องค์ประกอบด้านนี้หมายถึงกระบวนการทำงานเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามต้องการ ในการทำงานกับคอมพิวเตอร์ผู้ใช้จำเป็นต้องทราบขั้นตอนการทำงานเพื่อให้ได้งานที่ถูกต้องและมีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจจะมีขั้นตอนสลับซับซ้อนหลายขั้นตอน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องมีคู่มือปฏิบัติงาน เช่น คู่มือผู้ใช้ ( user manual ) หรือคู่มือผู้ดูแลระบบ ( operation manual ) เป็นต้น
หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์
ระบบการทํางานของคอมพิวเตอร์ การทํางานของคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็น 4 ส่วน ดังนี้
1. หน่วยรับข้อมูล (Input Unit)
ทําหน้าที่ในการรับข้อมูลหรือคําสั่งจากภายนอกเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจํา เพื่อเตรียมประมวลผลข้อมูลที่ต้องการ ซึ่งอุปกรณ์ที่ใช้ในการนําข้อมูลที่ใช้กันอยู่ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันนั้น มีอยู่หลายประเภทด้วยกันสําหรับอุปกรณ์ที่นิยมใช้ในปัจจุบันมี ดังต่อไปนี้
– Keyboard
– Mouse
– Disk Drive
– Hard
Drive
– CD-Rom
– Magnetic Tape
– Card Reader
– Scanner
2. หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
ทําหน้าที่ในการคํานวณและประมวลผล แบ่งออกเป็น 2 หน่วยย่อย คือ
– หน่วยควบคุม ทําหน้าที่ในการดูแล ควบคุมลําดับขั้นตอนของการประมวลผล และการทํางานของอุปกรณ์ต่างๆ ภายในหน่วยประมวลผลกลาง และช่วยประสานงานระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับอุปกรณ์นําเข้าข้อมูล อุปกรณ์ในการแสดงผล และหน่วยความจําสํารอง
– หน่วยคํานวณและตรรก ทําหน้าที่ในการคํานวณและเปรียบเทียบข้อมูลต่างๆ
ที่ส่งมาจากหน่วยควบคุม และหน่วยความจํา
3. หน่วยความจำ (Memory)
ทําหน้าที่ในการเก็บข้อมูลหรือคําสั่งต่างๆ ที่รับจากภายนอกเข้ามาเก็บไว้ เพื่อประมวลผลและยังเก็บผลที่ได้จากการประมวลผลไว้เพื่อแสดงผลอีกด้วย ซึ่งแบ่งออกเป็นหน่วยความจํา เป็นหน่วยความจําที่มีอยู่ ในตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ ทําหน้าที่ในการเก็บคําสั่งหรือข้อมูล แบ่งออกเป็น
– ROM หน่วยความจําแบบถาวร
– RAM หน่วยความจําแบบชั่วคราว
– หน่วยความจําสํารอง เป็นหน่วยความจําที่อยู่นอกเครื่อง
มีหน้าที่ช่วยให้หน่วยความจําหลักสามารถเก็บ ข้อมูลได้มากขึ้น
4. หน่วยแสดงผล (Output Unit)
ทําหน้าที่ในการแสดงผลลัทธ์ที่ได้หลังจากการคํานวณและประมวลผล สําหรับอุปกรณ์ที่ ทําหน้าที่ในการแสดงผลข้อมูลที่ได้นั้นมีต่อไปนี้
– Monitor จอภาพ
– Printer เครื่องพิมพ์
– Plotter เครื่องพิมพ์ที่ใช้ปากกาในการเขียนข้อมูลต่างๆ ที่ต้องการลงกระดาษ
การทำงานของคอมพิวเตอร์จะเริ่มจากผู้ใช้ป้อนข้อมูลผ่านทางอุปกรณ์ของหน่วยรับเข้า (Input device) เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ ข้อมูลจะถูก
เปลี่ยนให้เป็นสัญญาณดิจิทัล ประกอบด้วยเลข 0 และ 1 แล้วส่งต่อไปยังหน่วยประมวลผลกลาง เพื่อประมวลผลตามคำสั่ง ในระหว่างการประมวลผลข้อมูลจะถูกเก็บไว้ที่ (Random Access Memory: RAM) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลจากการประมวลผลเป็นการชั่วคราว ขณะเดียวกัน อาจมีคำสั่งให้นำผลลัพธ์จากการประมวลผลดังกล่าวไปแสดงผลผ่านทางอุปกรณ์ผ่านทางอุปกรณ์ของหน่วยส่งออก เช่น จอภาพ หรือ เครื่องพิมพ์ นอกจากนี้เราสามารถบันทึกข้อมูลที่อยู่ในอนาคต โดยการอ่านข้อมูลที่บันทึกในสื่อดังกล่าวผ่านทางเครื่องขับหรือไดร์ฟ (drive) การส่งผ่านข้อมูลไปยังหน่วยต่างๆ ภายในระบบคอมพิวเตอร์จะผ่านทางระบบบัส (bus) อุปกรณ์ของหน่วยรับเข้าและส่งออก จะเชื่อมต่อกับตัวเครื่องที่เรียกว่า ซิสเต็มยูนิต (System unit) มี เคส (case) เป็นโครงยืดให้อุปกรณ์ต่างๆประกอบกัน ภายในเคสจะมีเมนบอร์ด (Mainboard) เป็นแผนวงจรหลัก โดยซีพียู หน่วยความจำ การ์ด รวมถึงอุปกรณ์ต่างๆ จะถูกต่อกับเมนบอร์ดนี้ทั้งสิ้น
หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่มนุษย์ประดิษฐ์มาเพื่ออำนวยความสะดวกในด้านต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นด้านการคำนวนการเก็บข้อมูล การตัดสินใจ และอื่นๆในอดีตคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้ในงานด้านวิทยาศาสตร์เป็นส่วนใหญ่ แต่ปัจจุบันคอมพิวเตอร์ถูกพัฒนาขีดความสามารสูงขึ้น มีการนำไปประยุกต์ใช้ในหน่วยงานต่างๆมากมาย เช่น ราชการ ธุรกิจ การแพทย์ การทหาร เป็นต้น ซึ่งการเรียนรู้ขั้นตอนการทำงานของคอมพิวเตอร์ทำให้เราสามารถเลือกซื้อคอมพิวเตอร์ได้ตรงตามความต้องการ โดยหลักการทำงานของคอมพิวเตอร์จะเป็นตามที่โปรแกรมกำหนดไว้ โดยตัวเครื่อง หรือที่เรียกว่า ฮาร์ดแวร์(Hardware) จะมีส่วนประกอบที่สำคัญพื้นฐาน 5 หน่วย คือ
1. หน่วยรับข้อมูล (input unit)
2. หน่วยประมวลผลกลาง (central processing unit)
3. หน่วยความจำหลัก (main memory unit)
4. หน่วยความจำรอง (secondary storage)
5. หน่วยแสดงผล (output unit)
1. หน่วยรับข้อมูล (input unit)
เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ใช้เข้าสู่คอมพิวเตอร์ เช่น ตัวอักษร ตัวเลข สัญลักษณ์ เป็นต้น โดยจะแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้าทีคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ โดยนำมาจัดเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก และใช้ประมวลผลได้ อุปกรณ์หน่วยรับข้อมูลที่นิยมใช้ในปัจจุบัน
2. หน่วยประมวลผลกลาง (central processing unit)
ซีพียู (CPU) หรือ Central Processing Unit หมายถึง “หน่วยประมวลผลกลาง” หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “ไมโครโพรเซสเซอร์ (Microprocessor)” เป็นอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูล ตามชุดคำสั่งที่มาจากซอฟต์แวร์ ตัวของซีพียูนั้น มีลักษณะเป็นชิป (Chip) ตัวเล็กๆ ซึ่งภายในบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวนหลายล้านตัว ต่อเข้าเป็นวงจรอิเล็คทรอนิคส์จำนวนมหาศาล มีหน้าที่คำนวณตัวเลขจากชุดคำสั่งที่ผู้ใช้ป้อนโปรแกรมเข้าไป โดยซีพียูจะทำการอ่านชุดคำสั่งมาแปลความหมาย และทำการคำนวณ เมื่อได้ผลลัพธ์ก็จะส่งผลลัพธ์ออกไปแสดงผลทางหน้าจอ ซีพียู จึงเปรียบได้กับ “สมอง”ของคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่ควบคุมการปฏิบัติงานหลักของเครื่อง ทำหน้าที่ในการคำนวณ ประมวลผล และควบคุมอุปกรณ์อื่นๆ ในระบบ ประกอบด้วย หน่วยคณิตศาสตร์และตรรกะหรือหน่วยคำนวณทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลทางคณิตศาสตร์และทางตรรกะ และหน่วยควบคุม ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบทั้งหมด ให้ทำงานอย่างถูกต้อง อีกทั้งยังควบคุมการทำงานของอุปกรณ์อื่นๆ ในระบบอีกด้วย
3. หน่วยความจำหลัก (main memory unit)
หน่วยความจำหลัก เป็นอุแกรร์ที่ใช้ในการเก็บข้อมูลและคำสั่งที่อยู่ระหว่างการประมวลผลของคอมพิวเตอร์หรือในขณะที่เปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ บางครั้งอาจเรียกว่าหน่วยเก็บข้อมูลหลัก (primary storage) หน่วยความจำจะทำงานควบคู่ไปกับ CPU และช่วยให้การทำงานของ CPU มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยวงรอบการทำงานของซีพียูนั้นเร็วมาก หากไม่มีที่เก็บข้อมูลหรือที่พักข้อมูลและความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลที่ไม่มีขนาดเพียงพอจะทำให้การประมวลผลช้าลง
หน่วยความจำหลักแบ่งออกเป้น 2 ประเภท คือ
1. หน่วยความจำแรม (RAM : Random Access Memory)
แรม เป็นหน่วยความจำหลักที่จำเป็น สามารถเก็บข้อมูลได้เฉพาะเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงเท่านั้น หากไม่มีกระแสไฟฟ้ามาเลี้ยงข้อมูลที่เก็บไว้จะหายไปทันที หน่วยความจำแรม ทำหน้าที่เก็บชุดคำสั่งและข้อมูลที่ระบบคอมพิวเตอร์ทำงานอยู่ แรมหลายชนิดข้อมูลจะหายไปหากปิดเครื่อง แต่ปัจจุบันมักเก็บข้อมูลบิตในรูปของประจุไฟฟ้าในตัวเก็บประจุ
2. หน่วยความจำรอม (ROM : Read-only Memory)
ROM ย่อมาจาก Read-only Memory คือหน่วยความจำถาวร ที่เราสามารถเขียนหรือลบโปรแกรมต่างๆได้ แต่ก็มี ROM บางชนิดไม่สามารถที่จะลบข้อมูลในรอมได้เหมือนกัน ซึ่งROM เป็นหน่วยความจำที่ไม่ต้องการไฟเลี้ยง แม้ไม่มีไฟเลี้ยงข้อมูลที่อยู่ในรอมก็จะไม่หายหรือถูกลบออกจากหน่วยความจำถาวร
4. หน่วยความจำรอง (secondary storage)
หน่วยความจำรอง เป็นหน่วยความจำที่ใช้เก็บข้อมูล และโปรแกรมที่ต้องการใช้งานในคราวต่อไปได้ ซึ่งสามารถบรรจุข้อมูลและโปรแกรมได้เป็นจำนวนมาก เป็นหน่วยเก็บข้อมูลถาวรที่ผู้ใช้สามารถย้ายข้อมูลและคำสั่งที่อยู่ในหน่วยความจำแรม ขณะที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานมาจัดเก็บไว้ได้ด้วยคำสั่งบันทึกของโปรแกรมประยุกต์ ทำให้ผู้ใช้สามารถเรียกข้อมูลและคำสั่งมาใช้ในภายหลัง ซึ่งหน่วยความจำรองมีความจุข้อมูลมากกว่าหน่วยความจำหลักและมีราคาถูกกว่า แต่เข้าถึงข้อมูลได้ช้ากว่าหน่วยความจำแรม
5. หน่วยแสดงผล (output unit)
เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่แสดงผลที่ได้จากการประมวลผลข้อมูลที่เตรียมไว้ในหน่วยความจำหลัก เพื่อส่งข้อมูลหรือสื่อสารกับผู้รับโดยมีฮาร์ดแวร์ทำหน้าที่เป็นส่วนแสดงผลหรือส่งข้อมูลที่ได้จากการประมวลผลจากซีพียูมายังผู้รับ ทั้งในรูปแบบภาพ เสียง และสิ่งพิมพ์ ฮาร์ดแวร์ทีทำหน้าที่ในหน่วยนี้มีหลายประเภทด้วยกัน ตัวอย่างเช่น จอภาพหรือมอนิเตอร์ ลำโพง หูฟัง เครื่องพิมพ์ และเครื่องแอลซีดีโพรเจคเตอร์ แต่ละประเภทจะมีลักษณะและการนำเสนอข้อมูลที่แตกต่างกัน
การทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ มี 4 ขั้นตอน ดังนี้
1. รับข้อมูล (Input) คอมพิวเตอร์จะทำหน้าที่รับข้อมูลไปประมวลผล อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูล ได้แก่ แป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องสแกน เป็นต้น
2. ประมวลผลข้อมูล (Process) เมื่อคอมพิวเตอร์รับข้อมูลเข้าสู่ระบบแล้วจะทำการประมวลผลตามคำสั่ง หรือโปรแกรมที่กำหนด อุปกรณ์ทีทำหน้าที่ประมวลไผลได้แก่ CPU
3. แสดงผลข้อมูล (Output) เมื่อทำการประมวลผลแล้ว คอมพิวเตอร์จะแสดงผลลัพธ์ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการแสดงผลข้อมูลคือ จอภาพและเครื่องพิมพ์ เป็นต้น
4. จัดเก็บข้อมูล คอมพิวเตอร์จะทำการจัดเก็บข้อมูลลงในอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูล เช่น ฮาร์ดดิสก์ แผ่นซีดี แฟลชไดรว์
รูปที่4 แสดงขั้นตอนการทำงานพื้นฐานของคอมพิวเตอร์
เปรียบเทียบการทำงานระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์
กระบวนการทำงานของคอมพิวเตอร์จะมีหลักเหมือนกับกระบวนการทำงานของมนุษย์ ซึ่งประกอบด้วย 4 หน่วยคือ
หน่วยรับข้อมูล หน่วยความจำ หน่วยประมวลผล และหน่วยแสดงผล
รูปที่5 เปรียบเทียบการทำงานระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์
อ้างอิงแหล่งที่มา
//phungwit.ac.th/krootim/?page=unit03.1
//sites.google.com/a/kts.ac.th/it-m1/hlak-kar-thangan-khxng-khxmphiwtexr
//www.sathukit.ac.th/datacom1/b2.html
และ