องค์ประกอบและการทำงานของคอมพิวเตอร์

องค์ประกอบและการทำงานของคอมพิวเตอร์

หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

เมื่อพิจารณาศัพท์คำว่า Computer ถ้าแปลกันตรงตัวตามคำภาษาอังกฤษ จะหมายถึง เครื่องคำนวณ ดังนั้นถ้ากล่าวอย่างกว้าง ๆ  เครื่องคำนวณที่มีส่วนประกอบเป็นเครื่องกลไกหรือเครื่องไฟฟ้า ต่างก็จัดเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งสิ้น ลูกคิดที่เคยใช้กันในร้านค้า ไม้บรรทัด คำนวณ (slide rule) ซึ่งถือเป็นเครื่องมือประจำตัววิศวกรในยุคยี่สิบปีก่อน หรือเครื่องคิดเลข ล้วนเป็นคอมพิวเตอร์ได้ทั้งหมด

ในปัจจุบันความหมายของคอมพิวเตอร์จะระบุเฉพาะเจาะจง หมายถึง เครื่องคำนวณอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานคำนวณผลและเปรียบเทียบค่าตามชุดคำสั่งด้วยความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องและอัตโนมัติ แต่ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 ได้ให้คำจำกัดความของคอมพิวเตอร์ไว้ค่อนข้างกะทัดรัดว่า "เครื่องอิเล็กทรอนิกส์แบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่เสมือนสมองกล ใช้สำหรับแก้ปัญหาต่าง ๆ ทั้งที่ง่ายและซับซ้อน โดยวิธีทางคณิตศาสตร์"

คุณลักษณะสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ มี 4 ประการ คือ
          1. ทำงานโดยอัตโนมัติ ถ้าสังเกตการทำงานของคอมพิวเตอร์ จะพบว่า อุปกรณ์ทุกอย่างของคอมพิวเตอร์ทำงานได้เองโดยอัตโนมัติ โดยที่คนไม่ได้เข้าไปควบคุม ไม่ว่าจะเป็นการอ่านข้อมูล การคำนวณ หรือการพิมพ์ผลลัพธ์

          2. ทำงานได้อเนกประสงค์ เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้อเนกประสงค์ เพราะทำงานได้หลายชนิดขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่ใช้ เช่น โปรแกรมเงินเดือน โปรแกรมคิดคะแนนสอบของนักเรียน เป็นต้น

          3. เป็นอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ประกอบกันเข้าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น ล้วนแล้วแต่เป็นอุปกรณ์ทางด้าน
อิเล็คทรอนิคส์ทั้งสิ้น เช่น ทรานซิสเตอร์ วงจรไอซี ดังนั้นจึงทำงานด้วยความเร็วสูงมาก

          4. เป็นระบบดิจิตอล คำว่า ดิจิตอล (Digital) มาจากคำว่า Digit หมายถึง ตัวเลข เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ ทำงานโดยใช้ระบบตัวเลข ข้อมูลทุกชนิดไม่ว่าจะเป็นตัวเลข ตัวหนังสือ หรือเครื่องหมายในทางคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ เมื่อส่งเข้าเครื่องรับข้อมูลของคอมพิวเตอร์แล้ว
จะถูกเปลี่ยนเป็นตัวเลขหมด

การทำงานของคอมพิวเตอร์
เครื่องคอมพิวเตอร์มีขั้นตอนการทำงาน 3 ขั้นตอน คือ
          1. รับโปรแกรมและข้อมูล โปรแกรมในที่นี้ หมายถึง ชุดของคำสั่งที่จะให้คอมพิวเตอร์ทำงาน ส่วนข้อมูล อาจเป็นตัวเลขหรือตัวหนังสือก็ได้ ที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผล

          2. การประมวลผล หมายถึง การจัดระเบียบแบบแผนของข้อมูล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ ซึ่งทำได้โดยการคำนวณ
เปรียบเทียบ วิเคราะห์โดยใช้สูตรทางวิทยาศาสตร์ หรือ คณิตศาสตร์ โดยอาศัยคำสั่งหรือโปรแกรมที่เขียนขึ้น

          3. แสดงผลลัพธ์  คือ การนำผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลเสร็จเรียบร้อย แสดงออกในรูปแบบต่าง ๆ ที่ผู้ใช้เข้าใจ และนำไปใช้ประโยชน์ได้

องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญ 5 ส่วนด้วยกัน คือ

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware)

                ฮาร์ดแวร์ (Hardware)  คือลักษณะทางกายของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งหมายถึงตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์รอบข้าง (peripheral) ที่เกี่ยวข้อง เช่น ฮาร์ดดิสก์ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น ฮาร์ดแวร์ประกอบด้วย

1 หน่วยรับข้อมูลเข้า (Input Unit)
             หน่วยรับข้อมูลเข้า เป็นหน่วยที่ทําหน้าที่รับข้อมูล หรือคําสั่งเข้าสู่คอมพิวเตอร์เพื่อให้คอมพิวเตอร์นําข้อมูล หรือคําสั่งดังกล่าวไปประมวลผลกลางต่อไป ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่จัดอยู่ในหน่วยรับข้อมูลเข้าได้แก่

-แป้นพิมพ์ (Keyboard)

-เมาส์ (Mouse)

-ไมโครโฟน (Microphone)

-แสกนเนอร์ (Scanner)

-กล้องดิจิตอล

-ตัวอย่างของหน่วยรับข้อมูลเข้าแสดงในรูป

    

 2 หน่วยประมวลผล (Central Process Unit)
             หน่วยประมวลผลกลาง เป็นหน่วยที่สําคัญที่สุด เปรียบได้กับสมองของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ประมวลผลของมูล หรือคําสั่งต่าง ๆ และมีหน้าที่ควบคุมระบบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ ให้ทุกหน่วยทํางานสอดคล้องกัน ซึ่งหน่วยประมวลผลการจะประกอบด้วยหน่วยย่อย ๆ ดังต่อไปนี้

หน่วยความจํา (Memory Unit)

รีจิสเตอร์ (Register) คือ หน่วยความจําที่อยู่ภายใน CPU ทําหน้าที่เก็บข้อมูลที่ส่งมาจากหน่วยความจําหลัก และจะนําข้อมูลดังกล่าวไปประมวลผล

รอม (Read Only Memory: ROM) คือ หน่วยความจําหลักชนิดถาวรของคอมพิวเตอร์ทําหน้าที่เก็บคําสั่งต่าง ๆ ไม่สามารถแก้ไข้ข้อมูลในรอมได้ เปรียบได้กับหนังสือที่จะเก็บความรู้ต่าง ๆ เอาไว้

แรม (Random Access Memory: RAM) คือ หน่วยความจําหลักชนิดหนึ่งของคอมพิวเตอร์ทําหน้าที่เก็บข้อมูล หรือคําสั่งต่าง ๆ ที่ใช้ในการประมวลผล สามารถแก้ไขข้อมูลในแรมได้ และข้อมูลจะหายไปเมื่อปิดเครื่อง

คอมพิวเตอร์ เปรียบได้กับกระดาษทดหน่วยคํานวณ และ    ตรรกะ (Arithmetic and Login Unit: ALU) เป็นหน่วยที่ทําหน้าที่คํานวณทางด้านคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร หรือคํานวณทางตรรกะศาสตร์ เช่น เปรียบเทียบข้อเท็จ เป็นต้น

หน่วยควบคุม (Control Unit)  เป็นหน่วยที่ทําหน้าที่ควบคุมการทํางานทุกๆ หน่วยในCPU และอุปกรณ์ต่อพ่วงให้ทํางานได้อย่างสัมพันธ์กัน

3 หน่วยแสดงผล (Output Unit)
             หน่วยแสดงผลเป็นหน่วยที่ทําหน้าที่นําผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลกลางไปแสดง
ตัวอย่างอุปกรณ์ที่จัดเป็นชนิดหน่วยแสดงผลได้แก่

-จอภาพ

-เครื่องพิมพ์

-ลําโพง

4 หน่วยเก็บข้อมูลสํารอง (Secondary Storage)
             หน่วยเก็บข้อมูลสํารอง คือ สื่อในการเก็บบันทึกข้อมูล เช่น Hard disk, CD-ROM,Tape, Floppy disk เป็นต้น

2. ซอฟต์แวร์ (Software)

                คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ที่ประกอบออกมาจากโรงงานจะยังไม่สามารถทำงานใดๆ เนื่องจากต้องมี ซอฟต์แวร์ (Software)ซึ่งเป็นชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่สั่งให้ฮาร์ดแวร์ทำงานต่าง ๆ ตามต้องการ โดยชุดคำสั่งหรือโปรแกรมนั้นจะเขียนขึ้นมาจาก ภาษาคอมพิวเตอร์ (Programming Language) ภาษาใดภาษาหนึ่ง และมี โปรแกรมเมอร์ (Programmer) หรือนักเขียนโปรแกรมเป็นผู้ใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเขียนซอฟต์แวร์ต่าง ๆ ขึ้นมา