หน่วยรับเข้า ซีพียู หน่วยความจำ และหน่วยส่งออก มีการ ทำงาน ที่ สัมพันธ์ กัน อย่างไร

2.1ฮาร์ดแวร์ (Hardware)

2.1.1 ความหมายของฮาร์ดแวร์

          ฮาร์ดแวร์ หมายถึง อุปกรณ์ต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ มีลักษณะเป็นโครงร่างสามารถมองเห็นด้วยตาและสัมผัสได้ (รูปธรรม) เช่น จอภาพ คีย์บอร์ด เครื่องพิมพ์ เมาส์ เป็นต้น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ตามลักษณะการทำงาน ได้ 4 หน่วย คือ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยแสดงผล (Output Unit) หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage) โดยอุปกรณ์แต่ละหน่วยมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน ซึ่งฮาร์ดแวร์ประกอบด้วย

2.1.2 ส่วนประกอบของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์

1. หน่วยประมวลผลกลาง (CPU หรือ Central Processing Unit)

          เป็นหน่วยที่สำคัญที่สุด เปรียบได้กับสมองของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ประมวลผลของมูลหรือคำสั่งต่างๆ และมีหน้าที่ควบคุมระบบต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ให้ทุกหน่วยทำงานสอดคล้องกัน ทำหน้าที่ปฏิบัติงานตามคำสั่งที่ปรากฏอยู่ในโปรแกรมหน่วยนี้จะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ อีก 2 หน่วย ได้แก่หน่วยคำนวณเลขคณิตและตรรกวิทยา (ALU หรือArithmetic and Logical Unit) และหน่วยควบคุม (CU หรือ Control Unit) ซึ่งหน่วยประมวลผลการจะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ ดังต่อไปนี้

หน่วยความจํา (Memory Unit)

- รีจิสเตอร์ (Register) คือ หน่วยความจําที่อยู่ภายใน CPU ทําหน้าที่เก็บข้อมูลที่ส่งมาจากหน่วยความจําหลักและจะนําข้อมูลดังกล่าวไปประมวลผล

- รอม (Read Only Memory: ROM) คือ หน่วยความจําหลักชนิดถาวรของคอมพิวเตอร์ทําหน้าที่เก็บคําสั่งต่างๆ ไม่สามารถแก้ไข้ข้อมูลในรอมได้ เปรียบได้กับหนังสือที่จะเก็บความรู้ต่างๆ เอาไว้

- แรม (Random Access Memory: RAM) คือ หน่วยความจําหลักชนิดหนึ่งของคอมพิวเตอร์ทําหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคําสั่งต่างๆ ที่ใช้ในการประมวลผล สามารถแก้ไขข้อมูลในแรมได้และข้อมูลจะหายไปเมื่อปิด

 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

2.หน่วยรับข้อมูลเข้า (Input Unit)

หน่วยรับข้อมูลเข้า (Input Unit) เป็น ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลจากคนและส่งต่อข้อมูลไปยังหน่วยประมวลผล (Process Unit) เพื่อทำการประมวลผลต่อไปรูปแบบการส่งข้อมูลจากอุปกรณ์รับข้อมูลจะอยู่ในรูปของการส่งสัญญาณเป็นรหัสดิจิตอล (หรือเป็นเลข 0 กับ 1) นั่นเองอุปกรณ์ส่วนรับข้อมูลได้แก่

อุปกรณ์ในส่วนรับข้อมูลยังมีอีกมากมายและสามารถจะยังมีเพิ่มตามขึ้นไปเรื่อยๆ ตามการพัฒนาด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

3.หน่วยแสดงผล(Output Unit)

หน่วยแสดงผล (Output Unit) เป็นหน่วยที่แสดงผลลัพธ์ที่มาจากการประมวลผลข้อมูล ของส่วนประมวลผลข้อมูลโดยปกติรูปแบบของการแสดงผล มีอยู่ 2 แบบคือแบบที่สามารถเก็บไว้ดูภายหลังได้และแบบที่ไม่มีสำเนาเก็บไว้

- แบบที่สามารถเก็บไว้ดูภายหลังได้ เช่น เครื่องพิมพ์ (Printer) และ เครื่องวาด (Plotter)

- แบบที่ไม่มีสำเนาเก็บไว้ เช่น จอภาพ(Monitor) , เครื่องฉายภาพ(LCD Projector) และ ลำโพง (Speaker)

4. หน่วยเก็บข้อมูลสํารอง (Secondary Storage)

สามารถแบ่งออกได้เป็นประเภทใหญ่ ๆ ได้ 4 ประเภท ดังนี้

4.1) แบบจานแม่เหล็ก แบบจานแม่เหล็กเป็นอุปกรณ์สำรองข้อมูลที่เป็นลักษณะของจานแม่เหล็กสำหรับบันทึกข้อมูลไว้ภายในดิสก์ (Disk) ได้รับความนิยมและใช้งานมานานพอสมควรซึ่งเป็นส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ที่ใช้หลักๆ เลยในปัจจุบัน ยกตัวอย่างเช่นฮาร์ดดิสก์

4.2) แบบแสงเป็นสื่อเก็บข้อมูลสำรองที่ได้รับความนิยมมากในปัจจุบันโดยใช้หลักการทำงานของแสงการจัดการข้อมูลจะคล้ายกับแผ่นจานแม่เหล็กต่างกันที่การแบ่งจะเป็นรูปก้นหอยและเริ่มเก็บบันทึกข้อมูลจากส่วนด้านในออกมาด้านนอกที่เป็นที่นิยมและรู้จักกันดี เช่น CD, DVD

4.3) แบบเทปเป็นสื่อเก็บข้อมูลที่สามารถเก็บข้อมูลได้เป็นจำนวนมากและเข้าถึงข้อมูลแบบเรียงลำดับต่อเนื่องกันไป มีการผลิตขึ้นมาหลากหลายขนาดแตกต่างกันไป เช่น DAT และ QIC เป็นต้นปัจจุบันไม่ค่อยถือเป็นส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์

4.4) แบบอื่นๆเป็นสื่อเก็บข้อมูลแบบใหม่ที่พบได้ทั่วไปในปัจจุบันมีชื่อเรียกแตกต่างกันไป เช่น Flash Drive, Thumb Drive, Handy Drive เป็นต้น อีกชนิดคือ Memory Card เพื่อใช้เก็บข้อมูลในกล้องดิจิตอลแบบพกพา

5.หน่วยความจำ (Memory Unit)

หน่วยความจำ (Memory Unit) ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมหรือข้อมูลที่รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเพื่อเตรียมส่งออกหน่วยประมวลผลกลางทำการประมวลผลและรับผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลและเตรียมส่งออกหน่วยแสดงผลข้อมูลต่อไปซึ่งหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้

5.1 )หน่วยความจำหลักแบบอ่านได้อย่างเดียว (Read Only Memory - ROM) เป็นหน่วยความจำแบบสารกึ่งตัวนำชั่วคราวชนิดอ่านได้อย่างเดียวใช้เป็นสื่อบันทึกในคอมพิวเตอร์ เพราะไม่สามารถบันทึกซ้ำได้ เป็นความจำที่ซอฟต์แวร์หรือข้อมูลอยู่แล้วและพร้อมที่จะนำมาต่อกับไมโครโพรเซสเซอร์ได้โดยตรงหน่วยความจำประเภทนี้แม้ไม่มีไฟเลี้ยงต่ออยู่ข้อมูลก็จะไม่หายไปจากหน่วยความจำ (nonvolatile)

โดยทั่วไปจะใช้เก็บข้อมูลที่ไม่ต้องมีการแก้ไขอีกแล้วเช่น เก็บโปรแกรมไบออส (Basic Input output System : BIOS) หรือเฟิร์มแวร์ ที่ควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ใช้เก็บโปรแกรมการทำงานสำหรับเครื่องคิดเลข ใช้เก็บ

โปรแกรมของคอมพิวเตอร์ที่ทำงานเฉพาะด้าน เช่น ในรถยนต์ที่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมวงจร ควบคุมในเครื่องซักผ้า เป็นต้น

5.2) หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้ (Random Access Memory - RAM) เป็นหน่วยความจำหลัก ที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ยุคปัจจุบันหน่วยความจำชนิดนี้ อนุญาตให้เขียนและอ่านข้อมูลได้ในตำแหน่งต่างๆอย่างอิสระและรวดเร็วพอสมควร ซึ่งต่างจากสื่อเก็บข้อมูลชนิดอื่นๆ อย่างเทปหรือดิสก์ ที่มีข้อจำกัดในการอ่านและเขียนข้อมูลที่ต้องทำตามลำดับก่อนหลังตามที่จัดเก็บไว้ในสื่อหรือมีข้อกำจัดแบบรอมที่อนุญาตให้อ่านเพียงอย่างเดียว

 ข้อมูลในแรมอาจเป็นโปรแกรมที่กำลังทำงานหรือข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลของโปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่ ข้อมูลในแรมจะหายไปทันทีเมื่อระบบคอมพิวเตอร์ถูกปิดลง เนื่องจากหน่วยความจำชนิดนี้จะเก็บข้อมูลได้เฉพาะเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงเท่านั้น