คอมพิวเตอร์เบื้องต้น บทที่ 3

หน่วยการทำงานที่สำคัญ


จุดประสงค์การเรียนรู้
  1. ความหมายและความสำคัญของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU)
  2. ความหมาย ความสำคัญ และหลักการทำงานของหน่วยความจำแรม, รอม
  3. วิธีการทำงานของหน่วยความจำแคช และบัส
  4. ชนิดและประเภทของหน่วยเก็บข้อมูลได้

1. หน่วยประมวลผลกลาง (CPU)

  • หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit – CPU) บางทีก็เรียกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) หรือ ชิป (Chip) เป็นหัวใจของคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่ในการคิดคำนวณ ประมวลผล และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์อื่นในระบบ

2. หน่วยความจำ (Memory)


  • หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้
    • 2.1 หน่วยความจำรอม (ROM)

      • คำว่า ROM ย่อมาจาก Read Only Memory เป็นหน่วยเก็บข้อมูลแบบถาวร รอมใช้บันทึกรายละเอียดของอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนเมนบอร์ด เช่น ขนาดและประเภทของฮาร์ดดิสก์ (harddisk) ที่ใช้ ปริมาณความจุของแรม (RAM)หน่วยประมวลผล (CPU) ที่ใช้ การติดตั้งฟลอปปี้ไดรฟ์ (floppy drive) เป็นต้น ข้อมูลที่บันทึกในรอม จะยังคงอยู่แม้จะปิดเครื่อง หน้าที่ของรอมคือจะตรวจสอบว่ามีอุปกรณ์ใดบ้าง ที่ติดตั้งใช้งาน หากตรวจสอบไม่อุปกรณ์ที่สำคัญๆ เช่น ไม่พบฮาร์ดดิสก์ ซีพียู หรือแรม รอมจะหยุดการทำงาน
    • 2.2 หน่วยความจำแรม (RAM)

      • คำว่า RAM ย่อมาจาก Random Access Memory เป็น เป็นหน่วยเก็บข้อมูลหลัก แต่เป็นการเก็บแบบชั่วคราวของคอมพิวเตอร์ เนื่องจาก RAM สามารถส่งข้อมูลให้กับ CPU ได้ด้วยความรวดเร็ว (เร็วกว่าฮาร์ดดิสก์ ฟลอปปี้ดิสก์ หรือหน่วยเก็บข้อมูลอื่นๆ) แต่ในขณะเดียวกัน ข้อมูลใน RAM จะสูญหายทันที เมื่อปิดเครื่อง การใช้งานจริง จึงต้องบันทึกข้อมูลไว้ในฮาร์ดดิสก์ก่อนปิดเครื่อง
  • หน่วยความจำแรม มีหน่วยวัดเป็น ไบต์ (byte) ซึ่งถ้าเป็นเครื่องรุ่นเก่าจะนิยมใช้หน่วยความจำแรม 512 หรือ 1 GB แต่ถ้าเป็นเครื่องรุ่นใหม่ๆ จะใช้แรมขนาด 4 GB หรือ 8 GB ขึ้นไป ซึ่งจะทำให้สามารถทำงานกับโปรแกรมรุ่นใหม่ หรือกับแฟ้มข้อมูลที่มีขนาดใหญ่ๆ เช่น งานมัลติมีเดียหรืองานกราฟิกได้
  • ประเภทของแรมชนิดต่างๆเราสามารถแบ่งได้ดังนี้
    • DRAM (ดีแรม) และ SDRAM (เอสดีแรม)
      • DRAM เป็นหน่วยความจำหลักของเครื่อง นิยมใช้มากในสมัยก่อนเพราะราคาไม่แพง แต่ทำงานได้ช้ามากปัจจุบันมีการใช้ SDRAM (Synchronous DRAM) ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพสูงมาก ในสมัยก่อนอาจจะมีราคาสูง แต่ปัจจุบันราคาได้ถูกลงมาก คนจึงนิยมใช้ SDRAM มากขึ้น
    • หน่วยความจำเสมือน (Virtual Memory)
      • หน่วยความจำประเภทหนึ่งใช้สำหรับแสดงผล เป็นหน่วยความจำที่ถูกสร้างขึ้นมาในกรณีที่หน่วยความจำแรมไม่พอใช้ โดยระบบ ปฏิบัติการจะมีการนำเอาพื้นที่ในฮาร์ดดิสก์บางส่วนมาเป็นพื้นที่ทำงานชั่วคราวในขณะเปิดแฟ้มข้อมูล และจะลบทิ้งเมื่อปิดแฟ้มข้อมูล เราจึงเรียกว่า “หน่วยความจำเสมือน” ข้อเสียของการใช้หน่วยความจำเสมือนคือ ถ้าพื้นที่ว่างมีน้อยกว่าที่กำหนดไว้ คอมพิวเตอร์จะทำงานช้าลง การใช้งานฮาร์ดดิสก์จึงมักจะให้มีเนื้อที่ที่ไม่ได้ใช้งาน เหลือไว้ไม่น้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์
3. หน่วยความจำแคช (Memory Cache) และบัส (Bus)
  • 3.1หน่วยความจำแคช (Memory Cache)
    • หน่วยความจำแคชเป็นหน่วยความจำที่ช่วยให้ซีพียูทำงานได้เร็วขึ้นอยู่ใกล้ CPU มากที่สุด เป็นการเก็บข้อมูลที่ ซีพียูเคยเรียกใช้แล้ว เอาไว้ในกรณีที่เราต้องการเรียกใช้ก็มาเรียกข้อมูลจากแคชซึ่งจะอ่านข้อมูลได้เร็วกว่าอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำดิสก์มาก
  • 3.2 บัส (Bus)
    • เป็นเส้นทางวิ่งระหว่างข้อมูลหรือคำสั่ง ที่อยู่บน Main board เช่น จาก Extension slot ไปยังอุปกรณ์อื่นๆ จากหน่วยบันทึกข้อมูล ไปยัง RAM หรือ จาก RAM ไปยัง CPU
    • การวัดขนาดความกว้างของบัส เราเรียกว่า “บิต” 8 บิต เท่ากับ 1 ไบต์ หรือ 1 ตัวอักษร
    • ความเร็วของ บัส วัดด้วยหน่วยเมกะเฮิรตซ์ (Mhz) หรือหนึ่งล้านรอบต่อวินาที
  • บัสที่นิยมใช้ในปัจจุบันคือ บัสแบบ PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) มีความกว้างของสัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูลถึง 32 หรือ 64 บิต ความเร็วมากกว่า 300 MHz ขึ้นไป นอกจากนี้ PCIe ยังสนับสนุนคุณสมบัติ Plug and Play ที่ใช้ในการติดตั้งโปรแกรมที่ใช้ควบคุมอุปกรณ์ใหม่ด้วย

4. หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง
  • หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง สาเหตุที่เรียกว่า หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง เพราะคอมพิวเตอร์หรือซีพียูจะเรียกใช้ข้อมูลจากแรม ที่เป็นหน่วยเก็บข้อมูลหลักก่อน และหากข้อมูลที่ต้องการไม่มีในแรม ก็จะทำการอ่านข้อมูลจากหน่วยเก็บข้อมูลสำรองไปเก็บไว้ที่แรมก่อน ทั้งนี้เพราะหน่วยเก็บข้อมูลหลัก สามารถทำงานติดต่อกับซีพียูได้ด้วยความรวดเร็วกว่าหน่วยความจำสำรอง แต่หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง มีข้อดีคือ สามารถจะเก็บรักษาข้อมูลไว้ได้ แม้ว่าจะปิดเครื่อง และเก็บข้อมูลได้มากกว่าหน่วยเก็บข้อมูลหลักหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง ในปัจจุบันมีหลากหลายประเภทดังนี้
    • ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk)

      • เป็นหน่วยเก็บข้อมูลขนาดใหญ่สามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าฟลอปปี้ดิสก์หลายล้านเท่า ฮาร์ดดิสก์ติดตั้งในตัวเครื่องพร้อมกับอุปกรณ์อื่นๆ มีขนาดประมาณ 3.5 นิ้ว แต่มีความหนากว่าฟลอปปี้ดิสก์ มีตัวอ่านข้อมูลอยู่ภายใน ในปัจจุบันมีฮาร์ดดิสก์ตั้งแต่ 40 กิกะไบต์ (GB) ขึ้นไป จึงสามารถเก็บข้อมูลได้มาก โปรแกรมต่างๆ ในปัจจุบันต้องการพื้นที่ในการเก็บข้อมูลมาก โดยเฉพาะโปรแกรมประเภทกราฟิกหรือมัลติมีเดีย จำเป็นต้องใช้พื้นที่เก็บข้อมูลมากพอจึงจะใช้งานได้
    • ซีดี–รอม (CD-ROM)

      • ย่อมาจากคำว่า Compact Disk Read – Only Memory เป็นหน่วยเก็บข้อมูลที่ได้รับความนิยมมากราคาไม่แพง มีอายุการใช้หลายปี และมีขนาดเล็ก ซีดีรอมเป็นแผ่นพลาสติกกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง 4.75 นิ้ว ผิวหน้าเคลือบด้วยโลหะสะท้อนแสง เพื่อป้องกันข้อมูลที่บันทึกไว้บันทึกและอ่านข้อมูลด้วยแสงเลเซอร์
      • ปกติซีดีรอมในปัจจุบัน มีความจุประมาณ 700 MB หรือเท่ากับหนังสือประมาณ 700,000 หน้า หรือเท่ากับฟลอปปี้ดิสก์ขนาด 1.44 MB ถึง 700 แผ่น สามารถบันทึกข้อมูลได้มาก โดยเฉพาะงานด้านมัลติมีเดียทั้งภาพ แสง เสียง ในเวลาเดียวกัน
    • DVD-ROM (Digital Video Disk Read – Only Memory)

      • เป็นหน่วยเก็บข้อมูลรองชนิดหนึ่งที่กำลังได้รับความนิยมมากลักษณะคล้ายซีดีรอมแต่สามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าซีดีรอมหลายเท่า คือ ขนาดมาตรฐานเก็บข้อมูลได้ 4.7 GB หรือ 7 เท่าของซีดีรอม และพัฒนาต่อเนื่องไปตลอด
                                        ไปยังแบบทดสอบ                                

สมัครสมาชิก: บทความ (Atom)