ระบบคอมพิวเตอร์

1. ระบบคอมพิวเตอร์ อาจารย์ศิริพร ศักดิ์บุญญารัตน์ ครูวิชาการ สาขาวิชาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี siriporn@mwit.ac.th

2. องค์ประกอบคอมพิวเตอร์องค์ประกอบคอมพิวเตอร์ • Hardware • Software • People

3. การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ PROCESSING UNIT INPUT UNIT OUTPUT UNIT MEMORY UNIT

4. ระบบคอมพิวเตอร์

5. อุปกรณ์รับข้อมูล แป้นพิมพ์ (keyboard)คืออุปกรณ์มาตรฐานสำหรับป้อนข้อมูลและโปรแกรมเพื่อประมวลผล จะแสดงข้อมูลที่ป้อนเข้าไปและผลลัพธ์ที่ได้ทางจอภาพ (Visual Display Terminal : VDT) แป้นพิมพ์มีลักษณะคล้ายกับแป้นพิมพ์ดีด มีจำนวนแป้นพิมพ์หลายประเภท เช่น 101, 102, 104 หรือ 108 คีย์ เป็นต้น

6. อุปกรณ์รับข้อมูล เมาส์ (mouse) คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ป้อนข้อมูลอย่างหนึ่ง แต่ที่เห็นการทำงานโดยทั่วไปจะเป็นตัวที่ใช้ควบคุมลูกศรให้เคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งต่างๆ บนจอภาพ เหมาะสำหรับใช้งานเมื่อต้องเลือก หรือเลื่อนวัตถุต่างๆ บนจอ Mouse ต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ได้ 2 แบบ ได้แก่ 9 Pin, Serial Port และ PS/2 (Personal System Version2)

7. อุปกรณ์รับข้อมูล • Mouse แบ่งได้เป็นสองแบบคือ • แบบทางกล • แบบใช้แสง • 1. แบบทางกล เป็นแบบที่ใช้ลูกกลิ้งกลม ที่มีน้ำหนักและแรงเสียดทานพอดี เมื่อเลื่อน Mouse ไปในทิศทางใดจะทำให้ลูกกลิ้งเคลื่อนไปมาในทิศทางนั้น ลูกกลิ้งจะทำให้กลไกซึ่งทำหน้าที่ปรับแกนหมุนในแกน X และแกน Y แล้วส่งผลไปเลื่อนตำแหน่งตัวชี้บนจอภาพ Mouse แบบทางกลนี้มีโครงสร้างที่ออกแบบได้ง่าย มีรูปร่างพอเหมาะมือ ส่วนลูกกลิ้งจะต้องออกแบบให้กลิ้งได้ง่ายและไม่ลื่นไถล สามารถควบคุมความเร็วได้อย่างต่อเนื่องสัมพันธ์ระหว่างทางเดินของMouse และจอภาพ

8. อุปกรณ์รับข้อมูล 1.1 Ball Mouse มีชนิดที่เป็น Ball อยู่ในแนวตั้งและแนวนอน Mouse แบบ Ball การใช้งานต้องเลื่อน Mouse ยังแกนต่างๆบนหน้าจอเพื่อเลือก หรือยกเลิกโปรแกรมที่ทำงานอยู่ ต่อมาได้พัฒนา Mouse ให้มี wheel เพื่อให้สะดวกในการใช้งานกับ Windows ตั้งแต่เวอร์ชัน 95 เป็นต้นมา ซึ่งช่วยในการเลื่อนหน้าต่าง Window ได้ง่ายขึ้นโดยไม่ต้องเลื่อน Mouse เพียงแต่ใช้นิ้วขยับไปที่ wheel ขึ้นลงเท่านั้น

9. อุปกรณ์รับข้อมูล 1.2 Wireless Mouseเป็น Mouse ที่มีการทำงานเหมือน Mouse ทั่วไปเพียงแต่ไม่มีการใช้สายไฟต่อออกมาจากตัว Mouse ซึ่ง Mouse ชนิดนี้จะมีตัวรับและตัวส่งสัญญาณซึ่งทางด้านตัวรับสัญญาณอาจจะเป็นหัวต่อแบบ PS/2 หรือ แบบ USB ที่เรียกว่า Thumb USB receiver ซึ่งใช้ความถี่วิทยุอยู่ที่ 27MHz

10. อุปกรณ์รับข้อมูล 1.3 Mouse สำหรับ Macintoshเป็น Mouse ที่ใช้เฉพาะเครื่องคอมพิวเตอร์ Macintosh ซึ่งเป็น Mouse ที่ไม่มี wheel และปุ่มคลิ๊ก มีเพียงปุ่มเดียวแต่สามารถใช้งานได้ครอบคลุมทุกหน้าที่การทำงาน ซึ่งทางบริษัท Apple ออกแบบมาเพื่อใช้กับเครื่อง Macintosh เท่านั้น

11. อุปกรณ์รับข้อมูล 2. Mouse แบบใช้แสงอาศัยหลักการส่งแสงจาก Mouse ลงไปบนแผ่นรอง Mouse (mouse pad) 2.1 Optical Mouse เป็น Mouse ชนิดใช้แสงซึ่งปัจจุบัน บริษัทผู้ผลิต Mouse ชนิดนี้ได้เพิ่มให้มีความสวยงามต่างๆกันไป เช่น ใส่แสงให้กับ wheel หรือไม่ก็ออกแบบให้มีแสงสว่างทั้งตัว Mouse แต่หน้าที่การทำงานก็ไม่เปลี่ยนแปลงไปจาก Ball Mouse

12. อุปกรณ์รับข้อมูล Joystick gamepads

13. อุปกรณ์รับข้อมูล • อุปกรณ์โอซีอาร์ (OCR :Optical Character Recognition ) แบ่งได้ตามลักษณะของ ข้อมูลที่จะนำเข้า ได้ดังนี้ • โอเอ็มอาร (Optical Mark Readers : OMR) • Wand Readers • Hand Written Character Device • Bar Code Reader

14. อุปกรณ์รับข้อมูล • โอเอ็มอาร (Optical Mark Readers : OMR) เป็นเครื่องที่สามารถอ่านรอยเครื่องหมาย ที่เกิดจากดินสอในกระดาษที่มีรูปแบบเฉพาะ เช่นเครื่องตรวจข้อสอบ

15. อุปกรณ์รับข้อมูล 2. Wand Readersเป็นอุปกรณ์ที่ใช้มือควบคุม เครื่องมือ Wand Readers นี้จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เรียกว่า POS (Point-of-sale Terminal) อีกที โดยตัวอย่างของเครื่อง POS นี้จะเห็นได้ทั่วไปในห้างสรรพสินค้า ที่ใช้สำหรับแสดงจำนวนเงินที่เคาร์เตอร์คิดเงิน

16. อุปกรณ์รับข้อมูล 3. Hand Written Character Deviceเป็นอุปกรณ์ที่สามารถอ่านข้อมูลที่เขียนด้วยลายมือได้ เพื่อลดขั้นตอนการพิมพ์ด้วยแป้นพิมพ์เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์

17. อุปกรณ์รับข้อมูล 4. Bar Code Readerมีลักษณะการใช้งานเหมือนกับเครื่อง wand readers แต่ใช้กับการอ่านรหัสแท่ง (Bar Code) ที่มีลักษณะเป็นรหัสรูปแท่งเรียงกันเป็นแถวในแนวตั้ง เพื่อแปลรหัสแท่งนี้ให้กลายเป็นข้อมูลที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ

18. อุปกรณ์รับข้อมูล สแกนเนอร์ (Scanner) แบ่งเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ 1 สแกนเนอร์มือถือ (Hand-Held Scanner) 2. สแกนเนอร์ดึงกระดาษ (Sheet-Fed Scanner) 3 สแกนเนอร์แท่นเรียบ (Flatbed Scanner) 1 2 3

19. อุปกรณ์ภายในเคส

20. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) CPUเปรียบได้กับสมองของมนุษย์ เป็นส่วนที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการควบคุมและเปรียบได้กับสมองของมนุษย์ เป็นส่วนที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการควบคุมและประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กมาก ภายในประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ประกอบกันเป็นวงจรหลายล้านตัว

21. Intel 80486DX2microprocessor in a ceramic PGA package

22. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)

23. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) องค์ประกอบภายในของซีพียูมีดังนี้ 1. หน่วยควบคุม (Control Unit)ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานโดยทั่วไปของเครื่องคอมพิวเตอร์ ส่วนควบคุมนี้ไม่มีหน้าที่ประมวลผลข้อมูล แต่มีหน้าที่ประสานงานงานให้ส่วนประกอบต่างๆ สามารถทำงานร่วมกันได้อย่างมีระบบ สัญญาณควบคุมจำนวนมาก สามารถเดินทางไปยังส่วนประกอบต่างๆ ได้ด้วยตัวส่งสัญญาณ เรียกว่า บัส (Bus) 2. หน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์เอแอลยู (ALU: Arithmetic Logic Unit)ทำหน้าที่ประมวลผล ซึ่งสามารถทำได้ทั้งการคำนวณผลทางคณิตศาสตร์ และพีชคณิตบูลีน (boolean algebra)

24. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) • ความเร็วของซีพียู • คาความเร็วของซีพียูนั้น คือคาความถี่ของสัญญาณนาฬิกา • ความถี่ของสัญญาณนาฬิกามีหน่วยเป็น เฮิรตช์ (Hertz)โดยบอกให้รู้ว่าภานในเวลา 1 วินาทีมีสัญญาณนาฬิกานี้เกิดขึ้นจำนวนกี่ลูกคลื่น (Pulse)ดังนั้น ความเร็ว 1 เมกะเฮิรตช์ (MHz) ก็หมายถึง 1 ล้านเฮิรตช์ หรือ 1 ล้านลูกคลื่นต่อวินาที • สัญญาณนาฬิกาที่เกี่ยวข้องกับซีพียูจะมีอยู 2 สวนหลักๆ คือ • สัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู เป็นสัญญาณที่ให้จังหวะในการทำงานภายในตัวซีพียูเอง • สัญญาณนาฬิกาภายนอกซีพียู เป็นสัญญาณที่ให้จังหวะในการทำงานแกบัส (Bus) ที่ซีพียูใช้รับส่งข้อมูลกับหน่วยความจำ คือ เส้นลำเลียงข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่ 2 อุปกรณ์ขึ้นไป โดยบัสที่เชื่อมต่อระหว่างซีพียูกับหน่วยความจำนี้จะเรียกวา Front Side Bus (FSB)

25. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) • หน่วยความจำแคช (Cache Memory) • หน่วยความจำแคช (Cache Memory) คือ หน่วยความจำความเร็วสูงที่มีหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคำสั่งต่างๆ ที่ซีพียูมักเรียกใช้งานบ่อยๆ ครั้งไวชั่วคราว • หน่วยความจำแคชจะใช้วงจรแบบ Static RAM ซึ่งมีความเร็วสูง แต่ก็มีความร้อนสูง หน่วยความจำแคชนี้ โดยมากแล้วจะมีอยู่ 2 ระดับ (Level) คือ แคชระดับ 1 หรือ Level 1 (L1 Cache) จะอยู่ภายในซีพียูจะมีขนาดไม่ใหญ่ มากนัก และแคชระดับ 2 หรือ Level 2 (L2 Cache) ซึ่งปัจจุบันก็จะมีอยู่ภายในตัวซีพียูเช่นเดียวกัน และในซีพียูบางรุ่นอาจมีการเพิ่มแคชระดับ 3 เข้าไปด้วย

26. Die of an Intel 80486DX2 microprocessor

27. Upper interconnect layers on an Intel 80486DX2 die.

28. CPU, core memory, and external bus interface of an MSI PDP-8/I.

29. Block diagram of a simple CPU

30. Logic analyzer showing the timing and state of a synchronous digital system.

31. Diagram of an Intel Core 2 dual core processor, with CPU-local Level 1 caches, and a shared, on-die Level 2 cache.

32. AMDAthlon 64 X2 3600+ is a dual core processor

33. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) • บรรจุภัณฑ์(Packaging) และฐานรอง (Socket) ของ CPU แบ่งได้เป็น 4 แบบใหญ่ๆ ดังนี้ • แบบตลับ (Cartridge) • แบบ BGA (Ball Grid Array) • แบบ PGA (Pin Grid Array) • แบบ LGA (Land Grid Array)

34. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) บรรจุภัณฑ์(Packaging) และฐานรอง (Socket) • แบบตลับ (Cartridge) แบบนี้ใช้สำหรับเสียบลงในช่องเสียบบนเมนบอร์ดที่เรียกวาสล็อต (Slot) ซึ่งซีพียูแต่ละค่ายจะใช้ Slot ของตนเองและไมเหมือนกัน ในปัจจุบันไดเลิกผลิตแลว เช่น ซีพียูของ Intel รุ่น Pentium II และซีพียูของ AMD รุน K7

35. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) บรรจุภัณฑ์(Packaging) และฐานรอง (Socket) 2 แบบ BGA (Ball Grid Array) จะมีลักษณะเป็นแผ่นแบนๆ ที่ด้านหนึ่งจะมีวัตถุทรงกลมนำไฟฟ้าขนาดเล็กเรียงตัว อย่างเป็นระเบียบทำหน้าที่เป็นขาของชิป เวลานำไปใช้งานส่วนมากมักจะต้องบัดกรียึดติดจุดสัมผัสต่างๆ ติดกับเมนบอร์ดเลย จึงมักนำไปใช้ทำเป็นชิปต่างๆ ที่อยู่บนเมนบอร์ดซึ่งเปลี่ยนแปลงไม่ได้ เช่น ชิปเช็ต และชิปหน่วยความจำ เป็นต้น

36. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) บรรจุภัณฑ์(Packaging) และฐานรอง (Socket) 3 แบบ PGA (Pin Grid Array) จะมีลักษณะเป็นแผ่นแบนๆ ที่ด้านหนึ่งจะมีขา (Pin) จำนวนมากยื่นออกมาจากตัวชิป เป็นแบบที่นิยมใช้กันมานาน ขาจำนวนมากเหล่านี้จะใชเสียบลงบนฐานรองหรือทเรียกว่าช็อคเก็ต (Socket) ที่อยูบนเมนบอรด ซึ่งเอาไวสำหรับเสียบซีพียูแบบ PGA นี้โดยเฉพาะ โดย Socket นั้นก็มีหลายแบบ สำหรับซีพียูแตกต่างกันไปเสียบข้ามกันไมได เพราะมีจำนวนชองที่ใช้เสียบขาซีพียูแตกต่างกัน

37. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) บรรจุภัณฑ์(Packaging) และฐานรอง (Socket) 4 แบบ LGA (Land Grid Array) เป็นบรรจุภัณฑ์แบบล่าสุดที่ Intel นำมาใช้กับซีพียูรุ่นใหม่ ๆ ลักษณะจะเป็นแผ่นแบนๆ ที่ด้านหนึ่งจะมีแผ่นตัวนําวงกลมแบนเรียบขนาดเล็กจำนวนมากเรียงตัวกันอยู่อย่างเป็นระเบียบ ทำหน้าที่เป็นขาของชิป ทําใหเมื่อเวลามองจากทางด้านข้างจะไมเห็นส่วนใดๆ ยื่นออกมาจากตัวชิปเหมือนกับแบบอื่นๆ ที่ผ่านมา ซีพียูที่ใชบรรจุภัณฑแบบนี้จะถูกติดตั้งลงบนฐานรองหรือ Socket แบบ Socket T หรือชื่อทางการคือ LGA 775 โดย Socket แบบใหม่นี้จะไม่มีช่องสำหรับเสียบขาซีพียูเหมือนกับแบบ PGA แตจะมีขาเล็กๆ จำนวนมาก ยื่นขึ้นมาจากฐานรอง

38. The Socket 370 processor socket, a ZIF type PGA socket

39. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) อุปกรณ์ช่วยระบายความร้อนให้ซีพียู ซีพียูนั้นเวลาทำงานจะเกิดความร้อนค่อนข้างมาก จึงต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า ฮีตซิงค์ (Heat Sink)มาช่วยพาความร้อนออกมาจากซีพียูให้เร็วที่สุด แล้วจะต้องใช้พัดลมเป่าเพื่อระบายความร้อนออกไปโดยเร็ว

40. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) สารเชื่อมความร้อน (Thermal Grease) สารเชื่อมความร้อน หรือที่เรากันเรียกกันโดยทั่วไปว่า ซิลิโคน (Silicone) เป็นสารชนิดหนึ่งที่ทำมาจากซิลิโคนผสมกับสารนำความร้อนบางชนิด เชน Zinc Oxide ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นตัวกลางในการนำพาความร้อนไดมักใช้ทาบางๆฉาบไวเพื่อไมให้มีช่องว่างระหว่างซีพียูกับ Heat Sink เพื่อทำหน้าที่ช่วยในการถ่ายเทหรือพาความร้อนจากซีพียูไปสู Heat Sink ให้ไดดียิ่งขึ้น

41. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) สารเชื่อมความร้อน (Thermal Grease)

42. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) สารเชื่อมความร้อน (Thermal Grease)

43. หน่วยความจำหลัก ส่วนความจำมีหน้าที่เก็บข้อมูลต่างๆ ที่ป้อนเข้ามาเพื่อให้ส่วนประมวลผลนำไปใช้ และเก็บข้อมูลที่เกี่ยวกับคุณสมบัติและระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ส่วนความจำหลักของคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้ 1 หน่วยความจำแบบถาวร (Read Only Memory - ROM) 2หน่วยความจำชั่วคราว (Random Access Memory - RAM)

44. หน่วยความจำหลัก 1 หน่วยความจำแบบถาวร (Read Only Memory - ROM) คือ หน่วยความจำที่นำข้อมูลออกมาใช้งานเพียงอย่างเดียว (Read Only) โดยได้มีการบันทึกข้อมูลไว้ล่วงหน้าแล้ว สามารถเก็บรักษาข้อมูลไว้ได้ โดยไม่ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้าในการรักษาข้อมูล แม้จะปิดเครื่อง หรือไม่มีไฟฟ้าไปหล่อเลี้ยงข้อมูลที่อยู่ในรอมจะยังคงอยู่

45. หน่วยความจำหลัก 2 หน่วยความจำชั่วคราว (Random Access Memory - RAM) คือ หน่วยความจำที่สามารถบันทึกข้อมูลหรืออ่านข้อมูล ณ เวลาใดๆ ได้ตามต้องการ (Random Access) การจดจำข้อมูลจึงไม่ถาวร ทั้งยังต้องอาศัยสัญญาณไฟฟ้าในการเก็บรักษาและอ่านข้อมูล

46. หน่วยความจำหลัก

47. Common DRAM packages

48. Two 512 MB. DRAM Modules

49. Several SDRAM ICs on a DIMM package.

50. 64 MB sound memory of Sound Blaster X-Fi Fatal1ty Pro brings by two Micron 48LC32M8A2-75 C SDRAM chips working at 133MHz/7.5 ns