่วยความจำภายใน (Primary Storage Section หรือ Memory) เป็นหน่วยความจำที่อยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถติดต่อกับหน่วยงานอื่น ๆ ได้โดยตรง แบ่งออกเป็น 2 ประเภท

หน่วยความจำภายใน
- หน่วยความจำแบบแรม (Random Access Memory หรือ Ram) เป็นหน่วยความจำชั่วคราว ที่ใช้สำหรับเก็บโปรแกรมที่กำลังใช้งานอยู่ขณะนั้น มีความจุของหน่วยเก็บข้อมูลไม่เกิน 640 KB คือผู้ใช้สามารถเขียนหรือลบไปได้ตลอดเวลา ถ้าหากปิดเครื่องคอมพิวเตอร์หรือไฟฟ้าดับ จะมีผลทำให้ข้อมูลต่าง ๆ ที่เก็บไว้สูญหายไปหมด และไม่สามารถเรียกกลับคืนมาได้

- หน่วยความจำแบบรอม (Read Only Memory หรือ Rom) เป็นหน่วยความจำถาวร ที่สามารถอ่านได้อย่างเดียว ไม่สามารถบันทึกข้อมูลได้ ถึงแม้ว่าจะปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับ ข้อมูลที่เก็บไว้จะยังคงอยู่
2. หน่วยความจำสำรอง ได้แก่ เทปแม่เหล็ก จานแม่เหล็ก แผ่นดิสก์ (Diskett) CD-ROM

แผ่นดิสก์หรือสเกต เป็นจานแม่เหล็กขนาดเล็ก ชนิดอ่อน จัดเก็บข้อมูลโดยใช้อำนาจแม่เหล็ก การใช้งานจะต้องมี Disk Drive เพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ในการขับเคลื่อนแผ่นดิสก์ โดยแบ่งตำแหน่งพื้นผิวออกเป็น แทร็คและเซ็คเตอร์ แบ่งออกเป็น 3 ขนาด คือ

แผ่นดิสก์ขนาด 8 นิ้ว ปัจจุบันไม่นิยมใช้
แผ่นดิสก์ขนาด 5.25 นิ้ว แบ่งออกเป็น DD สามรถบันทึกข้อมูลได้ประมาณ 360 KB และ HD สามารถบันทึกข้อมูลได้ 1.2 MB
แผ่นดิสก์ขนาด 3.5 นิ้ว แบ่งออกเป็น DD สามารถบันทึกข้อมูลได้ประมาณ 720 KB และ HD สามารถบันทึกข้อมูลได้ 1.44 MB นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน


วันเสาร์ที่ 13 สิงหาคม พ.ศ. 2554

5.1อุปกรณ์รับข้อมูลของคอมพิวเตอร์

1.แรม
     RAM ย่อมาจากคำว่า RandomAccessMemoryเป็นหน่วยความจำของระบบมีหน้าที่รับข้อมูลเพื่อส่งไป ให้CPUประมวลผลจะต้องมีไฟเข้า Module ของ RAM ตลอดเวลา ซึ่งจะเป็น chipที่เป็น IC ตัวเล็กๆ
ถูก pack อยู่บนแผงวงจร หรือ Circuit Board เป็น module
     เทคโนโลยีของหน่วยความจำมีหลักการที่แตกแยกกันอย่างชัดเจน 2 เทคโนโลยี คือหน่วยความจำแบบ DDR หรือ Double Data Rate (DDRSDRAM,DDRSGRAM)ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อเนื่องมาจาก
เทคโนโลยีของหน่วยความจำแบบSDRAMและSGRAMและอีกหนึ่ง
คือหน่วยความจำแบบ Rambus ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่มีแนวคิดบางส่วนต่างออกไปจากแบบอื่น
ประเภทของแรม
เราสามารถแบ่ง แรม ออกได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้

      1. SRAMหรือมาจากคำเต็มว่าStaticRAMซึ่งจะเป็นหน่วยความ จำที่สามารถเก็บข้อมูลได้ตลอดเวลาค่ะโดยที่ไม่ต้องมีการรีเฟรชข้อมูลSRAMจะ มีความเร็วในการทำงานสูงแต่ในขณะเดียวกันSRAMก็จะกินไฟมาก
และมีราคาแพงกว่าDRAMมากดังนั้นเราจึงไม่นิยมนำมาทำเป็นหน่วยความจำหลักแต่ จะนิยมใช้ SRAM ไปทำเป็นหน่วยความจำแคช หรือ Cache Memory แทน

      2. DRAMหรือมาจากคำ ว่าDynamicRAMซึ่งก็จะเป็นหน่วยความจำที่ต้องมีการรีเฟรชข้อมูลอยู่ตลอดเวลา เลยเพื่อไม่ให้ข้อมูลในหน่วยความจำนั้นสูญหายไป
สำหรับการรีเฟรช(Refresh)ก็คือข้อมูลที่เก็บอยู่ในหน่วยความจำชนิดDRAMนี้จะ เก็บอยู่ในรูปของประจุไฟฟ้าซึ่งประจุไฟฟ้านี้จะสูญหายไปถ้าไม่มีการเติม ประจุไฟฟ้าตามระยะเวลาที่กำหนดดังนั้นจึงต้อง มีวงจรสำหรับ
การทำรีเฟรชหน่วยความจำชนิดDRAMแต่หน่วยความจำชนิดDRAMก็มีข้อดีของมัน เหมือนกันนั่นก็คือมีราคาที่ถูกและสามารถเก็บ ข้อมูลได้มากกว่าด้วยดังนั้นเราจึงนิยมใช้หน่วยความจำชนิด DRAM นี้มาเป็นหน่วยความจำหลัก
ของระบบคอมพิวเตอร์
แรมแบบ DRAM สามารถแบ่งออกได้เป็นหลายชนิด ซึ่งจะมีดังต่อไปนี้
1. EDO DRAM
     ย่อมาจากคำว่า Extended Data Out DRAM ค่ะ ซึ่งเป็นหน่วยความจำชนิด DRAM ได้รับการพัฒนาโดยบริษัท ไมครอนหน่วยความจำชนิด EDO เริ่มมีใช้สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับเพนเทียมในยุคแรกๆและจะมี72Pin
สำหรับเสียบสล็อตแบบSIMM(SingleInlineMemoryModule)จะทำงานใน
แบบ32บิตเพราะว่ามีหน้าสัมผัสเพียงแค่ด้านเดียวค่ะเพราะฉะนั้นถ้าเราจะใช้ กับซีพียูที่ทำงานในแบบ64บิตก็จะต้องใส่เป็นคู่ค่ะถึงจะสามารถทำงานได้
ปัจจุบันอาจจะดูล้าสมัยไปแล้วเพราะเป็นแรมชนิดที่เก่าและทำงานได้ช้าจึงไม่ นิยมใช้กันแล้ว

รูปแสดงแรมชนิด EDO DRAM


2. SDRAM
     ย่อมาจากคำว่า Rambus DRAM ค่ะ คือจะเป็นหน่วยความจำชนิด DRAM และ SDRAM จะมีลักษณะเป็นแผงจำนวน168Pinสำหรับเสียบลงในสล็อตแบบ DIMM(DualInlineMemoryModule)เพราะว่ามีหน้าสัมผัสทั้งสองด้าน
จึงทำงานได้ในแบบ64บิตเพราะฉะนั้นถ้าเราจะใช้เราก็สามารถเสียบลงบนเมนบอร์ด ทีละ 1 อันได้เลยค่ะ โดย SDRAM จะมีความเร็วในการส่งข้อมูลตั้งแต่ 66 MHz, 100 MHz และ 133 MHz เป็นต้นค่ะ ปัจจุบันหน่วยความจำแบบ
SDRAM จะค่อยๆ ลดความนิยมไปแล้ว และคิดว่ากำลังจะหายไปจากตลาดในไม่ช้านี้
รูปของแรมชนิด SDRAM

3. DDR SDRAM หรือ SDRAM II
DDR SDRAM ย่อมาจากคำว่า Double Data Rate Synchronous DRAM ค่ะ เป็นแรมที่มีการพัฒนาต่อจาก SDRAM ค่ะ เพื่อที่จะให้มีความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าตัวเลยDDRSDRAMได้ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อแข่งกับแรมแบบRambusและ
DDRSDRAMมีขนาดความจุตั้งแต่128MBขึ้นไปค่ะซึ่งจะมีลักษณะเป็นแผงไว้
สำหรับเสียบลงในสล็อตแบบDIMMเหมือนกันกับSDRAMเพียงแต่ว่าDDRSDRAMจะ มี184Pinและเป็นแรมที่กำลังได้รับความนิยมมากที่สุดอยู่ในขณะนี้ แถมราคาก็ไม่แพงมากนักเมื่อเปรียบเทียบกับ Rambus DRAM ค่ะ โดยในปัจจุบัน
DDR SDRAM มีออกมาให้ใช้กันอยู่ 3 รุ่น คือ รุ่น PC1600, PC2100 และPC2700ซึ่งในแต่ละรุ่นจะมีความเร็ว200MHz,266MHzและ333MHzและนอกจากนี้ มันยังสามารถใช้งานกับซีพียูชนิดใดก็ได้ค่ะไม่มีข้อจำกัดและใน
ปัจจุบัน DDR SDRAM ยังถือเป็นหน่วยความจำที่มีมาตรฐานด้วย
รูปของแรมชนิด DDR SDRAM หรือ SDRAM II


4. RDRAM
ย่อมาจากคำว่าRambusDRAMเป็นแรมที่มีความเร็วมากที่สุดและมีราคาแพงมากที่ สุดด้วยค่ะจะมีจำนวน184PinและRDRAMเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ถูก
พัฒนาขึ้นมาโดย บริษัท Rambus และมี บริษัท Intel เป็นผู้สนับสนุนด้วยค่ะ แรมชนิดนี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อรองรับความเร็วระบบบัสที่สูงขึ้นถึง 400 MHz
และ800MHzซึ่งจะเหมาะกับการใช้งานประเภทมัลติมีเดียอย่างเช่นการใช้แสดง ภาพ3มิติเป็นต้นและจะทำได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยและก็มีลักษณะเป็นแผง
โดยแต่ละแผงจะเสียบลงในช่องของRambusหนึ่งช่องซึ่งจะเรียกว่าRIMMคือ RambusInlineMemoryModuleซึ่งจะใส่แค่เพียงหนึ่งช่องแค่นี้เครื่องคอมพิวเต อร
์ของคุณก็จะสามารถทำงานได้แล้ว และแรมชนิดนี้ Intel ตั้งใจจะนำมาใช้งานกับซีพียู รุ่น Pentium 4 เท่านั้นค่ะ และเมนบอร์ดก็จะต้องใช้ชิปเช็ตที่สนับสนุนด้วย
ซึ่งได้แก่ ชิปเซ็ต i850 ของอินเทลเป็นต้นค่ะ ปัจจุบันไม่ค่อยนิยมใช้กันมากนัก เพราะว่ามีราคาแพง


2.ซีพียู CPU
     ซีพียู CPU (Central Processing Units) หรือ หน่วยประมวลผลกลาง คือ ส่วนที่เรียกว่าเป็นหัวใจของเครื่องคอมพิวเตอร์นั่นเอง เพราะการทำงานทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นการคำนวณ การย้ายข้อมูล การตัดสินใจ ล้วนเกิดขึ้นที่นี่ทั่งสิ้น เพียงแต่ว่าซีพียูจะต้องมีอุปกรณ์อื่น ๆ ทำงานร่วมด้วย เพื่อให้สามารถติดต่อกับโลกภายนอกได้นั่นก็คือการับข้อมูลและแสดงผลข้อมูล
     หน้าที่ของ CPU (Central Processing Units)คือปฏิบัติตามชุดคำสั่งและควบคุมการโอน ย้ายและประมวลผลข้อมูลทั้งหมด ส่วนต่างๆของซีพียูแยกเป็น ส่วนได้ดังนี้

     1. ระบบเลขฐานสอง
หรือ ไบนารี (Binary) ประกอบด้วยตัวเลข 2 ตัวคือ 0 กับ 1 มีความหมายว่า ใช่ หรือ ไม่ใช่ หรือ ถูก ผิด คำสั่งทุกคำสั่งที่ ไมโครโพรเซสเซอร์รับมาประกอบจากคำสั่งหลายๆคำสั่งที่โปรแกรมเมอร์คอมไพล์มา จากภาษาใดภาษาหนึ่ง เช่น (BASIC, COBAL, C) เป็นต้น ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะเข้าใจคำสั่งเหล่านี้ จะต้องแปลงให้เป็นไบนารีก่อน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นใน decode unit ของไมโครโพรเซสเซอร์

     2. แอดเดรสคือตัวเลขที่ใช้กำหนดตำแหน่งที่ อยู่ของข้อมูลในหน่วยความจำหรือStorageข้อมูลที่ซีพียูประมวลผลจะแสดงด้วย แอดเดรสของข้อมูล ไม่ใช่ค่าจริงๆของข้อมูล

    3. บัส
ชุดของเส้นลวดนำไฟฟ้าที่เป็นทางเดินของข้อมูลจากจุดหนึ่งไป ยังอีกจุดหนึ่งบัสในคอมพิวเตอร์คือบัสข้อมูล (Data bus) หรือระบบบัส(systembus)ซึ่งเป็นเส้นทางผ่านของข้อมูลจากอุปกรณ์อินพุต/เอาต์ พุตหน่วยความจำหลักและซีพียูภายในซีพียูเองก็มี
บัสภายในที่ใช้ส่งผ่านข้อมูลระหว่าง หน่วยต่างๆ ที่อยู่ภายในที่ใช้ส่งผ่านข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ ที่อยู่ภายในโครงสร้างย่อยในชิป
      4. หน่วยความจำแคช
แคชมีความสำคัญมากต่อซีพียู เพราะหากไม่มีหน่วยความจำที่เรียกว่าแคชแล้ว โปรเซสเซอร์ก็จะเสียเวลาส่วนใหญ่สำหรับการ หยุดรอข้อมูลจากแรมซึ่งทำงานช้ากว่าแคชมาก โปรเซสเซอร์จะมีแคช 2 แบบคือ แคชระดับหนึ่ง (Primary cache หรือ L1) และแคชระดับสอง (secondary cache หรือ L2) ต่างกันตรงตำแหน่ง โดย L1 cache อยู่บนซีพียู เรียกว่า on-die cache ส่วน L2 cache อยู่บนเมนบอร์ด เรียกว่า off-die แต่ในปัจจุบัน L2 cache เป็น on-die กันแล้ว หน่วยความจำแคชเป็นที่เก็บคำสั่งและข้อมูลก่อนที่จะส่งให้ซีพียู

     5. ความเร็วสัญญาณนาฬิกา
หมายถึงจำนวนรอบที่ซีพียูทำงานเมื่อสัญญาณนาฬิกาในเครื่องผ่านไป หนึ่งช่วงสัญญาณนาฬิกาแสดงด้วยหน่วย เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือเท่ากับ 1 ล้านรอบต่อวินาที (โปรเซสเซอร์คนละชนิดหรือคนละรุ่นถึงแม้จะมีสัญญาณนาฬิกาเท่ากัน แต่อาจเร็วไม่เท่ากันก็ได้ เพราะมีโครงสร้างภายในและชุดคำสั่งที่แตกต่างกัน)

     6. รีจิสเตอร
์ เป็นหน่วยความจำไดนามิกขนาดเล็กที่มีบทบาทสำคัญในโครง สร้างของโปรเซสเซอร์ รีจิสเตอร์ใช้เก็บข้อมูลที่ถูกประมวลผลไว้จนกว่าจะ พร้อมที่จะส่งไปคำนวณ หรือส่งไปแสดงผลให้แก่ยูสเซอร์

     7. ทรานซิสเตอร์
เป็นจุดเชื่อมต่อแบบ 3ทางอยู่ภายในวงจรของโปรเซสเซอร์ ประกอบด้วยชั้นของวัสดุที่เป็นขั้วบวก และขั้วลบ ซึ่งสามารถขยายกระ แสไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้น หรือขัดขวางไม่ให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ต่อ

      8. Arithmetic logic unit (ALU)
เป็นส่วนหนึ่งของซีพียู ใช้ในการคำนวณผลทางคณิตศาสตร์และการเปรียบเทียบเชิงตรรกะ การเปรียบเทียบ เชิงตรรกะเป็นการเปรียบเทียบค่าไบนารีเพื่อหาว่า ควรจะส่งสัญญาณไฟฟ้าผ่านเกตบางตัวในวงจรของโปรเซสเซอร์หรือไม่ การทำงานอยู่ในรูปแบบของ  "ถ้า x เป็นจริง และ y เป็นเท็จ แสดงว่า z เป็นจริง"

    9. Floating - Point Unit (FPU)
มีหน้าที่จัดการกับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนที่เกี่ยวกับ เลขทศนิยมหรือตัวเลขที่เป็นเศษส่วนการคำนวณเลขทศนิยม
มักเกิดขึ้นเมื่อพีซีรันโปรแกรมพวกกราฟฟิก เช่นโปรแกรม CAD หรือเกมส์ 3 มิติ

     10. Control Unit
หลังจากที่ซีพียูรับชุดคำสั่งหรือข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อนเข้ามาแล้ว หน่วยควบคุมนี้จะรับหน้าที่พื้นฐาน 4 อย่างด้วยกันคือ
         fetch โดยการส่งแอดเดรสของคำสั่งถัดไป ไปยังแอดเดรสบัส แล้วนำค่าที่ได้ไปเก็บไว้ในแคชคำสั่งภายในซีพียู
         decode โดยส่งคำสั่งปัจจุบันจากแคชคำสั่งไปยัง decode unit
         execute เริ่มกระบวนการคำนวณทางคณิตศาสตร์และ ตรรกะภายใน ALU และควบคุมการไหลของข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทางที่เหมาะสม
         store บันทึกผลลัพธ์จากคำสั่งไว้ในรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจำที่เหมาะสม

     11. Decode unit
รับหน้าที่ดึงคำสั่งภาษาเครื่องจากแคชคำสั่ง และเปลี่ยนให้อยู่ในรูปไบนารีโค้ด เพื่อให้ ALU สามารถนำไปใช้ประมวลผล