บทที่ 2 ระบบ เครื่องคอมพิวเตอร์

1. บทที่ 2 ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์

2. ทำไมมีแค่เลข 0 กับ 1 • เนื่องจากอุปกรณ์ทางไฟฟ้าทุกชนิด มีแค่การเปิด (ON) กับการปิด (OFF) เท่านั้น

3. ที่มาของ Bit หลังจากพิจารณาดูแล้ว อุปกรณ์คอมพิวเตอร์มีการส่งถ่ายขอมูลเพียง 0 กับ 1 จึงกำหนดสัญลักษณ์หรือคำที่เรียกการส่งสัญญาณนั้นว่า “Bit” ดังนั้นการติดต่อกับคอมพิวเตอร์จะใช้ Bit ซึ่งถือได้ว่าเป็นหน่วยที่เล็กที่สุด “0” “1”

4. ที่มาของ Byte หลังจากเรามี Bit แล้ว มนุษย์ใช้การสื่อสารเป็นตัวอักษร ดังนั้นการติดต่อกับคอมพิวเตอร์ซึ่งใช้ Bit นั้นไม่เพียงพอ จึงได้เกิดการนำ Bit มารวมกันขึ้นเพื่อเป็นสัญลักษณ์ในการติดต่อโดยนำ Bit 8 ตัวมาเรียงต่อกันเพื่อเป็นสัญลักษณ์ 1 ตัว ซึ่งเรียกว่า Byte “00000000” “10101010” “11001100”

5. ที่มาของ Byte

6. ที่มาของ Word หลังจากที่เราได้สัญลักษณ์ตัวอักษรสำหรับการติดต่อแล้วนั้น มนุษย์ใช้การติดต่อเป็นคำๆเพื่อทำการสื่อสาร ดังนั้นการสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ Byte จึงไม่เพียงพอ มนุษย์จึงได้ประดิษฐ์ “Word” ขึ้นมาใช้งาน

7. สรุปลำดับ Bit “0” “1” Byte Word

8. รหัสคอมพิวเตอร์ รหัสมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาเพื่อการแลกเปลี่ยนสารสารสนเทศ (American Standard Code for Information Interchange) หรือ แอสกี (ASCII) เป็นรหัสอักขระที่ประกอบด้วยอักษรละติน เลขอารบิก เครื่องหมายวรรคตอน และสัญลักษณ์ต่างๆ โดยแต่ละรหัสจะแทนด้วยตัวอักขระหนึ่งตัว เช่น รหัส 65 (เลขฐานสิบ) ใช้แทนอักษรเอ (A) พิมพ์ใหญ่ เป็นต้น

9. รหัสคอมพิวเตอร์ เริ่มต้นใช้ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1967 ซึ่งมีอักขระทั้งหมด 128 ตัว (7 บิต) โดยจะมี 33 ตัวที่ไม่แสดงผล (unprintable/control character) ซึ่งใช้สำหรับควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์บางประการ เช่น การขึ้นย่อหน้าใหม่สำหรับการพิมพ์ (CR & LF - carriage return and line feed) การสิ้นสุดการประมวลผลข้อมูลตัวอักษร (EOT - end of text) เป็นต้น และ อีก 95 ตัวที่แสดงผลได้ (printable character) ดังที่ปรากฏตามผังอักขระ (character map)

10. รหัสคอมพิวเตอร์ รหัสแอสกีได้รับการปรับปรุงล่าสุดเมื่อ ค.ศ. 1986 ให้มีอักขระทั้งหมด 256 ตัว (8 บิต) สำหรับแสดงอักขระเพิ่มเติมในภาษาของแต่ละท้องถิ่นที่ใช้ เช่น ภาษาเยอรมัน ภาษารัสเซีย ฯลฯ โดยจะมีผังอักขระที่แตกต่างกันไปในแต่ละภาษาซึ่งเรียกว่า โค้ดเพจ (codepage) โดยอักขระ 128 ตัวแรกส่วนใหญ่จะยังคงเหมือนกันแทบทุกโค้ดเพจ มีส่วนน้อยที่เปลี่ยนแค่บางอักขระ

11. ผังอักขระแอสกีที่ไม่แสดงผลผังอักขระแอสกีที่ไม่แสดงผล

12. ผังอักขระแอสกีที่แสดงผลผังอักขระแอสกีที่แสดงผล

14. ทำไมคอมพิวเตอร์ถึงมีการประมวลผลหลาย Bit 8 Bits

15. ทำไมคอมพิวเตอร์ถึงมีการประมวลผลหลาย Bit 16 Bits

16. ทำไมคอมพิวเตอร์ถึงมีการประมวลผลหลาย Bit 32 Bits

17. ทำไมคอมพิวเตอร์ถึงมีการประมวลผลหลาย Bit 64 Bits

18. เหตุผล เนื่องด้วยความซับซ้อนของ Software ในการเขียน ทำให้จำนวน Bit ที่มาก สามารถประมวลผลได้ซับซ้อนกว่า แต่ทั้งนี้ ทั้งตัว Software และ Hardware ต้องทำงานด้วยจำนวน Bit ที่เท่ากัน เช่น Software 64 Bit ก็ต้องใช้ CPU 64 Bit ในการประมวลผล

19. การประมวลผล 32 bit = 232 = 4294967296 ประมาณ 4 พันล้าน 64 bit = 264 = 18446744073709551616 ประมาณ 18 ล้านล้านล้าน

20. ความแตกต่างระหว่าง 64bit และ 32bit สามารถใช้แรมเพิ่มจาก เดิม 4GB เป็น 128GB (จริงๆแล้วซัพพอร์ตได้มากกว่านี้แต่ว่าถูกจำกัดไว้โดย Window) โปรแกรมประเภท 64bit จะทำงานได้เร็วกว่าโปรแกรมตัวเดียวกันประเภท 32bit (เงื่อนไข : โปรแกรม 64bit ทำงานบนระบบปฏิบัติการ 64bit และ โปรแกรม 32bit ทำงานบนระบบปฏิบัติการ 32bit) แต่ไม่เห็นผลต่างนี้ในเกมปัจจุบัน โปรแกรม 32 บิตสามารถรันบน CPU64bit ได้แต่ว่า โปรแกรม 64bit ไม่สามารถรันบน CPU32bit ได้

21. เราจะซื้อ CPU ประเภทไหนดี จุดแรกคือ CPU ประเภท 64bit ในปัจจุบันนี้มีประสิทธิภาพสูงกว่า ตัวที่เป็น 32bit ทุกตัว แต่ว่าเรื่องการประหยัดพลังงานนั้น ถึงแม้ว่า CPU ประเภท 64bit จะมีเทคโนโลยีในการประหยัดพลังงานใหม่ๆ เพิ่มขึ้นมาจากรุ่นเก่าก็ตามแต่ว่าเนื่องจาก CPU เหล่านี้เป็นแบบ Dual-core จึงเป็นที่แน่นอนว่าย่อมกินไฟมากกว่า CPU ประเภท single-core แน่นอน อีกจุดนึงก็คือ CPU 64bit เหล่านี้มีราคาที่แพงกว่า CPU ประเภท 32bit พอสมควรจึงเป็นตัวเลือกให้ตัดสินใจสำหรับผู้ใช้ได้

22. หน่วยวัดความเร็วซีพียูหน่วยวัดความเร็วซีพียู ความเร็วในการทำงานของซีพียูนี้จะวัดกันในหน่วยเมกะเฮิรตซ์ (MHz = ล้วนรอบต่อวินาที) อย่างเช่น Duron 950 MHz , Pentium 4 2.0 GHz เป็นต้น ซึ่งมีความหมายดังนี้ในส่วนของ เมกะ จะแทนด้วยตัวอักษร M ซึ่งจะมีค่าเท่ากับ 1,000,000 และในส่วนของเฮิรตซ์ จะแทนด้วยอักษร Hz - 1 MHz (Mega Hertz) = 1,000,000 Hz หรือ 1 ล้านเฮิรตซ์- 1 GHz (Giga Hertz) = 1,000,000,000 Hz หรือ 1 พันล้านเฮิรตซ์

23. การบันทึกข้อมูล

24. ประวัติการเก็บข้อมูล เครื่องแถบแม่เหล็ก (tape drive)

25. ข้อดีข้อเสียของแถบแม่เหล็กข้อดีข้อเสียของแถบแม่เหล็ก ข้อดีของแถบแม่เหล็กคือ มีอัตราการถ่ายทอดข้อมูลเร็วมาก สามารถเก็บข้อมูลไว้ได้มาก เป็นการง่ายที่จะลบออกและนำไปบันทึกใหม่ มีราคาถูก สามารถใช้เป็นได้ทั้งส่วนรับและส่งผลงาน และสามารถนำไปใช้เป็นส่วนความจำได้อีกด้วย แต่มีข้อจำกัดคือ เมื่อต้องการแก้ไขข้อมูลที่เก็บไว้ จะแก้ไขหรือแทรก (insert) ข้อมูลใหม่ลงไปในระหว่างข้อมูลเดิมที่บันทึกไว้แล้วได้ยาก นอกจากนี้ยังเป็นการสิ้นเปลืองเวลาของคอมพิวเตอร์ในการค้นหาข้อมูลใดข้อมูลหนึ่งที่ต้องการโดยเฉพาะในม้วนแถบ

26. แผ่นบันทึก (Floppy Disk) ขนาดโดยทั่วไปของ disks คือ 8 นิ้ว, 5.25 นิ้ว และ 3.5 นิ้ว ตัว disk ถูกทำจาก Mylar และฉาบด้วยสารแม่เหล็ก

27. ข้อดีข้อเสียของแผ่นบันทึกข้อดีข้อเสียของแผ่นบันทึก ข้อดีคือ สามารถเข้าถึงข้อมูลแบบสุ่มได้ดีกว่าแถบแม่เหล็ก แต่มีข้อจำกัดคือ หากโดนแม่เหล็กหรือความร้อนจะเสีย หรือตัวเนื้อแผ่นโดนขีดข่วน แผ่นจะเสียและใช้งานไม่ได้อีกต่อไป และเกิดการหักเป็นรอยได้ง่าย

28. ฮาร์ดดิสค์ (Hard disk)

29. ภายในฮาร์ดดิสค์ (Hard disk)

30. ภายในฮาร์ดดิสค์ (Hard disk)(ต่อ) ระบบฮาร์ดดิสค์แตกต่างกับแผ่นดิสเกตต์ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีจำนวนหน้าสำหรับเก็บบันทึกข้อมูลมากกว่าสองหน้า นอกจากระบบฮาร์ดดิสค์จะเก็บบันทึกข้อมูลเหมือนแผ่นดิสเกตต์ยังเป็นส่วนที่ใช้ในการอ่านหรือเขียนบันทึกข้อมูลเหมือนช่องดิสค์ไดรฟ์         แผ่นจานแม่เหล็กของฮาร์ดดิสค์ จะมีความหนาแน่นของการจุข้อมูลบนผิวหน้าได้สูงกว่าแผ่นดิสเกตต์มาก เช่น แผ่นดิสเกตต์มาตรฐานขนาด 5.25 นิ้ว ความจุ 360 กิโลไบต์ จะมีจำนวนวงรอบบันทึกข้อมูลหรือเรียกว่า แทร็ก(track) อยู่ 40 แทร็ก กรณีของฮาร์ดดิสค์ขนาดเดียวกันจะมีจำนวนวงรอบสูงมากกว่า 1000 แทร็ก ขึ้นไป ขณะเดียวกันความจุในแต่ละแทร็กของฮาร์ดดิสค์ก็จะสูงกว่า ซึ่งประมาณได้ถึง 5 เท่าของความจุในแต่ละแทร็กของแผ่นดิสเกตต์

31. ภายในฮาร์ดดิสค์ (Hard disk)(ต่อ)

32. ชนิดของ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบ่งตามการเชื่อมต่อ 1. แบบ IDE (Integrate Drive Electronics) Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ IDE เป็นอินเทอร์เฟซรุ่นเก่า ที่มีการเชื่อมต่อโดยใช้สายแพขนาด 40 เส้น โดยสายแพ 1 เส้นสามารถที่จะต่อ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) ได้ 2 ตัว บนเมนบอร์ดนั้นจะมีขั้วต่อ IDE อยู่ 2 ขั้วด้วยกัน ทำให้สามารถพ่วงต่อ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) ได้สูงสุด 4 ตัว มีความเร็วสูงสุดในการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 8.3 เมกะไบต์/ วินาที สำหรับขนาดความจุก็ยังน้อยอีกด้วย เพียงแค่ 504MB เท่านั้น

33. ชนิดของ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบ่งตามการเชื่อมต่อ (ต่อ) 2. แบบ E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ E-IDE พัฒนามาจากประเภท IDE ด้วยสายแพขนาด 80 เส้น ผ่านคอนเน็คเตอร์ 40 ขาเช่นเดียวกันกับ IDE ซึ่งช่วยเพิ่มศักยภาพ ในการทำงานให้มากขึ้น โดย Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) ที่ทำงานแบบ E-IDE นั้นจะมีขนาดความจุที่สูงกว่า 504MB และความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้น โดยสูงถึง 13 เมกะไบต์ต่อวินาทีเลยทีเดียว

34. ชนิดของ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบ่งตามการเชื่อมต่อ (ต่อ)

35. 3. แบบ SCSI (Small Computer System Interface) Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ SCSI (สะกัสซี่) เป็น Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) ที่มีอินเทอร์เฟซที่แตกต่างจาก E-IDE โดย Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ SCSI จะมีการ์ดสำหรับควบคุมการทำงาน โดยเฉพาะ ซึ่งเรียกว่า การ์ด SCSI สำหรับความสามารถของการ์ด SCSI นี้ สามารถที่จะควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ที่มีการทำงานแบบ SCSI ได้ถึง 7 ชิ้นอุปกรณ์ด้วยกัน ผ่านสายแพรแบบ SCSI อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลของ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ SCSI จะมีความเร็วสูงสุดถึง 320 เมกะไบต์/วินาที รวมถึงกำลังรอบในการหมุนของจานดิสก์อย่างต่ำก็หลักหมื่นโดยปัจจุบันแบ่งเป็น 10,000 และ 15,000 รอบต่อนาที ซึ่งมีความเร็วที่มากกว่าประเภท E-IDE อยู่เยอะ ส่งผลให้ราคานั้นย่อมที่จะแพงเป็นธรรมดา โดยส่วนใหญ่จะนำ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบบ SCSI มาใช้กับงานด้านเครือข่าย (Server) เท่านั้น

36. ชนิดของ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบ่งตามการเชื่อมต่อ (ต่อ)

37. 4. แบบ Serial ATA เป็นอินเทอร์เฟซที่กำลังได้รับความนิยมมากในปัจจุบัน และอีกไม่นานจะพลัดใบเข้าสู่ความเป็น Serial ATA II ซึ่งเมื่อการเชื่อมต่อในลักษณะParallel ATA หรือ E-IDE เริ่มเจอทางตันในเรื่องของความเร็วที่พัฒนาอย่างไรก็ไม่ทัน SCSI ซะที และอีกสาเหตุมาจากสายแพแบบ Parallel ATA เพื่อการส่งผ่านข้อมูลนั้นมีขนาดความกว้างถึง 2 นิ้ว และเป็นที่คุ้นเคยสำหรับผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่ตอนนี้อินเทอร์เฟซแบบ Parallel ATA ก็เริ่มเจอทางตันแล้วเหมือนกัน เมื่ออัตราความเร็วในปัจจุบันทำได้สูงสุดเพียงระดับ 133 เมกะไบต์ต่อวินาทีเท่านั้น

38. 4. แบบ Serial ATA (ต่อ) ด้วยเหตุนี้ ส่งผลให้บรรดาผู้ผลิต Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) ต่างพากันหันมาให้ความสนใจเทคโนโลยีต่อเชื่อมรูปแบบแบบใหม่ที่เรียกว่า Serial ATA กันเป็นแถว โดยให้อัตราความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลขั้นแรกสูงสุดถึง 150 เมกะไบต์ต่อวินาที โดยเทคโนโลยี Serial ATA นี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยกลุ่มผู้พัฒนา Serial ATA ซึ่งได้เผยข้อกำหนดคุณสมบัติสำหรับ Serial ATA 1.0 ขึ้น ด้วยคาดหวังว่าจะสามารถ ขยายช่องสัญญาณ (Bandwidth) ในการส่งผ่านข้อมูลได้เพิ่มขึ้นถึง 2-3 เท่า และยังรองรับข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น ไม่เฉพาะ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) เพียงเท่านั้นที่จะมีการเชื่อมต่อในรูปแบบนี้ แต่ยังรวมไปถึง อุปกรณ์ตัวอื่นๆ อย่าง CD-RW หรือ DVD อีกด้วย

39. ชนิดของ Hard Disk (ฮาร์ดดิสก์) แบ่งตามการเชื่อมต่อ (ต่อ)

40. Parallel ATA Vs Serial ATA การส่งข้อมูลแบบ Parallel ATA 0------------>0------------>0------------>0------------>1------------>0------------>1------------>1------------> การส่งข้อมูลแบบ Serial ATA 0 0 0 0 1 0 1 1 ------>0 0 0 0 1 0 1 1 ------>

41. Port ชนิดต่างๆ พอร์ตอนุกรม (Serial Port) พอร์ตอนุกรมหรือเรียกอีกอย่างว่า COM Port (Communication Port) ลักษณะจะเป็นพอร์ตตัวผู้มีขาสัญญาณ 9 ขา มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ 0.1 Mbps ลักษณะการงานของพอร์ตอนุกรมนี้ส่วนใหญ่จะใช้กับอุปกรณ์รุ่นเก่าๆ เช่น โมเด็ม เมาส์ เป็นต้น สำหรับในปัจจุบันอุปกรณ์ต่างๆเหล่านี้หันไปใช้การเชื่อมต่อผ่านทางพอร์ต USB ที่มีความเร็วการรับส่งข้อมูลมากกว่า

42. Port ชนิดต่างๆ พอร์ตขนาน (Parallel Port) พอร์ตขนานเป็นพอร์ตรุ่นเก่า มักใช้ในการเชื่อต่อกับเครื่องพิมพ์จึงเรียกได้อีกอย่างว่า พอร์ตเครื่องพิมพ์ (Printer Port) เช่นเดียวกันกับพอร์ตอนุกรม อุปกรณ์ต่างๆหันไปใช้การเชื่อมต่อผ่านทางพอร์ต USB ที่มีความเร็วการรับส่งข้อมูลมากกว่า

43. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต PS/2 เป็นพอร์ตที่ใช้เชื่อต่อกับเมาส์หรือคีย์บอร์ดภายนอก ในปัจจุบันคีย์บอร์ดและเมาส์มักเชื่อมต่อผ่านพอร์ต USB ซึ่งมีขายมากมายตามท้องตลาด ดังนั้นปัจจุบันจึงไม่พบพอร์ตชนิดนี้มากนักในเครื่องรุ่นใหม่ๆ

44. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต USB เป็นพอร์ตการเชื่อมต่อที่มีความจำเป็นกับการงานคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน เนื่องจากอุปกรณ์ภายนอกหลายๆชนิดนิยมใช้พอร์ตนี้ในการติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์หรือตัวโน้ตบุ๊ค ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่ใช้พอร์ต USB ได้แก่ เครื่องพิมพ์ เมาส์ อุปกรณ์เก็บข้อมูลและกล้องดิจิตอล เป็นต้น ความเร็วของการรับส่งข้อมูลผ่านพอร์ต USB ถ้าเป็น USB 1.1 จะมีความเร็วอยู่ที่ 12 Mbps แต่ถ้าเป็นพอร์ตแบบ USB 2.0 แล้วจะมีความเร็วการรับส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเป็น 480 Mbps

45. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต RJ45 (LAN Port) เป็นพอร์ตที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับสายแลนที่มีการเข้าหัวแบบ RJ45 เพื่อใช้ในการเข้าถึงระบบเครือข่าย ในคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันมักจะติดตั้งพอร์ต RJ45 มาไว้เป็นมาตรฐานอยู่แล้ว

46. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต RJ11 (Modem Port) เป็นพอร์ตที่มีลักษณะคล้ายกับพอร์ต RJ45 แต่จะมีขนาดเล็กกว่า เนื่องจากตัวพอร์ต RJ11 มีเพียง 4 ขา ขณะที่ พอร์ต RJ45 มีจำนวนขา 8 ขา สำหรับหน้าที่ของพอร์ต RJ11 นั้นไว้สำหรับเชื่อมต่อกับโมเด็มผ่านทางสายโทรศัพท์ที่มีการเข้าหัวแบบ RJ11 เช่นกัน

47. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต S-Video (TV-Out) เป็นพอร์ตที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับสาย S-Video เพื่อให้แสดงผลจากคอมพิวเตอร์ไปปรากฏบนจอโทรทัศน์

48. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต RJB สำหรับต่อเพื่อใช้ในการแสดงผลบนจอภาพภายนอกอื่นๆ ลักษณะการเชื่อมต่อจะเป็นแบบอนาล็อกสามารถต่อได้ทั้งจอแบบ CRT และ LCD

49. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต DVI เป็นพอร์ตที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อกับจอ LCD หรือเครื่องโปรเจ็คเตอร์ที่อยู่ภายนอก โดยมีการรับส่งข้อมูลแบบดิจิตอล จึงทำให้ไม่ต้องมีการแปลงข้อมูลจากอนาลอกเป็นดิจิตอลอีกครั้ง ส่งผลให้คุณภาพของการแสดงผลที่ได้จะมีประสิทธิภาพที่ดีและรวดเร็ว สำหรับพอร์ต DVI จะแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ แบบ DVI-I ที่รองรับทั้งสัญญาณแบบดิจิตอลและอนาล็อก และแบบ DVI-D ที่รองรับได้เพียงสัญญาณดิจิตอลเท่านั้น

50. Port ชนิดต่างๆ พอร์ต IEEE1394 (Firewire) พอร์ต IEEE1394 หรือเรียกอีกอย่างว่า “Firewire” ในเครื่อง Mac หรือ “i.Link” ของ Sony เป็นพอร์ตที่ใช้สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆที่ต้องการความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูง เช่น กล้องวีดีโอ ดิจิตอล หรือไดร์ฟสำหรับบันทึกข้อมูลเป็นต้น โดยจะมีความเร็วถึง 400 Mbps แต่ ในปัจจุบัน ได้มีการพัฒนามาตรฐานให้เป็น IEEE1394b ที่เพิ่มความเร็วการรับส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นถึง 800 Mbps