1 ฮารด แวร สวนตางๆของระบบคอมพวเตอร ทเปนวตถมรปรางและ สมผสได 2

1

ฮารด แวร สวนตางๆของระบบคอมพวเตอร ทเปนวตถมรปรางและ สมผสได 2

3

4

5

สวนประกอบของเครองคอมพว เตอร • หนวยประมวลผลกลาง )Central Processing Unit : CPU) • ความจำ (Memory) • อปกรณรบเขาสงออก ( I/O ) • บส (BUS) 6

7

8

9

หนวยประมวลผลกลาง Central Processing unit (CPU) • ทำหนาทประมวลผลขอมล คำนวณ รวมถงการควบคม การทำงานของเครอง • ประกอบดวย – หนวยเลขคณตและตรรกะ หรอ เอแอลย )Arithmetic and Logic Unit : ALU) – หนวยควบคม (Control unit : CU) 10

สถาปตยกรรม • 1971 ซพย Intel 4004 ออกจำหนายเปนครงแรก บรรจทรานซสเตอร 2, 300 ตว • 2015 ซพย Apple A 8 X บรรจทรานซสเตอร 3000 ลานตว • โดยทวไปซพยจะประกอบดวยทรานซสเต อรขนาดจวจำนวนหลายลานตว ถกสรางขนโดยกระบวนการทซบซอน เพอสรางวงจรลงบนแผนซลกอนบางๆขนาด เลกพรอมบส 11

• ป 1971 อน เทลไดผลตซพยรน Intel 4004 ออกจำหนายเปนเจาแรก โดยบรรจทรานซสเตอร 2, 300 ตว แตถงวนนซพย เพนเทยม โฟร สามารถบรรจทรานซสเตอรไดมากถง 55 ลานตวเลข ปกตแลวซพยหนงตวจะประกอบดวยทรา นซสเตอรขนาดเลกมากเปนจำนวนลานๆตว ทถกสรางขนโดยกระบวนการทซบซอน เพอสรางวงจรลงนบแผนซลกอนบางๆขนาดเล 12 กพรอมเสนทางเชอมตอ

หนวยเลขคณตและตรรกะ หรอ เอแอลย (Arithmetic and Logic Unit : ALU) ทำหนาท – บวก ลบ คณ หาร ตามทหนวยคว บคมสง – ดำเนนการทางต รรกะ อาท NOT, AND, OR, XOR และการเปรยบเท ยบ = > < 13

Logic gate ระบบดจทล ถกสรางขนโดยใช Gate มหลายชนดไดแก AND, OR, NOT, EXOR logic gates 14

AND gate 15

OR gate 16

NOT gate 17

EXOR gate 18

หนวยควบคม (Control unit) – ใชสญญาณไฟ ฟาควบคมการ ดำเนนการของ สวนตางๆในคอ มพวเตอร โดยแปลความหมา ยของคำสงใด ๆ ทไดรบจาก หนวยความจำแ ลวมาปฏบต ใหเกดผลตามล ำดบ 19

หนวยควบคม (Control unit) – ใชสญญาณไฟ ฟาควบคมการ ดำเนนการของ สวนตางๆในคอ มพวเตอร โดยแปลความหมา ยของคำสงใด ๆ ทไดรบจาก หนวยความจำแ ลวมาปฏบต ใหเกดผลตามล ำดบ 20

รจสเตอร (Register) • เปนความจำความเรวสง ขนาดเลก • ไมไดอยในความจำหลก แตแยกอยตางหากภายในซพย • ทำงานตามคำสงของ control unit • มหลายรจสเตอร แตละรจสเตอร ทำหนาทแตกตางกน อาท - Accumulator 21 เกบคาทเกดขนระหวางการท

ความจำ (Memory) ความจำมหลายประเภท ไดแก • ความจำหลก (Main memory) • ความจำอานอยางเดยว (Read-Only Memory : ROM ) • ความจำแคช (Cache memory) • ความจำรอง (Secondary memory) • รจสเตอร (Register) 22

ความจำหลก (Main Memory) • มหลายชอ primary storage, primary memory, main storage, internal storage, RAM • ทำงานใกลชดกบซพย แตแยกอยคนละสวน • ทำหนาทในการเกบขอมลหรอ คำสงตางๆ และรบขอมลหรอคำสงจากภาย นอกเขามาเกบไว 23

หนวยความจำอานอยางเดย ว (Read-Only Memory : ROM ) – เปนหนวยความจำแบบถาวร ใชเกบชดคำสงตางๆ ทใชใน การบต เครอง – สามารถเกบขอมลไดตลอด บนทกขอมลจากโรงงาน – ผใชสามารถอาน แตไมสามารถบนทก 24

ความจำเขาถงโดยสม : แรม (Random-Access Memory : RAM) – สามารถเขาถงเซลความจำไดโดยตรง โดยใชแถวและสดมภของเซลล – เปนหนวยความจำแบบชวคราว ขอมลทเกบในแรมจะสญหายเมอปดเค รองหรอไฟฟา (volatile) – ผใชสามารถอาน บนทก แกไข และลบขอมลใน RAM ได ระบบปฏบตการ โปรแกรม ขอมล 25

ความจำแคช (Cache memory) • เปนความจำแรกทหนวยประมวลผลกล างจะบนทกหรออานขอมล ถาพบจะใชขอมลทแคช แตถาไมพบจะไปอานขอมลทหน วยความจำหลก • การเพมขนาดแคชทำใหระบบสามารถเ กบขอมลทโพรเซสเซอรตองใชในก ารประมวลผล ไดมาก ขน ทำใหใชเวลาในการคนหาขอมลนอย Register MEMORY ลง )RAM( CPU ซงสงผลใหประสทธภาพโดยรวมของร CACHE 26 ะบบดขนดวย

• • ความจำรอง (Secondary Memory( ฮารดดสก (Hard disk) ความจำ แฟลช (Memory flash) โซลดสเทตไดรฟว (Solid state drive) ซดรอม (Compact Disc Read Only Memory : CD-ROM( 27

Harddisk • สารแมเหลก http: //www. youtube. com/watch? v=9 e. MWG 3 fwi. EU 28

29

ความจำ แฟลช (Flash Memory) • ขนาดเลก • non-volatile • ใช solid state chips บนทกขอมล • computer's BIOS chip • Compact. Flash ( กลองดจทล ) • Smart. Media (กลองดจทล ) • Memory Stick (กลองดจทล ) • Memory cards for video game consoles 30

Solid-State Drives (SSD) • สารกงตวนำ • เปน Memory แบบ Flash • สามารถเกบขอมลไดโดยไมตองมกระแสไฟฟา 31

Solid-State Drives (SSD ( มสวนประกอบ 2 สวน 1. ชป คอนโทรลเลอร(Controller) ทำหนาทควบคมการทำงาน 2. ชป ความจ (Memory) ำ เปนสวนทใชเกบขอมล 32

Solid-State Drives (SSD) ชป คอนโทรลเลอร(Controller) • เปนสวนทควบคมการท ำ งาน อาท การคำ นวณทอย คนหา เขยน อาน ขอมล ลงในความจำ เปนตน • ม สวน ประกอบ 7 สวน Processor, Error Correction (ECC), Flash Controller, DRAM Controller, I/O interface, Controller Memory, Chip Configuration 33

Solid-State Drives (SSD) ชป หนวยความจำ (Memory( เปนสวนทใชเกบขอมล ม 2 ชนด คอ . 1 NOR Flash ความจ จะถกเชอมตอกนแบบขนาน ำ ทำ ใหสามารถเขาถงขอมลได อยางอสระอานขอมลเรวมาก แตมความจ นอย ราคาแพง . 2 NAND Flash เปนแบบเขาถงขอมลทละบลอก 34

ขอด 1. เขาถงขอมล ไดเรว Solid State Drive 2. ไมมสวน ใดเคลอนท ข ณะทำงาน ทำให • ไมมเสยงดง • ไมมความรอน • ใช พลงงานไฟฟา นอย 4. รบแรงกระแทกได โดยทขอมล ไมเสยหา ย 5. ความไวในการ Boot เครอง ขอเสย 1. ราคาแพง 2. ความจ นอย 35

Flash memory vs Solid State Drive • ออกแบบสำหรบใชภายนอก /ภายใน เคร อง • มความจนอย /มาก 36

ซดรอม (Compact Disc Read Only Memory : CD-ROM( ความเร อตราขอมล ว ไบตตอวนาท อตราขอมลโดยประมาณ กโลไบตตอวนาท 1 x 153600 150 2 x 307200 300 4 x 614400 6 x 921600 900 8 x 1228800 1. 2 12 x 1843200 1. 8 16 x 2457600 2. 4 24 x 3688400 3. 6 32 x 4915200 4. 8 40 x 6144000 6 37

เมฆเกบขอมล : Cloud Storage • เปนทเกบขอมลผานอนเทอรเนต • ขอมล มความปลอดภย สามารถกำหนดใหเปนแบบสวนตวหรอ สาธารณะ • เขาถงขอมลไดทกท ทกอปกรณ • มพนทใชสอยมาก มใหเลอกหลาก หลาย ประหยดคาใชจาย • ตองเชอมตออนเทอรเนตทเสถยร 38

ผใหบรการ • • Cloud storage Sky. Drive i. Cloud Google Drive Dropbox 39

หนวยขอมล หนวย ยอ จำนวนไบตโดย ประมาณ Kilobyt KB 210 (1024) 103 e Megaby MB 220 106 te (1048576) Gigabyt GB 230 109 e (10737418 24) Terabyt TB 240 1012 e Petabyt PB 250 1015 40

41

42

43

44

45

46

47

48

หนวยรบขอมล Unit( • • แปนพมพ (Keyboard( เมาส (Mouse ( หนวยขบจาน (Disk Drive ( ตเทปแมเหลก (Magnetic Tape Drive) จอสมผส (Touch Screen) เครองกราดตรวจ (Scanner) เครองอานรหสแทง (Barcode Reader) เครองอานรหส 2 มต (QR-code Reader (Input 49

Video input devices ใช digitize รปภาพหรอวดโอเขาสคอมพวเตอร • กลองดจทล • วดโอดจทล • เวบแคม • สแกนเนอร • สแกนลายนวมอ • เครองอานบารโคด . 50

เครองกราดตรวจ (Scanner) คออปกรณซงจบภาพและเปลยนแปลงภาพจากรปแบบของอน ซงคอมพวเตอร สามารถแสดง เรยบเรยง , เกบรกษาและ , ภาพนนอาจจะเปนรปถาย , ขอความ , ภาพวาด หรอแมแต 51

เครองอานรหสแทง (Bar Code Reader) • หรอ เรยกวา point of sale (POS) scanner • ใชสำหรบอานรหสแทง ซงเปนแถบเสนสดำขนาดแตกตางก น ใชแทนรหสขอมลตาง ๆ การอานจะใชแสงสองแถบเสนทำใหเก ดการสะทอนเพอรบรหสเขามาตคว ามหมาย • รหสแทง บรรจขอมลไมเกน 20 ตวอกษร ประกอบดวย – รหสประเทศ 52

เครองอานคว อาร โคด (QR CODE Reader) • QR Code จได 4000 ตวอกษร • โทรศพททมกลอ งถายรป และม แอพ QR Code reader สามารถใชเปน QR Code Reader ได • ใชงานหลากหลาย อาท แสดง URL ของเวบไซต โดยใชโทรศพทสแกน 53

RFID Reader )Radio- Frequency Identification Reader ( • ใชอาน ปายอเลกทรอนกส (RFID Tag) ผานคลนวทยจากระยะหาง เพอตรวจตดตามและบนทกขอม ลในปาย โดยไมจำเปนตองอาศยการสมผ ส หรอ มองเหน ปาย • ทำงานผานการรบสญญาณจาก แทก เขาสตว RFID Readers เมอ RFID Readers สงคลนวทยไป และเจอ แทก น 54

Biometrics • Face scanner วดสวนตางๆใน ใบหนา อาท ระยะหางระหวางคาง ตา จมก และ ปาก • Hand scanner สแกนลายฝามอ. • Finger scanner สแกนลายนวมอ • Retina or iris scanner - สแกนไอ หรอ เรตนา รส 55

Business card reader • สแกนนามบตรเขาไปเกบในคอมพวเตอร โดยใชซอฟตแวร Optical Character Recognition (OCR) แปลงขอความในนามบตรใหเปนตวอก ษร • บางเครองสามารถอานขอความ เขาไปเกบไวใน Microsoft Outlook, และสามารถเชอมตอกบ สมารทโฟน แทบเลต 56

Magnetic card reader • เครองอานขอมลจากเทปแมเหลกบน บตร 57

Magnetic-Ink Character Recognition (MICR) • เปนเทคโนโลย ทใชในธนาคารเพอตรวจสอบความถกตองแ ละประมวลผลของเชค • รหส MICR อยทบรรทดสดทายของเชค ประกอบดวย ประเภทเอกสารรหสธนาคาร เลขทบญช เลขทเชค จำนวนเงน รหสควบคม • ฟอนต MICR • อกขระ MICR ถกนำรวมเขาไวในมาตรฐานรหสยนโคด เมอ 2536 • โทนเนอร เปน หมกแมเหลก (magnetic ink) 58 มสวนประกอบของ Iron Oxide

MICR Scanner/Printer • เครองสแกนหรอ พมพอกขระดวยฟอนต MICR • ความเรวในการพมพ มลลเมตรตอวนาท อาท 300 mm/s 59

หนวยแสดงผลขอมล (Output Unit) • • เครองพมพเอกสาร (Printer( เครองพมพบารโคด พลอต เตอร (Plotter) จอภาพ (Monitor) 60

เครองพมพเอกสาร (Printer( เปนอปกรณทเชอมตอกบเคร องคอมพวเตอรทำหนาทในการ แสดงผลลพธทไดจากการประมวล ผล เชนเดยวกบจอภาพ แตผลลพธของเครองพมพน นสามารถเกบเปนหลกฐานอางองไ ด ภายในเครองพมพมความจำขนาดเล กเรยกวา data buffer 61

เครองพมพเอกสาร (Printer( เครองพมพนยมใชกน • เครองพมพแบบจด (Dot Matrix Printer( • เครองพมพแล เซอร (Laser printer) • เครองพมพแบบฉดหมก (Inkjet printer) 62

เครองพมพแบบจด มหวพมพลกษณะเปนเขม เมอตองการพมพอกขระหรอรปภาพ หวเขมทอยตรงตำแหนงทจะพมพ จะยนหวออกมามากกวาหวอนๆ และกระแทกกบผาหมกลงกระดาษทใชพมพ ทำใหเกดจดประกอบกนเปนรป หนวยความเรวในการพมพ cps (Dot M 63

เครองพมพแบบพนหมก (Inkjet Printer) ทำงานโดยการพนหมกออกมาเปนหยดเลก ๆ ลงบนกระดาษ เมอตองการพมพอกขระหรอรปภาพ เครองพมพจะทำการพนหมกออกในแต ละจดตามตำแหนงทไดประมวลผลไว มความจำประมาณ 64 -128 KB หนวยความเรว ppm 64

เครองพมพเลเซอร Printer) (Laser ใชวธยงเลเซอรไปสรางภาพบนกระดาษ ภาพทพมพมคณภาพสงมาก มความจำ หลาย MB (MByte) เพอจดเกบสงทตองการพมพ หนวยความเรว ppm ความละเอยดในการพมพ (Resolution)1200 x 1200 dpi 65

วาด Vector Graphics พลอต เตอร (Plotter( เครองพมพอนพมพ Raster Graphics เครองวาดลายเสน บนกระดาษขนาดใหญ ทำงานโดยใชแขนจบปากกาส ตางๆ ลากเสนในแนวแกน XY สวนมากใชกบโปรแกรมออโ ตแคด (Auto. CAD) ซงเปนโปรแกรมทใชใน การเขยนแบบ ไมวาจะเปนทางวศวกรรม แบบวงจรไฟฟาหรองานตกแต 66

Plotter • ใชวาดภาพลงบนกระดาษขนาดใหญได อาท 3 x 10 ฟต • วาดรปทตอเนองขามกระดาษได • ทำงานชากวาเครองพมพ • วาดตวอกษร คณภาพตำกวาเครองพมพ • ราคาแพง 67

เครองพมพบารโคด 68

เครองพมพ 3 มต • เครองพมพสามมตนทำใหสามา รถสรางรปแบบของโมเดลไดหลากหลาย จงถกนำไปใชในหลาย ๆ ดาน เชน เครองบนบงคบขนาดเลกทสรางเส รจภายใน 7 วน , รถยนต ECO CAR ทวงไดจรงบนถนน , การหลอชนสวนอปกรณอเลกทรอน กส , เครองประดบเงนและทองคำจาก ไฟลด 69 จทล , รองเทา , เสอผา

70

71

เครองพมพ 3 มต • เครองจกรทนำเขา ขอมลดจท ล แลวทำการเตมเนอวสด เพอทำใหเกดเปนรปรางตางๆตาม ทตองการ โดยการสรางนนนนจะคอยเปนไปท ละชน • การสราง ขอมลดจทล ทำไดโดยใชโปรแกรมคอมพวเตอร CAD (Computer Aided Design) เพอออกแบบรปราง หรอ ใชสแกนเนอร 3 มต 72

จอภาพ แบงออกเปน 3 ชนดหลกๆ ไดแก • CRT (จอภาพแบบรงสแคโทด - Cathode Ray Tube) • LCD (จอภาพผลกเหลว - Liquid Crystal Display) บางและนำหนกเบากวามาก • LED ( Light-Emitting-Diod) 73

จอแสดงผลแบบ CRT (Cathode Ray Tube Monitor) • รบสญญาณจากการดแสดงผล มาแสดงเปนภาพบน จอภาพ • ยงลำแสงอเลกตรอนไปยงทผวหน าจอทมสารประกอบของฟอสฟอรสฉาบ เมอแสงอเลกตรอนมากระทบ สารเหลานจะเรองแสง ทำใหเกดเปนภาพและสตามสญญาณ Analog ทรบมา • มมมองกวาง >190 องศา 74

จอภาพแอลซด (Liquid Crystal Display) • ใชผลกเหลว (Liquid Crystal) มาใสไวในผวของกระจก ปรบเปลยนโมเลกลของผลกเหลว เพอปดกนแสงเมอมสนามไฟฟาเ หนยวนำ ทำใหเกดสขน • คณภาพ กราฟกส ดกวา • ประหยดพลงงานมากกวาจอ CRT • จอแบน เบา • มมมองสำหรบการเหนภาพเพยง 49 - 75

จอภาพ LED ( Light-Emitting. Diod) • ใชเทคโนโลยน OLED (Organic Light Emitting Devices) • นำหลอด LED มาเรยงกนเปนแถว การตดดบของหลอด LED ทำใหเกดภาพและสทไดชดเจนกว าจอ LCD • ไมมปญหาในเรองมมมองแคบ และอตราการตอบสนองของภาพเรวกวาจอ LCD 76

พอรตยเอสบ (USB Port) • Universal Serial Bus Port • ใชเชอมตอระหวางคอมพวเตอรและอปกร ณอเลคทรอนคส • การเชอมตอและการหยดเชอมตอ ไมตองปดเครองคอมพวเตอร • อปกรณทใชไฟนอยสามารถใชไฟจาก port USB 77

พอรตยเอสบ • • • (USB Port( มกราคม 1996 USB 1. 0 กนยายน 1998 USB 1. 1 เมษายน 2000 USB 2. 0 พฤศจกายน 2008 USB 3. 0 กรกฎาคม 2013 USB 3. 1 Superspeed+ 78

พอรตยเอสบ (USB Port) • USB เวอรชน – USB 1. 1 • อตราถายโอนขอมล 12 Mbps – USB 2. 0 (aka Hi-Speed USB) • อ ตราถายโอนขอมล • Power output 0. 5 A DATA 25 GB * USB 1. 1: 9. 3 ชวโม * USB 2. 0: 13. 9 นาท * USB 3. 0: 70 วนาท 480 Mbps – USB 3. 0 (Super. Speed) • อตราถายโอนขอมล MBps) • Power output 0. 9 A 4800 Mbps (640 79

System Bus • Address bus ใชสงขอมลประเภททอย ของอปกรณตนทาง และอปกรณปลายทาง กอนทจะทำการสงขอมลบน Data bus • Data bus เปน เสนทางทเชอมระหวางหนวยประมวล ผล และหนวยความจำ หรอหนวยความจำ และ อปกรณนำเขาสงออก • Control bus คอ 80

ความเรวในการประมวลผลดวยค อมพวเตอร หนวย แบบยอ วนาท มลลวนา ท ไมโครวนา ท นาโนวนาท ms 1/1000 s 1/1, 000 ns พ โควนาท ps 1/1, 000, 0 00, 000 81

ความเรวในการประมวลผลดวยค อมพวเตอร • การเปรยบเทยบขดความสามารถของคอมพวเตอ ร ทำไดโดยเปรยบเทยบความเรวของไมโครคอม พวเตอร • ความเรวของไมโครคอมพวเตอรวดไดจากควา มเรวนาฬกาซงมหนวยเปน gigahertz(GHz) หรอ พนลานวงรอบเครองจกรตอวนาท เชน โพรเซสเซอรมความเรว 3. 0 GHz • หรออาจวดโดยใช MIPS หรอ 1 ลานคำสงตอวนาท 82 เชน คอมพวเตอรมความเรว 100 MIPS

83

84

ประเภทของคอมพวเตอร • • ซเปอรคอมพวเตอร เมนเฟรมคอมพวเตอร มนคอมพวเตอรสวนบคคล 85

ซเปอรคอมพวเตอร omputer) (superc • มความสามารถสงทสด • สามารถประมวลผลขอมลในปรมาณมากแล ะซบซอน • ความเรวในการประมวลผลมากกวาหนงล านลานตอวนาท ( 1 Trillion per second ) • สามารถรองรบไดมากกวา 100โพรเซสเซอร • ใชในงานดานวทยาศาสตรและวศวกรรม อาท NASA, กรมอตนยมวทยา 86

TOP FIVE SUPERCOMPUTER (June 2017) 87

เมนเฟรมคอมพวเตอร (Mainframe Computer) • เหมาะกบ งานทมการรบและแสดงผลข อมลจำนวนมาก • ม หลาย หนวยประมวลผล คลายซ เปอรคอมพวเตอร แตมจำนว นนอยกวา • รองรบผใชไดหลายรอยหรอหลายพ นคนพรอมกน • ใชในธรกจขนาดใหญ • ความเรว วดเปน หนวยเม กะฟรอป 88

มนคอมพวเตอร (Minicomputer) • เหมาะกบงานทมการรบและแสดงผลข อมลจำนวนมาก • รองรบผใชไดประมาณไมกรอยค นพรอมกน • ใชในธรกจขนาดเลก • ความเรว วดเปน หนวยเม กะฟรอป (megaflop) หรอ หนงลานครงในหนงวนาท หรอ 89 MIPS (Millions of instructions per

คอมพวเตอรสวนบคคล (Personal computer) • • Desktop Notebook Palmtop Smartphone 90