02 hardware

001272 Introduction to Computer Information Science 1

คอมพิวเตอรคอมพิวเตอรฮารดแวรฮารดแวร

Hardware ComputerHardware Computer

ภาควิชาวิทยาการคอมพวิเตอรและเทคโนโลยีสารสนเทศ คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยนเรศวร

001272 Introduction to Computer Information Science2

วัตถุประสงควัตถุประสงค• เพื่อรูจักองคประกอบของเครื่องคอมพิวเตอรและ

อุปกรณตอพวงตางๆ

• อธิบายหนาที่ของฮารดแวรในแตละสวนได


ฮารดแวรคืออะไรฮารดแวรคืออะไร??• เปนสวนหนึ่งของระบบคอมพวิเตอรที่เราสามารถจับตองได

• สามารถแบงกลุมตามหนาทีใ่นสวนของคอมพวิเตอรฮารดแวรไดออกเปน 5 สวน แตละสวนตางทําหนาที่ที่แตกตางกันไป แตก็มีความสัมพันธเกี่ยวของกัน ดังนี้

1. หนวยรับขอมูล (Input Unit)

2.สวนประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU)

3. หนวยแสดงผลขอมูล (Output Unit)

4. หนวยจัดเก็บขอมูล (Storage Unit)

5. สวนตอประสาน (Connectivity)


เครื่องคอมพวิเตอรและอปุกรณตอพวงเครื่องคอมพวิเตอรและอปุกรณตอพวง


แบบจาํลองโครงสรางของเครื่องคอมพวิเตอรแบบจาํลองโครงสรางของเครื่องคอมพวิเตอร

สวนนําขอมูลเขา

INPUT

หนวยประมวลผล

PROCESSOR

สวนแสดงผลขอมูลออก

OUTPUT

หนวยความจํา

MEMORY

หนวยเชื่อมตอ

Connectivity


หนวยรับขอมูลหนวยรับขอมูล (INPUT UNIT)(INPUT UNIT)

• Input Unit เปนหนวยอุปกรณที่ทําหนาที่ รบัคําสั่งหรือรบัขอมูล จากผูใช

หรือ จากสิ่งแวดลอม เขาสูคอมพิวเตอรเพื่อใหคอมพิวเตอรดําเนินการ

ประมวลผลตอไป

• ขอมูลที่สามารถนําเขาไปประมวลผลในคอมพิวเตอรสามารถเปนไดหลาย

ประเภท เชน ตัวอักษร ขอความ จํานวน รูปภาพ สี อุณหภูมิ เสียง หรือ

ขอมูลอื่นๆ ที่สามารถแปลงเปนรหัสดิจิตอลได

• อุปกรณรับขอมูลเขามีหลายรูปแบบ


การจาํแนกประเภทอุปกรณนําเขาการจาํแนกประเภทอุปกรณนําเขา (Input Devices Classification)(Input Devices Classification)

• นําเขาโดยการพิมพ

– เชน Keyboard, Button

• นําเขาแบบชี้ตําแหนง

– เชน Mouse, Tracking Ball, Touch Screen, Light Pen (Stylus)

• นําเขาโดยการอานจากแสง

– เชน Bar-code reader, Scanner, Digital Camera, OCR

• นําเขาโดยการอานจากหมึกแมเหลก็

– เชน Magnetic Ink Character Reader (MICR)

• นําเขาโดยการอานจากสือ่บันทึก

– เชน Disk Drive, CD-ROM Drive, Card reader

• นําเขาโดยการรับจากเสียง

– เชน Microphone

• นําเขาจากคลื่นแมเหล็กไฟฟา

– RFID Reader

• อื่นๆ


อุปกรณนําเขาดวยการพมิพอุปกรณนําเขาดวยการพมิพ

• แปนพิมพ (Keyboard) แบบตางๆ


Keyboard Keyboard ที่ถูกออกแบบมาพิเศษที่ถูกออกแบบมาพิเศษ

Maltron One hand สามารถใชมือเดียวในการพมิพ

Keyboard บางประเภทถูกออกแบบมาเพื่อรองรับ

ลักษณะทางกายภาพของมนุษย เพื่อใหผูใชสามารถ

พิมพไดเร็วและทํางานไดนานขึน้ (สามารถลดความ

เมื่อยลาได)


Software Virtual KeyboardSoftware Virtual Keyboard

เปน Software ที่ทาํหนาที่เปน Keyboard คอยรับการปอนขอความเขาสูคอมพิวเตอร ซึ่ง

สามารถใช Mouse ในการคลิกเลือกตัวอักษรแทนการพมิพที่ Keyboard จริง


อปุกรณนําเขาดวยการพมิพอปุกรณนําเขาดวยการพมิพอืน่ๆอืน่ๆ

• ปุมกด (Button)


อุปกรณอุปกรณนําเขานําเขาจากการจากการชี้ตําแหนงชี้ตําแหนง

• Mouseใชลูกกลิง้ (Rolling

ball) เปนตัว

กําหนดการเคลื่อนที่

ของ Mouse

ใชตัวตรวจจับแสง

(Optical Sensor)

ตรวจจับการเคลื่อนที่

ของ Mouse



• Track Ball



• Touch Screen เปนทั้งอุปกรณ Input และ Output



• Stylus , Light Pen



• Touch Pad



• Pointing Stick



• Joystick


อุปกรณนําเขาโดยการอานจากแสงอุปกรณนําเขาโดยการอานจากแสง

• Bar-code Reader

แถบบารโคดเครื่องอานบารโคด



• Scanner



• Fingerprint Scanner



• Retina (Eye) Scanner


อุปกรณนําเขาโดยการอานจากหมึกแมเหล็กอุปกรณนําเขาโดยการอานจากหมึกแมเหล็ก

• Magnetic Ink Character Reader (MICR)

MICR Font คือหมึกแมเหล็กที่

พิมพลงบนเอกสาร


อุปกรณนําเขาโดยอานจากสื่อบันทึกอุปกรณนําเขาโดยอานจากสื่อบันทึก

DVD Drive

Card Reader

Floppy Drive


อุปกรณนําเขาจากเสียงอุปกรณนําเขาจากเสียง

• Microphone


อุปกรณนําเขาโดยอานจากคลื่นแมเหล็กไฟฟาอุปกรณนําเขาโดยอานจากคลื่นแมเหล็กไฟฟา

• RFID Reader– RFID :Radio Frequency Identification

RFID tag

RFID Reader


หนวยแสดงผลหนวยแสดงผล (Output Unit)(Output Unit)

• คืออุปกรณตางๆ ที่ใชสําหรับแสดงผลการทํางานหรือผลลัพธที่ไดหลังจากที่คอมพิวเตอรประมวลผลขอมูลเปนที่เรียบรอยแลว

• ขอมูลที่ไดหลังการประมวลผล ก็คือขอมูลตามที่ผูใชงานตองการ ซึ่งก็มีหลากหลายรูปแบบ ขึ้นอยูกับอุปกรณแสดงผลขอมูล

• อุปกรณแสดงผลขอมูลที่เราใชกับบอยๆ ก็คือ จอภาพ (monitor), เครื่องพิมพ (printers) และลําโพง (speaker)


อุปกรณแสดงผลดวยเสียงอุปกรณแสดงผลดวยเสียง

• ลําโพง (Speaker) •ชุดหูฟง (Headset)


ประเภทของประเภทของจอภาพแสดงผลจอภาพแสดงผล

• จอภาพสีเดยีว (Monochrome Monitor)

• จอภาพสี (Color Monitor)

• จอภาพแบบแบน (LCD; Liquid Crystal Display)


Pixel

จอภาพแสดงผลจอภาพแสดงผล ( (Monitor)Monitor)

Dot pitch


ประเภทเครื่องพมิพประเภทเครื่องพมิพ ( (Printer)Printer)

เครื่องพิมพแบบกระทบเครื่องพิมพแบบกระทบ (Dot Matrix Printer)(Dot Matrix Printer)

เครื่องพิมพแบบพนหมึกเครื่องพิมพแบบพนหมึก ( (Inkjet Printer)Inkjet Printer)

เครื่องพิมพเลเซอรเครื่องพิมพเลเซอร ( (Laser Printer)Laser Printer)


เครื่องพิมพแบบเครื่องพิมพแบบกระทบกระทบ (Impact (Impact Printer)Printer)หรือหรือ ((Dot Dot Matrix Printer)Matrix Printer)

ขอดีของเครื่องพิมพลักษณะนี ้คือ หมึกพิมพเปนตลบั ราคาไมสูงมากนัก สามารถพิมพกระดาษหลายกอปปได ความเร็วในการพิมพวัดเปน ตัวอักษรตอวินาที (cps: Character per second)

ตลับผาหมึก


เครื่องพมิพเครื่องพมิพแบบพนหมึกแบบพนหมึก ( (Inkjet Printer)Inkjet Printer)

ความเร็วในการพิมพวัดเปนหนาตอนาที (ppm :pages per minutes)


เครื่องพมิพเครื่องพมิพเลเซอรเลเซอร ( (Laser Printer)Laser Printer)

ความเร็วในการพิมพวัดเปนหนาตอนาที (ppm :pages per minutes)


Plotter Plotter • Plotter เปนเครื่องพิมพขนาดใหญ ซึ่งใชสําหรับงานพิมพที่ตองใชพื้นที่ในการ

พิมพมาก ตัวอยางเชน แผนปายโฆษณา โปสเตอร หรือ แผนผังขนาดใหญ


หนวยความจําหนวยความจํา (Memory)(Memory)

• หนวยความจํา คือหนวยสําหรับเก็บขอมูลของคอมพิวเตอร

• หนวยความจํา แบงเปนสองประเภท

– หนวยความจําหลัก (Primary Memory)

• คือหนวยความจําภายในเครื่องคอมพวิเตอร ซึ่งเกบ็ขอมูลที่พรอมจะนํามาประมวลผลได

ทันที ในขณะที่คอมพิวเตอรกําลังทํางานอยู (เปดเครื่องอยู)

– หนวยความจํารอง (Secondary Memory)

• คือสื่อบันทึกขอมูลตางๆ ที่เก็บขอมูลของคอมพิวเตอรไวตอนที่เครื่องคอมพิวเตอรไม

ทํางาน (ปดเครื่อง) ขอมูลในสื่อบนัทึกขอมูลจะถูกนํามาใชไดก็ตอเมื่อมีการอานจากสื่อ

บันทึกขอมูลเขามาสูหนวยความจําหลัก


ชนิดของหนวยความจําหลักชนิดของหนวยความจําหลัก

• RAM (Random Access Memory)• ROM (Read Only Memory)


Random Access MemoryRandom Access Memory (RAM)(RAM)

• หนวยความจําก็คือพื้นทีท่ํางานของคอมพิวเตอร ซึ่งจะจัดเก็บคําสั่ง และขอมลู

ที่ใชระหวางที่มีการประมวลผล หนวยความจําแบบนี้คอื หนวยความจําหลัก

(main memory หรือ primary storage) ก็คือ RAM (Random Access Memory)

นั้นเอง

• ความจุของ RAM ถือวามีความสําคัญมาก เพราะถาเรามี RAM ที่มีความจุสูง

ในระหวางที่มีการประมวลผลก็จะมีพื้นที่สําหรับเก็บคําสั่งและขอมลูที่ตอง

ใชไดเพียงพอ


ROM (Read Only Memory)ROM (Read Only Memory)• นอกจากหนวยความจําหลักที่เปน RAM แลวในคอมพิวเตอรเรายังมี

ROM (Read only memory) คือหนวยความจําหลักภายในเครื่องคอมพิวเตอรเชนกัน โดยปกติแลว ROM จะมีความจุไม

ใหญนัก และมักจะใชเก็บคําสั่งหรือขอมูลการตั้งคาที่จําเปนสําหรับชวย

ใหเครื่องคอมพิวเตอรเริ่มตนทํางาน


ROMROM


หนวยความจํารองหนวยความจํารอง ((Secondary MemorySecondary Memory))

• สื่อบันทึกแมเหล็ก (Magnetic Storage Media)

• สื่อบันทึกที่ตองอานดวยแสง (Optical Storage Media)

• สื่อบันทึกแบบโซลิดสเตท (Solid State Media)


หนวยความจํารองหนวยความจํารอง ((Secondary MemorySecondary Memory))• สื่อบันทึกแมเหล็ก (Magnetic Storage Media)

– เทปแมเหล็ก (Magnetic Tape)

• ขอมลูจะถูกบันทึกเปนสัญญาณแมเหล็กบนผิวของสายเทป

• การอานและเขียนขอมูลจะเปนแบบลําดับ (Sequential Access

Read/Write) นั่นคือจะตองอาน/เขียนจากหัวเทปไปหาปลายเทป

– จานแมเหล็ก (Magnetic Disk)

• ยกตัวอยางเชน Floppy Disk หรือ HardDisk

• ขอมลูจะถูกบันทึกเปนสัญญาณแมเหล็กบนผิวของจานแมเหล็ก

• การอานและเขียนขอมูลจะมีลักษณะเปนการเขาถึงแบบตรง (Direct

Access Read/Write)


Magnetic TapeMagnetic Tape


หลักการทํางานของหลักการทํางานของ Magnetic TapeMagnetic Tape

หัวอาน/เขียนเทป

Sequential Access Read/Write


Magnetic DiskMagnetic Disk

Floppy Disk HardDisk


หลักการทํางานของหลักการทํางานของ DiskDisk

Track

Sector

หัวอาน/เขียนของ Drive

โครงสรางแบง Track และ Sector

การอานเขียนจะเปนแบบ Direct Access Read/Write คือจะตองระบุถึงตําแหนงของ Track และ Sector ที่ตองการอานหรอืเขยีน


หลักการทํางานของหลักการทํางานของ HarddiskHarddiskHard disk ใชหลักการเดียวกันกับ Disk แตจะมีจํานวนจานแมเหล็กมากกวา โดยมีการเรียงเปนชัน้ๆ


หนวยความจํารองหนวยความจํารอง ((Secondary MemorySecondary Memory))

• สื่อบันทึกที่ตองอานดวยแสง (Optical Storage Media)

– ไดแก แผน CD-ROM ,CD-RW, DVD

– ใชแสงในการอานขอมูลที่ผิวของแผน ดังนั้นถาแผนเปนรอยอาจทําใหขอมลูที่

อานไมถูกตอง


หลักการของแผนหลักการของแผน CDCD

ภาพถายผิว CD ระดับไมครอน

พื้นผิวที่ไมเรียบ คือการเขารหัสขอมูลบนผิวของแผน CD

-ถาเปนพื้นเรียบใหรหัสเปน 0-ถาเปนพื้นยกขึ้นใหรหัสเปน 1


หนวยความจําสํารองหนวยความจําสํารอง ((Secondary MemorySecondary Memory))

• สื่อบันทึกแบบโซลิดสเตท (Solid State Media)

– สื่อบันทึกขอมลูแบบโซลิดสเตท เปนชิปที่สามารถอานและเขยีนขอมลูได

– ขอมลูทีอ่ยูในชิปจะไมลบเลือน

– การเปลี่ยนสถานะของขอมลูในชิปจะใชกระบวนการทางไฟฟาควบคุมเพื่อ

การเปลี่ยนแปลงสถานะ

– ชิปประเภทนี้มักถูกเรียกวา Flash Memory

– เปนที่นิยมใชกันอยางแพรหลายในอุปกรณ Digital แบบพกพา เชน กลอง

ดิจิตอล หรือ โทรศัพทเคลือ่นที ่เปนตน


Flash memoryFlash memory• การเก็บขอมูลจะเปนแบบดิจิตอลโดยเก็บใน cell ที่อยูในชิป


Flash memoryFlash memory• ขอดี:

– 1. สามารถเก็บขอมูลไดดีกวา magnetic disk เนื่องจากเปนการเก็บขอมลูโดยใช chip

– 2. ในขณะที่ทําการบันทึกจะไมมีการหมุนของอุปกรณภายใน flash memory card ทําใหมีความคงทนตอการกระทบกระเทือนไดมากกวา magnetic disk จึงเขาถึงขอมูลไดเร็วกวา disk

– 3. มีขนาดเล็ก และ สามารถถอดออกไดงาย

• ขอเสีย:

– 1. ปจจุบันมีขอจํากัดดานความจุ ซึ่งมีความจุนอยกวาฮารดดิสก


หนวยประมวลผลหนวยประมวลผล Processing UnitProcessing Unit• หนวยประมวลผลคอืหนวยที่แปลคําสั่งแลวทําการ

ประมวลผลคาํสั่งเพื่อใหไดผลลัพธตามที่ตองการ ไดแก

–หนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU)

–หนวยประมวลผลรวม (Coprocessor/ Chipsets)


หนวยประมวลผลกลางหนวยประมวลผลกลาง Central Processing UnitCentral Processing Unit: : CPUCPU• เปน Chip หลักที่ทําหนาที่ประมวลผลคําสั่ง

• องคประกอบของ CPU

– หนวยความจําภายใน (Inner memory)

• รีจิสเตอร (Register)

• แคช (cache)

– วงจรหนวยควบคุม (Control Unit: CU)

– วงจรหนวยคํานวณและเปรียบเทียบ (Arithmetic and Logics Unit: ALU)


แผงวงจรบนแผงวงจรบน CPUCPU


องคประกอบขององคประกอบของ CPUCPU

ALUCU

registers

Cache (Level 1)

CPU

Data Line

Control Signal

Input/Output Devices


องคประกอบขององคประกอบของ CPUCPU• รีจีเตอร (Register) คือหนวยความจําที่อยูใน CPU ที่มีความเร็วสูง มีขนาดเล็ก ใช

สําหรับเก็บคําสั่งหรือขอมูลที่กาํลังถูกประมวลผล

• แคช (Cache) คอืหนวยความจําที่มีอัตราเร็วในการเขาถึงสูง (เปน SRAM) สําหรับเก็บขอมูลที่รอจะสงไปประมวลผลยัง CPU

– เนื่องจาก CPU มีความเร็วในการประมวลผลทีส่งูมากถาตองรอคอยขอมูลจากหนวยความจําที่ชากวา CPU มากๆ ก็จะทําใหประสิทธิภาพในการะประมวลผลโดยรวมต่ํา ดังนั้นจงึจําเปนตองใชหนวยความจําที่มีอัตราเร็วใกลเคียงกับ CPU มากที่สุดเพื่อจะไดสงขอมูลใหกับ CPU ไดอยางทันถวงที

• หนวยควบคุม (CU ) คือวงจรที่ควบคมุใหหนวยตางๆ ทํางานประสานกันได

• หนวยคํานวณและเปรียบเทียบ (ALU) คือวงจรสําหรับคํานวณทางคณิตศาสตรและเปรียบเทียบทางตรรกะของ CPU


ตัวประมวลผลรวมตัวประมวลผลรวม (Coprocessor/Chipset)(Coprocessor/Chipset)• ตัวประมวลผลรวม (Coprocessor) คือตัวประมวลผลที่สรางขึ้นเพื่อทําหนาที่เฉพาะ

ชวยลดหนาที่ในการประมวลผลของ CPU โดยแบงหนาที่ในการประมวลผล

เฉพาะอยางไป ทําให CPU ทํางานนอยลง

– เชน Chipset ประมวลผลเสียง หรือ กราฟฟกส เปนตน


หนวยเชื่อมตอหนวยเชื่อมตอ (Connectivity Unit)(Connectivity Unit)

• หนวยเชื่อมตอ คือ ชองทางในการสื่อสารระหวางหนวยอุปกรณอื่นๆ

• ไดแก ระบบสื่อสารบนแผงวงจรหลัก (Mainboard) ทําหนาที่เปนตัวเชื่อมโยง

อุปกรณตางๆของคอมพิวเตอรใหสามารถสื่อสารและทํางานรวมกันได

Input/Output Port


แผงวงจรหลักแผงวงจรหลัก ((MainboardMainboard))


การสื่อสารกับอุปกรณภายนอกการสื่อสารกับอุปกรณภายนอก

• การสื่อสารกับอุปกรณตอพวง (Peripherals Devices)

• การสื่อสารกับคอมพิวเตอรเครื่องอื่นผานระบบเครือขาย


พอรตสื่อสารสําหรับอุปกรณตอพวงพอรตสื่อสารสําหรับอุปกรณตอพวง Input/Output PortInput/Output Port• พอรตสื่อสารสําหรับอุปกรณตอพวง เปนชองทางสําหรับการเชื่อมตอ

กับอุปกรณตอพวงประเภท Input/Output แบบตางๆ

• ตัวอยางของพอรตสื่อสาร

– พอรตยูเอสบี (USB Port)

– พอรตอนุกรม (Serial Port )

– พอรตขนาน (Parallel Port)

– พอรตแบบไรสาย (Wireless Port) เชน

• Infrared Port

• Bluetooth Port

– อื่นๆ


พอรตสื่อสารที่นิยมใชอยูในปจจุบันพอรตสื่อสารที่นิยมใชอยูในปจจุบัน

Serial Port

Parallel Port

USB port

Infrared Port


คําถามทายบทคําถามทายบท1. อุปกรณขอใดตอไปนี้ สามารถเปนไดทั้ง อุปกรณแสดงผลและอุปกรณนําเขา

ก. Mouse ข. Monitor แบบ Touch Screen

ค. Keyboard ง. Speaker

2. อุปกรณขอใดตอไปนี้ ไมใช อุปกรณนําเขาขอมูล (Input Device)

ก. Speaker ข. Mouse

ค. Joystick ง. Keyboard

3. ขอใดไมเปนสวนประกอบของ CPU

ก. ALU ข. Register ค. CU ง. RAM

4. ขอใดไมใชองคประกอบหลักของคอมพิวเตอร

ก. Storage ข. Output

ค. Memory ง. Process

5. ขอใดไมเปนอุปกรณแสดงผล

ก. เครื่องสแกนลายนิ้วมือ ข. เครื่องพิมพ

ค. จอภาพ ง. ลําโพง

6. พอรตเชื่อมตออุปกรณชนิดใดมีความเร็วสูงที่สุด

ก. สวนเชื่อมตอแบบขนาน ข. ยูเอสบี 2.0

ค. อินฟราเรด ง. บลูทูท (Bluetooth)

7. หนวยวดัความละเอียดของจอภาพคือ

ก. เมกกะเฮิรต ข. พิกเซล

ค. ไบท ง. บติ

8. ขอใดกลาว ไมถูกตอง เกี่ยวกับ แรม (RAM)

ก. ขอมูลยังอยูแมปดเครื่องไปแลว ข. สามารถบันทึกขอมูลได

ค. บันทึกขอมูลไดหลายครั้ง ง. เปนหนวยความจําหลัก

02 hardware

Documents

Transcript of 02 hardware