โครงสร้างคอมพิวเตอร์
ความหมายของโครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์
ความหมายของคำว่า “ โครงสร้าง” มาจากคำภาษาอังกฤษว่า “Stucture” ซึ่งมีความหมายตามพจนานุกรม New Model English – Thai Dictionary ของ So Sethaputra ว่า
- โครงร่าง, โครง, แผน, รูป, ร่าง
- อาการ ( หรือวิธี) สร้างของสิ่งใด ๆ
- ลักษณะ, ทำนอง
- สิ่งที่สร้างขึ้น, ตึก, โรงเรียน
คำว่า Structure” จาก Computer Dictionary ของ Microsoft Press Second Edition ให้ ความหมายไว้ว่า Structure : The design and composition of a program, including program flow, hierarchy, and modularity; also, a collection of data elements ซึ่งแปลว่า การออกแบบและส่วนประกอบของโปรแกรม รวมถึงแผนภูมิไหลขอโปรแกรม (Program Flow Chart), ลำดับขั้นตอนและส่วนประกอบ, และมีความหมายถึงการรวมกันของข้อมูลด้วยพจนานุกรม “Modern American Dictionary” ให้ความหมายของคำว่า Structure ได้ดังนี้
- Mode of Building of Arrangement of Parts.
- Something Constructed.
- Complex System
โครงสร้างคอมพิวเตอร์มีความสำคัญต่อการเรียนวิชาคอมพิวเตอร์อย่างไร
ทุกสิ่งทุกอย่างล้วนเป็นสิ่งที่ถูกสร้างโดยองค์ประกอบสำคัญอย่างใดอย่างหนึ่งเสมอ ในการเรียนวิชาคอมพิวเตอร์ ถ้าเราได้ศึกษาถึงโครงสร้างของคอมพิวเตอร์โดยละเอียดแล้ว จะทำให้เรารู้ถึงความสำคัญและความสัมพันธ์ของส่วนประกอบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ อย่างน้อยจะทำให้เรียนมีความสามารถดังนี้
- ออกแบบสร้าง หรือบอกส่วนประกอบที่สำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการใช้ หรือออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เหมาะกับงานที่ต้องการได้
- สามารถเลือกซื้อหรือเลือกใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ให้เหมาะกับงานได้
- สามารถประกอบหรือปรับปรุง (Up Grade) เครื่องคอมพิวเตอร์ให้ทันสมัยหรือเหมาะกับการใช้งาน
- สามารถบอกหรือซ่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขัดข้องด้วยตัวเองได้
โครงสร้างคอมพิวเตอร์ คือส่วนประกอบใดของคอมพิวเตอร์
ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ จะหมายถึงสิ่งสำคัญ 2 ประการด้วยกัน คือ
- ชิ้นส่วน หรืออุปกรณ์ที่นำมาประกอบกันขึ้นเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ซีพียู จอมอนิเตอร์ว่าจะต้องมีอะไรบ้าง และแต่ละชิ้นนั้นมีหน้าที่ในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์อย่างไร วงจรการทำงานของอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนนั้น ๆ เพราะการทำงานของชิ้นส่วนต่าง ๆ หรือของอุปกรณ์ต่าง ๆ จะขึ้นอยู่กับวงจร ถ้าไม่มีวงจรอุปกรณ์นั้นจะทำงานไม่ได้ หรือถ้าวงจรของอุปกรณ์นั้นเกิดชำรุดเสียหาย อุปกรณ์นั้นก็จะทำงานไม่ได้หรือทำงานผิดพลาดขึ้น
ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ และระบบการทำวานของเครื่องคอมพิวเตอร์
ความหมายของคำว่า “ คอมพิวเตอร์” “ ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์” และ “ ระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์” ดังนั้น จะต้องทำความเข้าใจใน 3 เครื่องที่สำคัญนี้ก่อน คือ
- คำว่า “ คอมพิวเตอร์” ภาษาอังกฤษ เรียกว่า Computer ซึ่งมาจากคำว่า Compute แปลว่า “ คำนวณ” และคำว่า “Computer” ก็แปลว่า “ เครื่องคำนวณ” นั่นเอง ทั้งนี้เพราะวัตถุประสงค์ของผู้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ในครั้งแรกก็เพื่อใช้ในการคำนวณ หลักการสำคัญในการทำงานของคอมพิวเตอร์ จะเรียกว่า “ การโปรเซส (Process)” ซึ่งเป็นวงจรที่มีหน้าที่สั่งการและควบคุมการทำงานของวงจรการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกวงจรให้ทำงานตามความต้องกมารของโปรแกรมที่ได้กำหนดไว้ ต่อมาได้มีการพัฒนาปรับปรุงวงจรโปรเซสเซอร์ ให้อยู่ในรูปของวงจรรวม ที่เรียกว่า วงจรไอซี (IC : Integrated Circuit) หรือที่เรียกในปัจจุบันว่า “ ซีพียู (CPU : Central Processing Unit)” ความหมายของ “ คอมพิวเตอร์” หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ จะหมายถึงตัว Processor หรือตัว CPU นั่นเอง ซึ่งจะไม่รวมอุปกรณ์เครื่องพ่วงอื่น ๆ เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย
- คำว่า “ ระบบเครื่องคอมพิวเตอร์” หมายถึง “ ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์” ประกอบกับอุปกรณ์ทำงานต่าง ๆ ของเครื่องที่เรียกว่า เครื่องพ่วงหรืออุปกรณ์พ่วง (Peripheral) ต่าง ๆ ที่ ประกอบกันเข้าเป็นระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ (Computer System) ดังนั้น คำว่าระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงหมายถึง เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วนคือ
- อุปกรณ์เครื่องพ่วงที่ใช้เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้า ที่เรียกว่า Input Unit เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ สแกนเนอร์ เป็นต้น
- ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือซีพียู ซึ่งมีหน้าที่สั่งการ และควบคุมการทำงานของวงจรทางด้านนำข้อมูลเข้า (Input Devices) และอุปกรณ์นำข้อมูลออก (Output Devices)
- อุปกรณ์เครื่องพ่วงที่ใช้เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลออก ที่เรียกว่า Output Unit เช่น Printer และจอมอนิเตอร์ เป็นต้น
รูปแสดงระบบคอมพิวเตอร์
อุปกรณ์เครื่องพ่วงทุกชิ้นไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ทางด้านนำข้อมูลเข้า หรือนำข้อมูลออก เป็นอุปกรณ์อิสระที่สามารถทำงานด้วยตัวของตัวเอง และมีลักษณะเป็นชิ้นส่วนที่สามารถแยกหรือนำมาประกอบกันได้ เรียกว่า โมดูล (Module) ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถที่จะนำชิ้นส่วนใด ๆ ตามที่ต้องการ จึงเรียกระบบคอมพิวเตอร์ว่าเป็นระบบโมดูลา (Modular System) ทำให้ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ได้รับประโยชน์อย่างน้อย ดังนี้
- ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเลือกใช้อุปกรณ์อะไรเป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้า และนำข้อมูลออก ประกอบเป็นระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ตามความต้องการที่เหมาะสมกับงานและเงินของตนเอง
- เป็นการประหยัดเวลาในการสร้างหรือประกอบระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ เพราะอุปกรณ์ทุกชิ้นเป็นโมดูล (Module)
- เป็นการประหยัดเงิน และค่าใช้จ่ายในการประกอบเป็นระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ เพราะใช้แต่อุปกรณ์ที่จำเป็นในการทำงานเท่านั้น
- เป็นการสะดวกและง่ายในการปรับปรุงเปลี่ยนแปลง ชิ้นส่วนและอุปกรณ์ต่าง ๆ ในกรณีอุปกรณ์ชำรุด หรือเสีย หรือในกรณีที่ต้องการเพิ่มหรือลด (Upgrade) เช่น การเพิ่มหน่วยความจำ การเพิ่มความจุของดิสก์ เป็นต้น
- ระบบการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ หมายถึง หลักและวิธีการทำงานในระบบคอมพิวเตอร์ซึ่งมีอยู่หลายวิธีการด้วยกัน เมื่อกล่าวโดยสรุป วิธีการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์แบ่งออกได้เป็น 2 วิธีใหญ่ ๆ คือ
- การทำงานในลักษณะของแบ็ตโปรเซสซิง (Batch Processing) ซึ่งอาจจะทำครั้งละหนึ่งงาน หรือครั้งละหลายงานพร้อมกันก็ได้ เรียกว่า การทำงานเป็นแบบมัลติโปรแกรมมิง (Multi Programming) วิธีนี้เป็นวิธีการที่รวบรวมงานทั้งหมดที่จะทำในครั้งเดียวกัน เอามาทำพร้อมกัน โปรเซสพร้อมกัน และได้ผลของงานพร้อมกัน
- การทำงานในลักษณะออนไลน์ (On-line Processing) เป็นการทำงานในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่ไม่จำเป็นต้องรวบรวมงานเพื่อทำเป็นกลุ่ม เช่น การฝาก – ถอนเงินจากเครื่องคอมพิวเตอร์ออนไลน์ (ATM) การอัพเดตบัญชีด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ของธนาคารโดยเจ้าของบัญชีเป็นผู้ทำงานเอง
