รายวชา 2313015 ไมโครคอมพวเตอร

หนวยท 1 พนฐานและการท างานของระบบคอมพวเตอรอาจารยผสอน อตโรจน วงษวขรศกด

คณะบรหารศาสตร สาขาวชาคอมพวเตอรธรกจhttp://jaydaymaster.wordpress.com

พนฐานคอมพวเตอร

คอมพวเตอร คอ อปกรณอเลกทรอนกส ทมความสามารถในการประมวลผลแบบอตโนมต สามารถรบค าสงและปฏบตงานตาม เพอใหไดมาซงผลลพธทตองการ เชน การรบขอมลเขามายงระบบ เพอท าการประมวลผล (การค านวณ, การเปรยบเทยบเงอนไขทางตรรกะ) และแสดงผลลพทธออกมา อกทงยงสามารถบนทกขอมลลงในสอจดเกบขอมล (เชน ฮารดดสกไดรฟ, แฟลชไดรฟ ฯลฯ)

2

องคประกอบของระบบคอมพวเตอร

1. ฮารดแวร (Hardware)2. ซอฟตแวร (Software)3. ขอมล (Data)4. กระบวนการท างาน (Procedures)5. บคลากร (People)

3

ฮารดแวร (Hardware)

หมายถง ตวเครองคอมพวเตอร จดเปนอปกรณทางกายภาพทสามารถมองเหนและสมผสได เชน แผงวงจรอเลกทรอนกส ชป และชนสวนประกอบเชงกลไกตางๆ ฮารดแวรในระบบคอมพวเตอร แบงเปน 5 ประเภทดวยกนคออปกรณน าเขาขอมล (Input Devices)หนวยความจ าหลก (Main Memory)หนวยประมวลผล (Processor Units)อปกรณแสดงผล (Output Devices)หนวยเกบขอมลภายนอก (External Storage)

4

ซอฟตแวร (Software)

หมายถง หมายถง โปรแกรมหรอชดค าสงทบอกคอมพวเตอรวาจะตองท าอะไร โดยโปรแกรมสงงานจะถกเขยนดวยภาษาคอมพวเตอร และถกแปลเปนภาษาเครองทคอมพวเตอรเขาใจ จากนนกจะน าค าสงเหลานไปควบคมอปกรณฮารดแวรใหท างาน ซอฟตแวรแบงออกเปน 2 ประเภทหลกๆ คอซอฟตแวรระบบ (System Software)ซอฟตแวรประยกต (Application Software)

5

ซอฟตแวรระบบ (System Software)

ท าหนาท ควบคมการท างานคอมพวเตอรทงระบบ และชวยอ านวยความสะดวกแกผใชในการโตตอบกบคอมพวเตอร ซงคอมพวเตอรทกเครองจะตองตดตงซอฟตแวรระบบกอนจงจะท าใหเครองสามารถบตได ซอฟตแวรระบบกคอ ระบบปฏบตการตางๆ นนเอง เชนWindowsLinuxUnix

6

ซอฟตแวรประยกต (Application Software)

เปนโปรแกรมทถกออกแบบมาเพอใชงานดานใดดานหนงโดยเฉพาะ อนไดแก โปรแกรมส าเรจรปตางๆ เชน ชดโปรแกรมส านกงานไมโครซอฟตออฟฟศ (Microsoft Office) ทน ามาใชงานเอกสารตางๆ รวมถงโปรแกรมทถกเขยนขนดวยภาษาคอมพวเตอรระดบสงเพอใชงานทางธรกจตางๆ เชน โปรแกรมบญช โปรแกรมเงนเดอน โปรแกรมควบคมสนคาคงคลง เปนตน

7

ขอมล (Data)

ขอมลดบทเกบรายละเอยดเกยวกบความจรงทงหลาย ซงอาจอยในรปของตวเลข ตวอกษร หรอรปภาพ เชน รหสนกเรยน ชอ ทอย อาย และระดบชน ซงเปนขอมลทยงไมไดผานการประมวลผล

8

กระบวนการ (Procedures)

หมายถง ขนตอนการท างานเพอใหผใชไดรบทราบวา จะมวธการจดการหรอปฏบตการกบขอมลเหลานนอยางไร จะตองท าอะไรบาง เพอด าเนนงานกบขอมลทไดมา ครนเมอด าเนนการแลว ผลลพธทไดออกมา คออะไร

9

บคลากร (People)

หมายถง บคลากรทางคอมพวเตอร เชน บคลากรทท าหนาทออกแบบและพฒนาโปรแกรม เชน นกวเคราะหระบบ

โปรแกรมเมอรบคลากรทปฏบตหนาทประจ าวน หรอผใชปลายทาง (End Users) เชน

พนกงานปอนขอมล

10

วงจรการประมวลผลขอมล11

1. ระบบการสงขอมลเขา(Input)

2. ระบบการประมวลผล(Processing)

3. ระบบการแสดงผล(Output)

4. ระบบจดเกบขอมล/สารสนเทศ(Storage)

Processing

Permanent Storage

Input Output

MIC, Keyboard, Mouse CPURAM

Monitor, Printer, Speaker

Optical Drive, Hard Disk Drive, Flash Drive

ตวอยางการท างานของระบบคอมพวเตอร

1. Inputผใชเปดคอมพวเตอร และโตตอบกบคอมพวเตอรดวยการสงรนโปรแกรม

เงนเดอน2. Processingโปรแกรมไดอานขอมลเงนเดอนพนกงานแตละคนจากแฟมขอมล แลวโหลด

มาไวในหนวยความจ าหลกคอมพวเตอรเรมประมวลผล ดวยการค านวณเงนเดอนพนกงานแตละคน

ตามสตรและเงอนไขทระบไวในตวโปรแกรม เพอค านวณรายไดสทธ ภาษ เงนเดอน ประกนสงคม เงนสะสม ฯลฯ

มการจดเกบคาตวแปรตางๆ ทเกยวของและจ าเปนตอการใชงาน (ในหนวยความจ าหลก)

12

ตวอยางการท างานของระบบคอมพวเตอร

2. Processing (ตอ)วนกลบไปท าขนตอนท 2 จนกระทงหมดขอมล แลวไปท าขนตอนตอไป

3. Outputพมพรายงาน โดยพมพสลปเงนเดอน (ส าหรบพนกงาน) และพมพใบสรป

เงนเดอนทตองจายในเดอนนนๆ (ส าหรบนายจาง) และรายงานเงนเดอนโอนเขาบญชธนาคาร (ส าหรบธนาคาร)

4. Permanent Storageโปรแกรมจะอพเดทขอมลเงนเดอนพนกงานลงในฮารดดสก เพอเกบไวใช

งานในรอบเดอนถดไป

13

ประเภทของคอมพวเตอร

1. ซเปอรคอมพวเตอร (Super Computer)2. เมนเฟรมคอมพวเตอร (Mainframe Computer)3. มนคอมพวเตอร (Mini Computer)4. เวรกสเตชน (Workstation)5. ไมโครคอมพวเตอร (Microcomputer)

14

สถาปตยกรรมซพย

ซพย CISC (Complex Instruction Set Computing)ภายในซพยประกอบดวยชดค าสงภายในจ านวนมาก ทงชดค าสงพนฐานและ

ชดค าสงทมความซบซอนโปรแกรมทออกแบบมาเพอใชงานซพยแบบน สามารถใชประโยชนจาก

ชดค าสงทมอยไดทนทชดค าสงมมากถง 200-300 ชดค าสงซพยมขนาดใหญ และใชพลงงานมาก ท าใหเกดความรอนสงซพยทใชสถาปตยกรรมน ไดแก Intel และ AMD

15

สถาปตยกรรมซพย

ซพย RISC (Reduced Instruction Set Computing)ภายในซพยประกอบดวยชดค าสงภายในทนอยกวาซพยแบบ CISCบรรจชดค าสงพนฐานงายๆ ทใชงานอยเปนประจ าการประมวลผลค าสงใชเวลานอยกวาแบบ CISC เพราะมเฉพาะค าสงพนฐานท

บรรจอยภายในตวซพยการประมวลผลค าสงทซบซอนจะปลอยใหเปนหนาทของระบบปฏบตการซพยมขนาดเลก และใชพลงงานนอยซพยทใชสถาปตยกรรมน เชน Power PC, Silicon Graphics และ DEC

Alpha เปนตน

16

ขอดและขอเสยของซพยแบบ CISC และ RISC

ชนดซพย ขอด ขอเสย

CISC 1. พซคอมพวเตอรจ านวนมากในปจจบน ใชสถาปตยกรรมแบบ CISC

2. มแอพพลเคชนมากมายทออกแบบมาท างานกบซพยชนดน เนองจากผผลตซพยชนดนกคอบรษทอนเทล สวนดานซอฟตแวรกคอ บรษทไมโครซอฟต

1. กระบวนการผลตคอนขางย งยาก และซบซอน ท าใหเกดขอผดพลาดไดงาย

2. แอพพลเคชนทเกยวกบมลตมเดยหรอกราฟก เมอรนอยบนซพย CISC จะท างานชากวาซพย RISC

RISC 1. การออกแบบซพยมความงายกวา และใชก าลงไฟฟานอย

2. โปรแกรมทางกราฟก เมอรนอยบนซพยแบบ RISC จะท างานเรวกวา CISC

1. ผ พ ฒ น า ซ อ ฟ ต แ ว ร ส ว น ใ ห ญ พ ฒ น าแอพพลเคชนให CISC มากกวา เพราะเหตผลทางการตลาด

2. ตลาดซพยสวนใหญเปนของอนเทล ท าใหซพย RISC ไมเตบโตเทาทควร แมวา RISC จะดกวาในหลายๆ ดาน

17

คณลกษณะทบงบอกถงความแตกตางในระบบคอมพวเตอร

1. ขนาดขอมล (Word Size)เวรด คอ หนวยขอมลจากการน ากลมบตหลายๆ บตมารวมกนเปนเวรด ซง

หนงเวรดอาจมขนาด 16 บต หรอ 32 บตหากขนาดขอมลใหญ คอมพวเตอรจะสามารถรบสงขอมลระหวางกนไดมากขน

เชนถาระบบคอมพวเตอรเครองใดมขนาดเวรดเพยง 16 บต กจะตองรบสงกน

ถง 4 รอบดวยกนถาเปนคอมพวเตอรระบบ 32 บต กจะรบสงขอมลเพยง 2 รอบถาคอมพวเตอรเปนระบบ 64 บต กจะรบสงขอมลเพยงรอบเดยวเทานน

18

คณลกษณะทบงบอกถงความแตกตางในระบบคอมพวเตอร

2. ความเรวของโปรเซสเซอรเมกะเฮรตซ (Megahertz : MHz) เปนหนวยวดความเรวทถกน ามาใชกบ

เครองพซ โดยความเรวท 1 MHz ตอสญญาณนาฬกา หมายถง จ านวนบต 16, 32 หรอ 64 บต ทสามารถด าเนนการไดอยางนอยหนงลานครงตอวนาท อยางไรกตาม นอกจากการพจารณาอตราความเรวแลว ยงเกยวของกบแบนดวธทสามารถสงผานขอมลของจ านวนบตไดมากหรอนอย

19

ByteByteByteByte

32 bit16 bit

8 bitSPEC 60 MHz

คณลกษณะทบงบอกถงความแตกตางในระบบคอมพวเตอร

มปส (Million of Instructions Per Second : MIPS) เปนหนวยวดความเรวทถกน ามาใชกบคอมพวเตอรระดบกลางขนไป โดยอยางนอยในเวลา 1วนาท โปรเซสเซอรจะตองประมวลผลไดจ านวนลานค าสง อยางไรกตาม หนวยวด MIPS ไมมความเทยงตรงเหมอนกบหนวยวด MHz และ FLOPS

ฟลอปส (Floating Point Operations Per Second : FLOPS) เปนหนวยวดความเรวทน ามาใชกบซเปอรคอมพวเตอร โดยไมไดค านงถงจ านวนค าสงทถกประมวลผล แตจะวดจากงานทปฏบตการ ซงสวนมากเปนงานดานวทยาศาสตรและการค านวณทมความซบซอนสงเปนพเศษ ส าหรบซเปอรคอมพวเตอรทวไปจะปฏบตการได 30-100 GFLOPS (Gigaflop) โดยท 1 GFLOPS จะเทากบ 1 พนลาน FLOPS

20

คณลกษณะทบงบอกถงความแตกตางในระบบคอมพวเตอร

3. ขนาดความจของหนวยความจ าหลกกโลไบต (Kilobytes : KB) โดย 1 KB มขนาดเทากบ 1024 byteเมกะไบต (Megabytes : MB) โดย 1 MB มขนาดเทากบ 1024 KBกกะไบต (Gigabytes : GB) โดย 1 GB มขนาดเทากบ 1024 MBเทอราไบต (Terabytes : TB) โดย 1 TB มขนาดเทากบ 1024 GB

21

คณสมบตของคอมพวเตอร

1. คอมพวเตอรมความเรวสงในการประมวลผล2. คอมพวเตอรมความแมนย าสง โดยเฉพาะงานค านวณทมความซบซอน3. คอมพวเตอรมความเทยงตรง แมวาจะท างานซ าๆ กนหลายๆ รอบกตาม กจะ

ไดผลลพธทตรงกนเสมอ4. คอมพวเตอรมความถกตอง เชอถอได โดยคอมพวเตอรจะท างานโดยไมรจก

เหนดเหนอย เมอเทยบกบการท างานของมนษย ซงมโอกาสผดพลาดสงกวา จากอาการเหนอยลา หรอจากการตรากตร าท างานหนก ซงตองใชเวลาพกผอน

5. คอมพวเตอรมความจสง สามารถจดเกบหรอส ารองขอมลไดอยางไมจ ากด

22