อุปกรณ์คอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์

บทนำ

                การประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์เริ่มด้วยการนำเข้าข้อมูลโดยอุปกรณ์นำเข้า    เก็บอยู่ในอุปกรณ์เก็บข้อมูลหรือหน่วยความจำหลัก นำมาประมวลผลโดยอุปกรณ์ประมวล    ผลกลางหรือซีพียู ซึ่งเป็นหัวใจของการทำงานในคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่คำนวณและเปรียบเทียบผลการประมวลผลจะนำกลับไปเก็บยังหน่วยความจำหลักเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามคำสั่ง นำแสดงผลโดยอุปกรณ์แสดงผล 

 ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer System) คือ ระบบที่พัฒนามาจาก 2 ส่วนใหญ่ๆคือ ฮาร์ดแวร์และซอฟแวร์ ฮาร์ดแวร์เป็นส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ที่สามารถจับต้องได้ส่วนซอฟแวร์เป็นโปรแกรมที่ทำงารอยู่ในระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะทำงานตามที่ผู้ใช้กำหนด

·     ฮาร์ดแวร์ (Hardware)           
ประกอบไปด้วยอุปกรณ์ต่างๆ 5 ส่วนได้แก่        

1.  อุปกรณ์รับข้อมูล (Input Device) เป็นอุปกรณ์ที่มีหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ใช้เข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์

2.   หน่วยประมวลผลกลาง (CPU : Central Processing Unit) มีหน้าที่ในการประมวลผลคำสั่งหรือข้อมูลต่างๆ  

3.  หน่วยความจำหลัก (Primary Storage) เป็นส่วนที่มีหน้าที่ในการจัดเก็บข้อมูลหรือคำสั่งต่างๆ ก่อนที่จะส่งไปยังหน่วยประเมิลผลกลางเพื่อทำการประมวลผลต่อไป เมื่อเปิดเครื่ององคอมพิวเตอร์ข้อมูลในหน่วยความจำก็จะหายไปหมด              

4. อุปกรณ์แสดงข้อมูล (Output Device) เป็นอุปกรณ์ที่มีหน้าที่ในการแสดงผลต่างๆตัวอย่างที่ใช้กันประจำ ได้แก่ จอภาพ และเครื่องพิมพ์ เป็นต้น          

5.   หน่วยความจำสำรอง (Auxiliary Storage) มีหน้าที่ในการจัดเก็บข้อมูล ซึ่งการจัดเก็บข้อมูลของหน่วยความจำสำรองนี้จะเป็นการจัดเก็บที่ถาวร ข้อมูลจะไม่หายไปเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์แล้ว ตัวอย่าง เช่น ฮาร์ดดิสก์ แผ่นดิสก์ เป็นต้น

·     ซอฟต์แวร์ (Software)                       

         ในส่วนของซอฟต์แวร์ก็สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ    

1.                   ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) ทำหน้าที่ในการจัดการทรัพยากรของเครื่องคอมพิวเตอร์ และทำหน้าที่ติดต่อระหว่างฮาร์ดแวร์กับผู้ใช่ได้ด้วย           

2.                   ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software) เป็นซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้นมาให้ผู้ใช้ทำงานต่างๆ เช่น พิมพ์งาน วาดภาพ เป็นต้น

ลักษณะของคอมพิวเตอร์         
            ระบบคอมพิวเตอร์นั้น ถ้ามองในด้านลักษณะคอมพิวเตอร์จะสามารถแบ่งออกได้ 3 ประเภทใหญ่ๆ ดั้งนี้

 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer)เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียว และไม่ได้ทำการติดต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆ  
               ลักษณะแบบ (Time-sharing)เป็นลักษณะที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องมาต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางโดยคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเรียกว่า Terminal ทุกเครื่องจะส่งคำสั่งที่ต้องการมาประมวลผลที่เครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง เพราะการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางจะต้องมีเวลาในการประมวลคำสั่งต่าง ๆ ที่ส่งมาจาก Terminal ทุกเครื่องในลักษณะแบบ Time-sharing          
               ลักษณะแบบ (Client/Server)เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งที่ทำหน้าที่เป็น Server คอยดูแลจัดทรัพยากรของระบบทั้งหมด และมีเครื่องClients ต่อเข้าเครื่อง Server โดยใช้ทรัพยากรต่าง ๆ ที่เครื่อง Server มีอยู่ ตามสิทธิของผู้ใช้แต่ละคน และการประมวลผลจะไม่ทำอยู่บนเครื่องServer แต่จะประมวลที่ Clients แต่ละเครื่องเอง แล้วอาจนำข้อมูลต่าง ๆ ไปเก็บที่เครื่อง Server

ภาษาคอมพิวเตอร์ (Computer Languages)
            ในการเขียนโปรแกรมนั้น ผู้ใช้จะต้องใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เขียนโปรแกรมเรียกว่าซอฟต์แวร์ขึ้นมา ภาษาคอมพิวเตอร์นั้นจะมีตั้งแต่ละดับภาษาของเครื่องขึ้นมาจนถึงภาษาธรรมชาติ

            ภาษาเครื่อง (Machine Languages) ภาษาที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจมากที่สุด ซึ่งจะเป็นลักษณะแบบเลขฐานสอง คือ 0 กับ 1               
            ภาษาสัญลักษณ์ (Symbolic Languages) เมื่อคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาขึ้นมาเรื่อยๆและมีผู้ใช้มากขึ้น จึงมีคนมองเห็นว่าการที่จะเขียนโปรแกรมควบคุมคอมพิวเตอร์ด้วยภาษาเครื่องนั้น จะทำให้การพัฒนาทางด้านซอฟต์แวร์เป็นไปได้ช้า จึงได้มีการพัฒนาภาษาสัญลักษณ์ขึ้นเพื่อให้การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์สะดวกยิ่งขึ้น แต่การที่นำโปรแกรมนั้นไปใช้ จะต้องทำการเปลี่ยนภาษาสัญลักษณ์เป็นภาษาเครื่องก่อนเสมอ
            ภาษาระดับสูง (High-Level Languages) เป็นภาษาที่พัฒนามาจากภาษาสัญลักษณ์อีกทีหนึ่ง แต่จะมีลักษณะที่คล้ายกับภาษามนุษย์มากยิ่งขึ้น การแปลงภาษาระดับให้เป็นภาษาเครื่องนั้นจะมีวิธีการเรียกว่าคอมไฟล์ ภาษาระดับได้แก่ FORTRAN COBOL และ ภาษาC  
            ภาษาธรรมชาติ (Natural Languages) ภาษาธรรมชาติก็คือภาษาที่มนุษย์พูดกัน เช่น ภาษาอังกฤษ ภาษาจีน เป็นต้น ซึ่งเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นไม่สามารถที่จะเข้าใจได้เลย ในปัจจุบันยังไม่มีคนนิยมใช้กันมากนัก

ขั้นตอนการรันโปรแกรมด้วยภาษา C

การพัฒนาโปรแกรมด้วยภาษา c นั้นมีขั้นตอนอยู่ 3 ขั้น ดังนี้ 
                1.  เขียนและแก้ไขโปรแกรม คือ การนำคำสั่งต่างๆของภา c มาเขียนเรียงต่อๆกันจนเป็นโปรแกรมที่ทำงานตามผู้ใช้ต้องการ โดยการเขียนจะเป็นตัวอักษร ซึ่งเมื่อเขียนเสร็จก็จะได้เป็น Source Files     
                2.  คอมไฟล์โปรแกรม เมื่อได้ Source Files แล้วและเมื่อต้องการรันโปรแกรมใดๆผู้ใช้จะต้องทำการแปลง Source Files เหล่านั้น ให้เป็นภาษาเครื่องก่อน ซึ่งในขั้นตอนนี้เรียกว่า คอมไฟล์โปรแกรม ซึ่งจะได้ไฟล์ Object Module ด้วย      
                3.  การลิงค์โปรแกรม ในภาษา c นั้นจะมีฟังก์ชั่นต่างๆที่เตรียมพร้อมมาให้ผู้ใช้ได้ใช้อยู่แล้ว เมื่อ คอมไฟล์โปรแกรมเสร็จแล้วไม่มีข้อผิดพลาดใด  ตัวคอมไฟล์ (Compiler) จะทำการดึงโปรแกรมอื่นที่ถูกเรียกใช้จากโปรแกรมที่ทำการลิงค์เข้ามารวมในโปรแกรมที่สมบูรณ์

การรันโปรแกรม 
            เมื่อทำการลิงค์เสร็จแล้ว โปรแกรมนั้นก็พร้อมที่จะรัน และเมื่อรันโปรแกรมโดยใช้คำสั่งของระบบปฏิบัติงานโปรแกรมนั้นจะถูกโหลดลงสู่หน่วยคำสั่งหลักจากนั้นก็จะทำการรันการกระทำนี้เรียกว่า Loader

การพัฒนาโปรแกรม          
            ในการพัฒนาโปรแกรมขึ้นมาซักโปรแกรมหนึ่งนั้น ไม่ใช่มาถึงจะเขียนโปรแกรมได้เลย การพัฒนานั้นจะมีขั้นตอนที่เรียกว่า System Development Life Cycle   
                1.  หาความต้องการของระบบ (System Requirements) คือ การศึกษาและเก็บความต้องการของผู้ใช้โปรแกรม ว่ามีความต้องการอะไรบ้าง               
                2.  วิเคราะห์ (Analysis) คือ การนำเอาความต้องการของผู้ใช้โปรแกรมมาวิเคราะห์ว่าจะพัฒนาเป็นโปรแกรมตามที่ผู้ใช้ต้องการได้หรือไม่ถ้าทำได้จะทำได้มากน้อยเพียงใด

             3.  ออกแบบ (Design) คือ เมื่อสรุปได้แล้วว่าโปรแกรมที่จะสร้างมีลักษณะใดขั้นตอนต่อมาคือ การออกแบบการทำงานของโปรแกรมให้เป็นไปตามความต้องการที่วิเคราะห์ไว้การออกแบบอาจจะออกแบบเป็นผังงานก็ได้ 
                4.  เขียนโปรแกรม (Code) คือ เมื่อได้ผังงานแล้ว ต่อมาก็เป็นการเขียนโปรแกรมตามผังงานออกแบบไว้
                5.  ทดสอบ (System Test) คือเมื่อเขียนโปรแกรมเสร็จแล้ว จะต้องมีการทดสอบเพื่อหาข้อผิดพลาดต่างๆ เช่น ตรงตามที่ผู้ใช้ต้องการหรือไม่ ถ้าพบข้อผิดพลาดก็กลับไปทำออกแบบอีกครั้ง              
                6.  ดูแล (Maintenance) เมื่อโปรแกรมผ่านการทดสอบแล้ว และผู้ใช้ได้นำโปรแกรมดังกล่าวไปใช้ ผู้พัฒนาจะต้องคอยดูแล เนื่อจากอาจมีข้อผิดพลาดที่หาไม่พบในขั้นตอนการทดสอบโปรแกรม

ประเภทของคอมพิวเตอร์

จากประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีทางด้านคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วมาก ทำให้ปัจจุบันมีเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เลือกใช้มากมายหลายรูปแบบตามความต้องการของผู้ใช้ 

การแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์นั้น สามารถจำแนกออกได้เป็น 3 กลุ่มหลัก ดังนี้

                1.  ประเภทของคอมพิวเตอร์ตามหลักการประมวลผล

                2.  ประเภทของคอมพิวเตอร์ตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน

                3.  ประเภทของคอมพิวเตอร์ตามความสามารถของระบบ 

·       ประเภทของคอมพิวเตอร์ตามหลักการประมวลผล

จำแนกได้เป็น 3 ประเภท คือ        

                  1.1  คอมพิวเตอร์แบบอนะล็อก (Analog Computer) หมายถึง เครื่องมือประมวลผลข้อมูลที่อาศัยหลักการวัด (Measuring Principle) ทำงานโดยใช้ข้อมูลที่มีการเปลี่ยนแปลงแบบต่อเนื่อง (Continuous Data) แสดงออกมาในลักษณะสัญญาณที่เรียกว่า Analog Signal เครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทนี้มักแสดงผลด้วยสเกลหน้าปัทม์ และเข็มชี้ เช่น การวัดค่าความยาว โดยเปรียบเทียบกับสเกลบนไม้บรรทัด การวัดค่าความร้อนจากการขยายตัวของปรอทเปรียบเทียบกับสเกลข้างหลอดแก้ว นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างของ Analog Computer ที่ใช้การประมวลผลแบบเป็นขั้นตอน เช่น เครื่องวัดปริมาณการใช้น้ำด้วยมาตรวัดน้ำ ที่เปลี่ยนการไหลของน้ำให้เป็นตัวเลขแสดงปริมาณ อุปกรณ์วัดความเร็วของรถยนต์ในลักษณะเข็มชี้ หรือเครื่องตรวจคลื่นสมองที่แสดงผลเป็นรูปกราฟ เป็นต้น  

                 1.2 คอมพิวเตอร์แบบดิจิทัล (Digital Computer) ซึ่งก็คือคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการทำงานทั่วๆ ไปนั่นเอง เป็นเครื่องมือประมวลผลข้อมูลที่อาศัยหลักการนับ ทำงานกับข้อมูลที่มีลักษณะการเปลี่ยนแปลงแบบไม่ต่อเนื่อง (Discrete Data) ในลักษณะของสัญญาณไฟฟ้า หรือ Digital Signal อาศัยการนับสัญญาณข้อมูลที่เป็นจังหวะด้วยตัวนับ (Counter) ภายใต้ระบบฐานเวลา (Clock Time) มาตรฐาน ทำให้ผลลัพธ์เป็นที่น่าเชื่อถือ ทั้งสามารถนับข้อมูลให้ค่าความละเอียดสูง เช่นแสดงผลลัพธ์เป็นทศนิยมได้หลายตำแหน่ง เป็นต้น เนื่องจาก Digital Computer ต้องอาศัยข้อมูลที่เป็นสัญญาณไฟฟ้า (มนุษย์สัมผัสไม่ได้) ทำให้ไม่สามารถรับข้อมูลจากแหล่งข้อมูลต้นทางได้โดยตรง จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนข้อมูลต้นทางที่รับเข้า (Analog Signal) เป็นสัญญาณไฟฟ้า (Digital Signal) เสียก่อน เมื่อประมวลผลเรียบร้อยแล้วจึงเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้ากลับไปเป็น Analog Signal เพื่อสื่อความหมายกับมนุษย์ต่อไป โดยส่วนประกอบสำคัญที่เรียกว่า ตัวเปลี่ยนสัญญาณข้อมูล (Converter) คอยทำหน้าที่ในการเปลี่ยนรูปแบบของสัญญาณข้อมูล ระหว่าง Digital Signal กับ Analog Signal        

1.3  คอมพิวเตอร์แบบลูกผสม (Hybrid Computer) เครื่องประมวลผลข้อมูลที่อาศัยเทคนิคการทำงานแบบผสมผสาน ระหว่าง Analog Computer และ Digital Computer โดยทั่วไปมักใช้ในงานเฉพาะกิจ โดยเฉพาะงานด้านวิทยาศาสตร์ เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ในยานอวกาศ ที่ใช้ Analog Computer ควบคุมการหมุนของตัวยาน และใช้ Digital Computer ในการคำนวณระยะทาง เป็นต้น การทำงานแบบผสมผสานของคอมพิวเตอร์ชนิดนี้ ยังคงจำเป็นต้องอาศัยตัวเปลี่ยนสัญญาณ (Converter) เช่นเดิม

·       ประเภทของคอมพิวเตอร์ตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน

จำแนกได้เป็น 2 ประเภท คือ                

      2.1 เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่องานเฉพาะกิจ (Special Purpose Computer) หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลที่ถูกออกแบบตัวเครื่องและโปรแกรมควบคุม ให้ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งเป็นการเฉพาะ (Inflexible) โดยทั่วไปมักใช้ในงานควบคุม หรืองานอุตสาหกรรมที่เน้นการประมวลผลแบบรวดเร็ว เช่นเครื่องคอมพิวเตอร์ควบคุมสัญญาณไฟจราจร คอมพิวเตอร์ควบคุมลิฟท์ หรือคอมพิวเตอร์ควบคุมระบบอัตโนมัติในรถยนต์ เป็นต้น              

      2.2 เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่องานอเนกประสงค์ (General Purpose Computer) หมายถึง เครื่องประมวลผลข้อมูลที่มีความยืดหยุ่นในการทำงาน (Flexible) โดยได้รับการออกแบบให้สามารถประยุกต์ใช้ในงานประเภทต่างๆ ได้โดยสะดวก โดยระบบจะทำงานตามคำสั่งในโปรแกรมที่เขียนขึ้นมา และเมื่อผู้ใช้ต้องการให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานอะไร ก็เพียงแต่ออกคำสั่งเรียกโปรแกรมที่เหมาะสมเข้ามาใช้งาน โดยเราสามารถเก็บโปรแกรมไว้หลายโปรแกรมในเครื่องเดียวกันได้ เช่น ในขณะหนึ่งเราอาจใช้เครื่องนี้ในงานประมวลผลเกี่ยวกับระบบบัญชี และในขณะหนึ่งก็สามารถใช้ในการออกเช็คเงินเดือนได้ เป็นต้น

·       ประเภทของคอมพิวเตอร์ตามความสามารถของระบบ

                จำแนกออกได้เป็น 4 ชนิด โดยพิจารณาจาก ความสามารถในการเก็บข้อมูล และ ความเร็วในการประมวลผล เป็นหลัก ดังนี้           

    

1. ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Super Computer)

             เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและสามารถประมวลผลได้เร็วที่สุด ซึ่งส่วนมากแล้วจะผลิตมาใช้กับงานเฉพาะด้านเท่านั้น เช่น งานทางวิทยาศาสตร์ที่ยุ่งยากซับซ้อน และต้องมีการคำนวณมาก งานออกแบบเครื่องบิน งานวิจัยทางด้านนิวเคลียร์ ซึ่งเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดนี้จะมีราคาที่ค่อนข้างแพงมาก ดังนั้นจึงมีใช้ไม่แพร่หลายมากนัก

 

2. เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ (Mainframe Computer)

             เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพสูง มีความเร็วในการทำงานและมีหน่วยความจำสูงมาก เหมาะกับหน่วยงานขนาดใหญ่ เช่น ธนาคาร

3. มินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer)

             เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดรองลงมา มีขนาดหน่วยความจำน้อยกว่า 2 แบบแรก แต่ก็มีความรวดเร็วในการประมวลผลสูง มักจะใช้กับงานที่มีข้อมูลไม่มาก เช่น การควบคุมอุปกรณ์ในการทดลอง การควบคุมเครื่องจักรในโรงงาน เป็นต้น

          

4. ไมโครคอมพิวเตอร์ (Micro Computer)

             เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กที่สุด แต่ก็มีประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันเป็นเครื่องที่นิยมใช้กันมาก เนื่องจากมีขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบา ราคาไม่แพง สามารถเคลื่อนย้ายได้ง่ายและสะดวก บางรุ่นมีลักษณะเป็นกระเป๋าหิ้วหรอืที่เรียกว่า Note Book สามารถพกพาได้ สำหรับงานที่จะใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์นั้น ส่วนมากแล้วจะเป็นงานไม่ใหญ่มาก เช่น งานในสำนักงานทั่วไป งานเก็บข้อมูลต่าง ๆ ปัจจุบันนี้เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาออกแบบหลายแบบหลายรุ่น เพื่อให้ผู้ใช้เลือกซื้อได้และมีการพัฒนารุ่นต่าง ๆ ออกมาอยู่ตลอดเวลา

หน่วยความจำรอง

หน่วยความจำรองหรือหน่วยเก็บข้อมูล (Storage) มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ไว้ และสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกตามต้องการ บางครั้งเรียกว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory) ประกอบด้วย

          1.  แผ่นบันทึก (floppy disk หรือ diskette) ไมโครคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีเครื่องขับแผ่นบันทึกอย่างน้อยหนึ่งตัว แผ่นบันทึกที่ใช้ในปัจจุบันมีขนาด 3.5 นิ้ว ตัวแผ่นบันทึกเป็นแผ่นบางฉาบผิวด้วยสารแม่เหล็กอยู่ในกรอบพลาสติกแข็ง เพื่อป้องกันการขีดข่วนการเก็บข้อมูลจะทำโดยบันทึกลงไปที่ผิวของแผ่น ปกติใช้ได้ทั้งสองด้าน หัวอ่านของเครื่องขับจึงมีสองหัว แผ่นจะหมุนด้วยความเร็วคงที่ หัวอ่านวิ่งเข้าออกเพื่ออ่านข้อมูลในตำแหน่งที่อยู่ที่ต้องการ ผิวที่ใช้เก็บข้อมูลจะแบ่งเป็นวงเรียกว่า แทร็ก (track) แต่ละแทร็กจะแบ่งเป็นช่องเก็บข้อมูลเรียกว่า เซกเตอร์ (sector) แผ่นบันทึกขนาด 3.5 นิ้ว มีความจุ 1.44 เมกะไบต์ 

           2.  ฮาร์ดดิสก์ (hard disk) จะประกอบด้วยแผ่นบันทึกแบบแข็งที่เคลือบสารแม่เหล็กหลายแผ่นเรียงซ้อนกัน  หัวอ่านของเครื่องขับจะมีหลายหัว ในขณะที่แผ่นบันทึกแต่ละแผ่นหมุน หัวอ่านจะเคลื่อนที่เข้าออก เพื่ออ่านข้อมูลที่เก็บบนพื้นผิวแผ่น การเก็บข้อมูลในแต่ละแผ่นจะเป็นวง เรียกแต่ละวงของทุกแผ่นว่าไซลินเดอร์  (cylinder)  แต่ละไซลินเดอร์จะแบ่งเป็นเซกเตอร์ แต่ละเซกเตอร์เก็บข้อมูลเป็นชุดๆ ฮาร์ดดิสก์เป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่มีความจุสูงมาก ขนาดของฮาร์ดดิสก์มีความจุเป็นกิกะไบต์ เช่น ฮาร์ดดิสก์ความจุ 15 กิกะไบต์ การเขียนอ่านข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์จะกระทำเป็นเซกเตอร์และเขียนอ่านได้เร็วมาก เวลาที่ใช้ในการวัดการเข้าถึงข้อมูลมีหน่วยเป็นมิลลิวินาที 

         

                 3.  เทปแม่เหล็ก (magnetic tape) เป็นอุปกรณ์ที่มีการใช้กันมานานแล้ว  ลักษณะของเทปเป็นแถบสายพลาสติกเคลือบด้วยสารแม่เหล็กเหมือนเทปบันทึกเสียง เทปแม่เหล็กใช้สำหรับเก็บข้อมูลจำนวนมาก  มีการจัดเก็บและเรียกค้นข้อมูลแบบเป็นลำดับ เพราะฉะนั้นการเข้าถึงก็จะเป็นแบบการเข้าถึงโดยลำดับ (sequential access) เช่น ถ้าต้องการหาข้อมูลที่อยู่ในลำดับที่ 5 บนเทป เราจะต้องอ่านข้อมูลลำดับต้นๆ ก่อนจนถึงข้อมูลที่เราต้องการส่วนการประยุกต์นั้นเน้นสำหรับใช้สำรองข้อมูลเพื่อความมั่นใจ เช่น ถ้าฮาร์ดดิสก์เสียหาย  ข้อมูลในฮาร์ดดิสก์อาจสูญหายได้ จึงจำเป็นต้องเก็บสำรองข้อมูลไว้  

 

               4.  แผ่นซีดี (Compact Disk : CD ) วิวัฒนาการของการใช้หน่วยความจำรองได้ก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ ปัจจุบันได้มีการประดิษฐ์แผ่นซีดีใช้ในการเก็บข้อมูลจำนวนมาก การเก็บข้อมูลบนแผ่นซีดีใช้หลักการทางแสง  แผ่นซีดีที่อ่านได้อย่างเดียว เรียกกันว่าซีดีรอม (CD- ROM) ข้อมูลที่บันทึกจะถูกบันทึกมาจากโรงงานผู้ผลิตเหมือนการบันทึกเพลงหรือภาพยนตร์ข้อเด่นของแผ่นซีดีคือ ราคาถูก จุข้อมูลได้มาก สามารถเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมได้มากกว่า 750 เมกะไบต์ต่อแผ่นแผ่นซีดีมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 นิ้ว ในปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตแผ่นซีดีได้ก้าวหน้าขึ้นจนสามารถเขียนข้อมูลบนแผ่นซีดีได้เหมือนฮาร์ดดิสก์ เรียกว่า ออปติคัลดิสก์ (optical disk) 

 

ส่วนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์

แนวคิด/หลักการ

                เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันมีส่วนประกอบหลักที่มองเห็นได้ในภายนอกได้แก่ส่วนที่นำข้อมูลเข้าหลักได้แก่ คีย์บอร์ดหรืออาจใช้อุปกรณ์เสริมอื่นๆ สำหรับนำข้อมูลเข้า

ตัวเคสซึ่งภายในตัวเคสประกอบด้วยอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างๆ  ทำให้เครื่องสามารถ   ประมวลผลได้ตามต้องการ  จอภาพเป็นส่วนนำข้อมูลแสดงผล

บทนำ

                การประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์เริ่มด้วยการนำเข้าข้อมูลโดยอุปกรณ์นำเข้า    เก็บอยู่ในอุปกรณ์เก็บข้อมูลหรือหน่วยความจำหลัก นำมาประมวลผลโดยอุปกรณ์ประมวล    ผลกลางหรือซีพียู ซึ่งเป็นหัวใจของการทำงานในคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่คำนวณและเปรียบเทียบผลการประมวลผลจะนำกลับไปเก็บยังหน่วยความจำหลักเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามคำสั่ง นำแสดงผลโดยอุปกรณ์แสดงผล

เครื่องคอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้ปกติจะต้องมีส่วนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งส่วนประกอบภายนอกและภายใน  ซึ่งส่วนประกอบดังกล่าวต้องไม เกิดข้อผิดพลาดในแต่ละชิ้นส่วนดังรายละเอียดต่อไปนี้

ส่วนประกอบภายนอกเครื่องคอมพิวเตอร์

                  เครื่องคอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้ปกติจะต้องมีส่วนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งส่วนประกอบภายนอกและภายใน  ซึ่งส่วนประกอบดังกล่าวต้องไม เกิดข้อผิดพลาดในแต่ละชิ้นส่วนดังรายละเอียดต่อไปนี้

เคส (Case)                                                                                                                                               

             เคสหรือตัวถัง เป็นส่วนประกอบที่เป็นกล่องที่ห่อหุ้มอุปกรณ์ภายในคอมพิวเตอร์ไว้ทั้งหมดส่วนมากคนทั่วไปมักจะเรียกว่าซีพียูเนื่องจากเข้าใจผิดภายในเคสก็จะมีพื้นที่สำหรับติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ ได้แก่ เมนบอร์ด ฮาร์ดดิสก์ ซีดีรอม ฟล็อปปี้ดิสก์ การ์ดต่างๆแรม ปัจจุบันนิยมเคสรูปทรงแนวตั้งเพื่อประโยชน์ในการติดตั้งดุปกรณ์ได้โดยง่าย ทั้งยังประหยัดเนื้อที่การทำงานอีกด้วย                                                                                                     

·       เพาเวอร์ซัพพลาย (Power Supply)                                                                                 

                 อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทุกอุปกรณ์จะไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีกระแสไฟฟ้ายกเว้นจะมีแบตเตอรี่สำรองไฟ เช่น แบตเตอรี่ในเครื่องโน้ตบุ๊ก เป็นต้น เพาเวอร์ซัพพลายจะทำหน้าที่ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้                                                                                                           

 

·       ชุดพัดลมและฮีตซิงก์ระบายความร้อน ( Heat sink, Fan)                                                        

                 ชุดพัดลมและฮีตซิงก์ระบายความร้อน จะใช้ติดตั้งบนตัวซีพียู เพื่อช่วยระบายความร้อนจากซีพียูคอมพิวเตอร์รุ้นใหม่ส่วนมากจะติดตั้งฮีตวิงก์มาพร้อมซีพียู หรือจะซื้อแยกต่างหากก็ได้ การเลือกซื้อควรดูซีพียูที่ใช้ว่าเป็นรุ่นไหน ความเร็วเท่าไหร่ เพื่อที่จะเลือกพัดลมให้เหมาะสมโดยพัดลมจะมีความเร็วในการหมุน หากมีความเร็วรอบสูงๆ จะช่วยให้การระบายความร้อนทำได้ดี แต่ทำให้เกิดเสียงดังรบกวนขณะเครื่องทำงานได้

 
 ·       หน่วยประมวลผลกลาง  (Microprocessor/CPU (Central Processing Unit))

                ไมโครโฟรเซสเซอร์ส่วนมากจะเรียกว่าซีพียูเป็นส่วนที่เป็นหัวใจของเครื่องคอมพิวเตอร์ ซีพียูที่นิยมใช้มีหลายยี่ห้อด้วยกัน เช่น AMD,  Intel, PowerPC, Spare, Cyril ซีพียูจะทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการประมวลผล

·       RAM (Random Access Memory) 

หน่วยความจำแรม  หน่วยความจำชนิดนี้จะบันทึกและอ่านข้อมูลด้วยกระแสไฟฟ้าและต้องมีกระแสไฟจ่ายให้ตลอดเวลา ถ้าปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ข้อมูลที่อยู่ในแรมก็จะหายไปด้วยแรมจะถูกนำมาใช้ในการรับส่งข้อมูลระหว่างซีพียูกับฮาร์ดดิสก์ หรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลชนิดอื่น

 ·       ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk)                                                                            

                ฮาร์ดดิสก์เป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล โดยใช้แถบแม่เหล็กสำหรับจัดเก็บข้อมูล ตั้งแต่โปรแกรมระบบปฏิบัติการ  โปรแกรมประยุกต์  ตลอดจนข้อมูลที่ได้จากการประมวลผล  การบันทึกข้อมูลอื่นๆฮาร์ดดิสก์แต่ละตัวบรรจุข้อมูลได้มากน้อยขึ้นอยู่กับขนาดความจุของฮาร์ดดิสก์

 ·       ดิสก์ไดรฟ์ (Disk Drive)                                                                 

                ดิสก์ไดรฟ์เป็นอุปกรณ์สำหรับอ่านและบันทึกข้อมูลจากแผ่นดิสเกตต์(Diskette) ดิสก์ไดรฟ์ปัจจุบันมีขนาด 3.5 นิ้ว  สำหรับอ่านข้อมูลจากแผ่นดิสเกตต์ขนาด 3.5 นิ้ว  ด้านท้ายของไดรฟ์จะมีคอนเน็คเตอร์สำหรับต่อสายไฟจากเพาเวอร์ซัพพลายเข้าที่ดิสก์ไดรฟ์ และคอนเน็คเตอร์สำหรับต่อสายแพ (สายรับส่งข้อมูล)

เข้ากับคอนเน็คเตอร์ FDD Connector

·       การ์ดแสดงผล (Display Card)

การ์ดแสดงผลหรือการ์ดจอ หรือเรียกอีกอย่างก็คือ VGA  Card  (Video  Graphic  Array)ถ้าเป็นการ์ดรุ่นใหม่ๆ  ที่ใช้สำหรับเล่นเกมส์ก็จะเรียกว่า  3D Card ซึ่งเป็นการ์ดที่ช่วยให้การแสดงรูปภาพที่เป็นภาพสามมิติทำได้เร็วขึ้น  การ์ดแสดงผลจะส่งสัญญาณภาพไปแสดงที่จอภาพ  การ์ดบางรุ่นจะแสดงผลได้สองจอภาพพร้อมกันเรียกว่า  Dual  Head  เนื่องจากมีพอร์ตสำหรับต่อสายจากจอภาพทั้งสองจอ และการ์ดบางรุ่นจะมีช่องส่งสัญญาณภาพออกไปที่โทรทัศน์ได้ด้วย เรีอกว่าTV-Out

·       การ์ดเสียง (Sound Card)

            การ์ดเสียงเป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์แสดงผลในรูปแบบเสียงได้ต้องมีลำโพงเป็นสื่อในการแสดงผล รูปแบบแสดงผลได้แก่ เพลง หนังเกมส์คอมพิวเตอร์ บันทึกเสียงเข้าไปในคอมพิวเตอร์ได้ เมนบอร์ดส่วนใหญ่จะเป็นชนิด Onboard   ซึ่งได้ติดตั้งการ์ดเสียงไว้บนเมนบอร์ด (Sound  on  Board) ถ้าต้องการคุณภาพเสียงที่ดีกว่าควรติดตั้งการ์ดเสียง สำหรับการ์ดเสียงที่ได้รับความนิยมก็เช่น  Creative SoundBlaster Live, Audigy เป็นต้น

 

 ·       แป้นพิมพ์  (Keyboard)

             แป้นพิมพ์เป็นอุปกรณ์นำเข้า  สำหรับให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ป้อนข้อมูล  คำสั่ง  ให้แก่เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อบันทึกหรือประมวลผล  แป้นพิมพ์ต้องต่อสายเข้ากับพอร์ต  PS/2  ของเมนบอร์ดปัจจุบันมีคีย์บอร์ดต่อเข้ากับพอร์ต  USB  ของเมนบอร์ดและยังมีคีย์บอร์ดแบบไร้สาย

 

·       เมาส์ (Mouse)

             เป็นอุปกรณ์ที่มีหน้าที่ชี้ และเลีอกโปรแกรม ข้อมูล คำสั่งที่ต้องการได้เร็วกว่าการใช้แป้นพิมพ์ ในงานทางด้านกราฟิกจะเป็นตัวช่วยในการวาดภาพ การเล่นเกมส์ เมาส์มีจำหน่ายหลายแบบ หลายราคา หลายยี่ห้อ ตั้งแต่ราคาไม่ถึงหนึ่งร้อยจนถึงหลักพัน โดยเมาส์จะมีแบบที่เชื่อมต่อกับพอร์ตแบบ PS/2  ซึ่งมีขั้วต่อแบบกลมเล็ก เมาส์พอร์ตแบบ USBที่มีขั้วต่อเป็นทรงสี่เหลียมแบนๆ

·       ซีดีรอมไดรฟ์ (CD-ROM)

ซีดีรอมไดรฟ์เป็นอุปกรณ์สำหรับอ่านข้อมุลจากแผ่นซีดีรอม  (CD-RW)  ซีดีเพลง  (AudioCD)  โฟโต้ซีดี  (Photo CD)  วีดีโอซีดี (Video CD) ซึ่งซีดีทั้งสามประเภทจะมีความสามารถในการอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดีที่กล่าวมาข้างต้นอยู่แล้ว แต่หากต้องการบันทึกข้อมูลลงแผ่นซีดีได้ให้เลือกใช้ซีดีรอมไดรฟ์แบบ CD-RW  และถ้าต้องการอ่านข้อมูลจากแผ่น DVD นอกจากนี้ยังมีไดรฟ์อีกแบบหนึ่งที่เรียกว่า Combo Drive เป็นซีดีรอมไดรฟ์ที่รวมซีดีรอมไดรฟ์ DVD และซีดีรอมไดรฟ์  CD-RW อยู่ในซีดีรอมไดรฟ์เดียวทำให้ทั้งดูหนังฟังเพลง บันทึกข้อมูลลงแผ่นซีดีได้เลยความเร็วของไดรฟ์ซีดีรอมจะเรียกเป็นX เช่น 8X,40X,50Xยิ่งมากก็คือยิ่งเร็ว ส่วน CD-RW นั้นจะมีตัวเลขแสดงเช่นเดียวกัน เพียงแต่จะเพิ่มความเร็วในการบันทึกข้อมูลลงแผ่นซีดี เช่น 24/10/40X  นั่นคือความเร็วในการบันทึกแผ่นCD-R สูงสุด ความเร็วในการบันทึกข้อมูลลงแผ่น CD-RW  และความเร็วในการอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดีโปรแกรม หรือซีดีเพลง

 

·       จอภาพ (Monitor)                                                                            

                จอภาพเป็นอุปกรณ์ที่มีหน้าที่แสดงผลลัพธ์การประมวลผล การทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ด้านหลังจอภาพมีสายไว้ต่อเข้ากับการ์ดจอ จอภาพมีหลายขนาดให้เลีอกใช้งาน เช่น 15,17,19,20,21,24 นิ้ว มีทั้งจอภาพแบบ LCDหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าจอแบน

ส่วนประกอบภายในเครื่องคอมพิวเตอร์

·       เมนบอร์ด (Main Board)

           เมนบอร์ดหรือแผงวงจรหลักที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ การจะให้อุปกรณ์ต่างๆ ทำงานได้นั้นต้องติดตั้งหรือเชื่อมต่อสายเข้ากับเมนบอร์ด แม้แต่ซีพียูก็ต้องติดตั้งเข้ากับเมนบอร์ดถูกผลิกออกมาเพื่อใช้กับซีพียูต่างรุ่นต่างแบบ และยังมีผู้ผลิตหลายรายด้วยกัน เช่น   ASUS,  ECS,  GIGABYTE, CHAINTECH,  MSI,  ABIT,  INTEL  เป็นต้น  เนื่องจากเมนบอร์ดมีจุดที่จะต้องต่อพ่วงอุปกรณ์ต่างๆ  เข้าไป  ดังนั้นจึงต้องดูรายละเอียดที่สำคัญๆ  บนเมนบอร์ด  ดังนี้

·       AGP Slot (Accelerator Graphic Port)

           เป็นสล็อตที่มีไว้สำหรับติดตั้งการ์ดแสดงผล  หรือการ์ดจอเท่านั้น  สล็อตเอจีพีจะมีสีน้ำตาลตำแหน่งจะอยู่ด้านบนของสล็อตพีซีไอ  และอยุ่ใกล้กับตำแหน่งของซ็อคเก็ตที่ติดตั้งซีพียู  เหตุผลที่ใช้ติดตั้งเฉพาะการ์ดแสดงผลก็เนื่องจากระบบบัสแบบ  PCI  ที่ใช้กันอยู่เดิมนั้นไม่สามารถตอบสนองการใช้งาน  ที่ต้องการความรวดเร็วในการแสดงผลสูงๆอย่างเช่น  เกมส์สามมิติ  โปรแกรมกราฟฟิก  ประเภทสามมิติ  ออกแบบบัสแบบเอจีพีหรือสล็อตแบบเอจีพีรุ่นใหม่จะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงขึ้น  ซึ่งมีข้สังเกตๆง่ายคือ 2X 4Xและล่าสุด 8X  ตัวเลขยิ่งสูงมากยิ่งเร็วขึ้น

   ·       แบตเตอรี่แบ๊คอัพ (CMOS Battery)

           แบตเตอรี่แบ๊คอัพเบอร์  CR2032  เป็นแบตเตอรี่ที่จ่ายกระแสไฟกับ  CMOS  เพื่อเก็บข้อมูลในไบออส  เช่น  ฮาร์ดดิสก์  ซีดีรอม  วันเวลา  ถ้าหาแบตเตอรี่หมดอายุจะทำให้ข้อมูลในไบออสหายไป  ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ไม่สามารถ  ตรวจสอบได้ว่ามีฮาร์ดดิสก์  มีซีดีรอมต่อพ่วงอยู่หรือเปล่า  ทำให้คอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานได้  แบตเตอรี่จะมีอายุการใช้งานประมาณสองหรือสามปี  หากต้องการเปลี่ยนก็หาซื้อได้ตามร้านนาฬิกาหรือร้านถ่ยรูป

 

·       BIOS (Basic Input Output)

เป็น  CHIP   IC  ชนิดหนึ่งที่อยู่บนเมนบอร์ด  ภายในจะมีโปรแกรมที่ใช้ตรวจสอบค้นหาอุปกรณ์ประเภทฮาร์ดดิสก์  ซีดีรอมซีดีไดรฟ์ ที่ติดตั้งเข้าไป ทุกคนที่เปิดเครื่องคอมพิวเตอร์โปรแกรมที่อยู่ในไบออสจะเริ่มตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์  เช่น  การทำงานของ  เมนบอร์ด  ฮาร์ดดิสก์  แรม  การ์ดจอ  คีย์บอร์ด  ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า  Power  on  Self-Test  (Post)  ในกรณีที่มีอุปกรณ์เสียหรือผิดปกติก็จะรายงานให้ทราบ  นอกจากนี้ไบออสยังมีคำสั่งสั่งให้เครื่อคอมพิวเตอร์บูตเข้าสู่วินโดวส์  หรือระบบปฏิบัติการอื่นที่ติดตั้งเอาไว้ด้วย  ในรูปเป็นไบออสของ  AIM  ไบออสมีหลายยี่ห้อด้วยกัน  เช่น  AWARD,  PHOENIX,  COMPAQ,IBM  ซึ่งจะมีความแตกต่างกันบ้างในเครื่องของวิธีการเข้าไปตั้งค่าการทำงานของไบออสรวมทั้งรูปแบบเมนูของไบออส ส่วนเมนบอร์ดที่ใช้จะมีไบออสยี่ห้อไหน และตำแหน่งติดตั้งอยู่ที่ไหนบนเมนบอร์ดสามารถอ่านเพิ่งเติมได้จากคู่มือของเมนบอร์ด

·       CPU Socket

         ใช้สำหรับติดตั้งซีพียูเข้ากับเมนบอร์ด  เมนบอร์ดที่ใช้กับซีพียูของอินเทลคือ  Pentium  4 และ Canceler  จะเรียกซอคเก็ตSOCKET  478  ส่วนเมนบอร์ดสำหรับซีพียู  AMD  นั้นจะมีซ็อคเก็ตแบบ  SOCKET  462  หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า  SOCKET  A  จุดสังเกตว่าเมนบอร์ดเป็นซ็อคเก็ตแบบใดนั้นก็ดูจากชื่อที่พิมพ์ไว้บนช็อคเก็ต  ส่วนความแตกต่างอีกอย่างหนึ่งก็คือรอยมาร์คที่มุมของซ็อคเก็ต  ถ้าเป็นซ็อคเก็ต  478   จะมีรอยมาร์คอยุ่ที่มุมหนึ่งด้าน  ส่วนซ็อคเก็ต  462  จะมีรอยมาร์คที่มุมสองด้าน  โดยรอยมาร์คจะตรงกับตำแหน่งของซีพียู  เพื่อให้ติดตั้งซีพียูเข้ากับซ็อคเก็ตได้อย่างถูกต้อง

·       ขั้วต่อสายไฟ  ( ATX  Power  Connector)

          ขั้วต่อสายไฟจากเพาเวอร์ซัพพลายเข้ากับเมนบอร์ด  ซึ่งเป็นขั้วต่อแบบ  ATX  โดยที่เพาเวอร์ซัพพลายจะมีสายไฟหนึ่งชุดเอาไว้ต่อเข้ากับเมนบอร์ด  และด้านหนึ่งของขั้วต่อจะมีสลักล็อกสายไฟ  ป้องกันไม่ให้สายไฟหลุดจากเมนบอร์ดได้ง่าย

·       คอนเน็คเตอร์

 คอนเน็คเตอร์สำหรับต่อสายแพเข้ากับ  Disk  Drive  ซึ่งเมนบอร์ดจะมีคอนเน็คเตอร์ไว้ให้หนึ่งช่อง  ซึ่งก็เพียงพอต่อการใช้งาน  เพราะเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วยใหญ่จะติดตั้งดิสก์ไดรฟ์เท่านั้น  จุดสังเกตก็คือจะมีข้อความว่า  FLOPPY  หรือเมนบอร์ดบางรุ่นจะเป็ตัวย่อว่า FDD  พิมพ์กำกับอยู่  ส่วนที่สำคัญอย่างหนึ่งก็คือที่ช่องคอนเน็คเตอร์จะมี  Pin  หรือเข็มอยู่  33  อัน  โดยด้านหนึ่งจะมีคำว่า  PIN  1  พิมพ์กำกับอยู่ด้วย  เมื่อต้องการต่อสายแพเข้ากับคอนเน็เตอร์จะต้องเอาด้านที่มีสีแดงหรือสีน้ำเงินมาไว้ที่ตำแหน่ง  PIN  1

·       IDE Connector

            เป็นคอนเน็คเตอร์ที่ใช้สำหรับเชื่อมต่อสายแพกับฮาร์ดดิสก์แบบ   IDE  รวมถึงอุปกรณ์จำพวกไดรฟ์อ่านเขียนข้อมูล  เช่น  ซีดีรอม  ดีวีดี  ซิพไดรฟ์  โดยเมนบอรืดจะมีคอนเน็คเตอร์  IDE  อยู่สองชุดด้วยกัน  เรียกว่า  IDE  1 กับ IDE  2  แต่ละคอนเน็คเตอร์จะรองรับอุปกรณ์ได้สองชิ้น  ซึ่งหมายถึงจะต่อฮาร์ดดิสก์รวมทั้งซีดีรอมได้สูงสุดแค่สี่ตัว  โดยอาจจะเป็นฮาร์ดดิสืกสองตัวกับไดรฟ์ CD-RW  และไดรฟ์  DVD  อีกอย่างละหนึ่ง  เช่นเดียวกับ  FDD  Connector  ก็คือจะมีตัวอักษรพิมพ์กำกับว่าด้านใดคือ  PIN  1  เพื่อให้ต่อสายแพเข้าไปอย่างถูกต้อง  แต่  IDE  Connector  จะมีจำนวนพินมากกว่าคือ  39  พิน

 

 ·       PCI Slots (Peripherals component interconnect)

         สล็อตพีซีไอ  เป็นช่องที่เอาไว้สำหรับติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติม  เช่น  ติดตั้งการ์ด  SCSI  การ์ดเสียง  การ์ดเน็ตเวิร์ค  โมเด็มแบบ  Internal  เมนบอร์ดโดยส่วนใหญ่จะมีสล็อตพีซีไอเป็นสีขาวครีม  แต่ก็มีเมนบอร์ดรุ่นใหม่บางรุ่นที่เพิ่มสล็อคพีซีไอโดยใช้สีแตกต่าง  เช่น  สีน้ำเงิน   เพื่อใช้ติดตั้งการ์ดที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสล็อตแบบพีซีไอนั้นถูกออกแบบมาแทนสล็อตแบบ  VL  ซึ่งทำงานได้ช้าการติดตั้งอุปกรณ์ทำได้ยาก  เนื่องจากต้องเซ็ตจัมเปอร์  แต่พีซีไอนั้นจะเป็นระบบ Plug  and  play  ที่ติดตั้งอุปกรณ์ได้ง่ายกว่าอุปกรณ์บางอย่าง  เช่น  การ์ดเสียง  เมื่อติดตั้งแล้วโอเอสจะรู้จักทันทีหรือเพียงแค่ลงไดรเวอร์เพิ่มเติมเท่านั้น  อนึ่ง

สล็อตแบบพีซีไอนั้นเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า  PCI  Bus  ซึ่งหมายถึงเส้นทางที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลระหว่างเมนบอร์ดกับอุปกรณ์ต่อพ่วง  โดยบัสแบบพีซีไอจะทำงานในระบบ  32 บิต

 

·       RAM Sockets

            เป็นช่องที่ใช้สำหรับติดตั้งแรมเข้าไป  เมนบอร์ดแต่ละรุ่นจะมีช่องสำหรับติดตั้งแรมไม่เท่ากัน  บางรุ่นอาจจะมีแค่สอง  บางรุ่นมีสาม  บางรุ่นมีสี่  จำนวนช่องถ้ามีเยอะก็จะทำให้เพิ่มแรมได้มากขึ้น  ซ็อคเก็ตที่ใช้ติดตั้งแรมยังแบ่งออกตามชนิดของแรมด้วย  ถ้าเป็นเมนบอร์ดที่ใช้แรมแบบ  DDR  จะมีรอยมาร์คอยู่ตรงกลางหนึ่งช่อง  ซึ่งจะตรงกับตำแหน่งรอยมาร์คที่แรม

 ·       System Panel Connector

              จากรูปจะสังเกตเห็นกลุ่มเข็มที่โผล่ออกมาเหมือนเสาเข็ม  สำหรับ  System  panel  นั้นเป็นจุดที่ใช้ต่อสายสวิตช์ปิดเปิดเครื่อง  (Power  Switch)  สายไฟปุ่นรีเซต  (Reset  Switch)  ไฟแสดงการทำงานของฮาร์ดดิสก์  (HDD LED)  ลำโพงภายในตัวเครื่อง  (Speaker)  และสวิตซ์ล็อกการทำงานของคีย์บอร์ด  (Keyboard  Lock)  โดยสวิตซ์หรือสายไฟหลาวนี้จะติดอยู่กับเคสเครื่องคอมพิวเตอร์ถ้าไม่ต่อสายไฟจากเคสเข้ากับ  System  panel  สวิตซ์เปิดเครื่องหรือไฟแสดงการทำงานของฮาร์ดดิสก์ก้จะไม่ติด

·       PS/2 Mouse, PS/2Keyboard Port

              เป็นพอร์ตที่ใช้สำหรับต่อสายเมาส์กับสายคีย์บอร์ดเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์   โดยเรียกว่าพีเอสทูเมาส์หรือพีเอสทูคีย์บอร์ด  ซึ่งพอร์ตจะมีรูกลมหกรู  แล้วก็รูสี่เหลี่ยมหนึ่งรู  ซึ่งปลายสายคีย์บอร์ดหรือเมาส์ก็จะมีเข็มที่ตรงกับตำแหน่งของรูที่พอร์ตด้วย  การเสียบสายเมาส์และคีบอร์ดเข้าไปต้องระวังให้เข็มตรงกับรู  สำหรับพอร์ตเมาส์และคีบอร์ดนั้นจะใช้  Color Key  แสดงเอาไว้สีเขียวสายต่อเมาส์  สีน้ำเงินคือสายต่อคีย์บอร์ด  นอกจากนี้ยังมีจุดสังเกตอีกประการหนึ่งคือเมื่อประกอบเมนบอร์ดเข้ากับเคส  ที่เคสจะมีลักษณ์รูปเมาส์กับรูปคีย์บอร์ดติดอยุ่  เพื่อให้ต่อสายเมาส์และคีย์บอร์ดได้ถูกต้อง

  ·       USB Port (Universal Serial Bus)

              พอร์ตสำหรับต่อพ่วงกับอุปกรณ์ที่มีพอร์ตแบบยูเอสบี  เช่น  พรินเตอร์  สแกนเนอร์  กล้องดิจิตอล  ซีดีรอมไดรฟ์  ซิพไดรฟ์  เป็นต้น  เมนบอร์ดรุ่นใหม่จะมีพอร์ตยูเอสบีเพิ่มมาอีกเรียกว่าพอร์ต USB 2.0  ซึ่งรับส่งข้อมูลได้เร็วกว่าเดิม  เมื่อต้องซื้ออุปกรณ์ต่อพ่วง  ควรตรวจสอบด้วยว่าอุปกรณ์นั้นเชื่อมต่อกับพอร์ตยูเอสบีรุ่นเก่า  หรือว่าต้องใช้ร่วมกับพอร์ตยูเอสบี 2.0  เพื่อความมั่นใจว่าอุปกรณ์ที่ซื้อมานั้นจะทำงานได้อย่างไม่มีปัญหาใดๆ

·       Parallel  Port

              พอร์ตพาราลเลล  เป็นพอร์ตแบบตัวเมียมีรู  25  รู   สำหรับต่อสายพรินเตอร์หรือสแกนเนอร์ที่มีพอร์ตแบบพาราลเลล  ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ต่อกับเครื่องพรินเตอร์มากกว่า  บางคนจะเรียกว่าพรินเตอร์พอร์ต  โดยส่วนใหญ่พอร์ตพาราลเลลจะมีกับเครื่องพรินเตอร์รุ่นเก่า  หรือในเครื่องพรินเตอร์ระดับกลางๆ ขึ้นไป

 

·       Serial Port

พอร์ตแบบตัวผู้ที่มีขาสัญญาณอยู่  9  ขา  เรียกว่าคอมพอร์ต  (COM  Port)  เป็นพอร์ตที่ใช้สำหรับต่อโมเด็มเมาส์  หรือจอยสติ๊ก  ปัจจุบันอุปกรณ์ที่ใช้พอร์ตนี้แทบไม่มีให้เห็น  เนื่องจากหันไปใช้พอร์ตแบบ  USB  เป็นส่วนใหญ่

 ·       Video Port

พอร์ตสำหรับต่อสายสัญญาณภาพกับจอคอมพิวเตอร์  ลักษณะของพอร์ตจะเป็นพอร์ตแบบตัวเมียมีรู  15 รู  สำหรับพอร์ตนี้จะมีอยู่เฉพาะในเมนบอร์ดรุ่นที่รวมเอาการ์ดแสดงผลเข้าไปกับเมนบอร์ดด้วย  (VGA  On board)

·       IEEE 1394 Port

เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า  Fire  Wire (บริษัท  โซนี่เรียกว่า  I-Link) เป็นพอร์ตที่ใช้สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงอีกชนิดหนึ่ง  ซึ่งก็มีในเมนบอร์ดบางรุ่นพอร์ตนี้จะใช้สำหรับต่อพ่วงกับสแกนเนอร์  กล้องดิจิตอลระดับไฮเอนด์  กล้องดิจิตอลวีดีโอ  ฮาร์ดดิสก์ที่มีพอร์ตแบบ  Fire Wire  โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้ต่อกับดิจิตอลวีดีโอ  เนื่องจากการที่สามารถควบคุมการทำงานของกล้องผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ได้โดยตรง

·       Line in / Line out / Microphone jack

สำหรับเมนบอร์ดรุ่นใหม่  การ์ดเสียงจะถูกรวมเข้าไปกับเมนบอร์ดด้วย  ที่เรียกกันว่า  Sound on Board จุดสังเกตก็คือที่เมนบอร์ดจะมีช่องสำหรับต่อไมโครโฟน  ลำโพง  แล้วก็เครื่องเล่นเทป  ทำให้ไม่ต้องซื้อการ์ดเสียงเพิ่ม  อย่างไรก็ดี  ถ้าต้องการคุณภาพเสียงที่ดีกว่า  หรือต้องการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์กับการทำดนตรีหรืองานตัดต่อวีดีโอ  ควรติดตั้งการ์ดเสียงเพิ่ม

  ซีพียู (CPU)

 แนวคิด

          ซีพียูเป็นหน่วยประมวลผลกลางถือว่าเป็นหัวใจสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยการทำงานได้แก่ การควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์และประมวลผลต่างๆ ซีพียูเปรียบเสมือนหัวใจสำคัญของเครื่องคอมพิวเตอร์

บทนำ

          ซีพียู(CPU) ย่อมาจาก Central Processing Unit หรือหน่วยประมวลกลางของเครื่องคอมพิวเตอร์ ในปัจจุบันมีให้เลือกใช้ด้วยการหลายยี่ห้อและหลายรุ่นทั้งนี้ผู้เลือกซื้อสามารถเลือกซื้อเพื่อใช้งานได้ตามความต้องการของการใช้งาน ด้วยการตรวจสอบคุณสมบัติของซีพียูที่ต้องการทั้งนี้ตรวจสอบได้จากความเร็วที่ต้องการ และความเหมาะสมของราคา

ความหมายและวิวัฒนาการของซีพียู

CPU (Central processing Units) หรือ หน่วยประมวลผลกลาง เป็นอุปกรณ์ที่เป็นหัวฬจของเครื่องคอมพิวเตอร์   เพราะการทํางานทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นการคํานวณ   การย้ายข้อมูลการตัดสินใจเป็นการทํางานของซีพียู หากแต่ซีพียูจะต้องมีอุปกรณ์อื่นๆ ทํางานร่วนเพราะอุปกรณ์ทุกตัวล้วนมีหน้าที่ในการทําให็เครื่องคอมพิวเตอร์ทํางานได้อย่างประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ

 วิวัฒนาการของซีพียู

              บริษัท อินเทล (Intel)  เป็นบริษัททรายแรกที่ผลิตซีพียู    เริ่มต้นผลิตเป็นซีพียูรุ่น 8080  หรือทีอินเทล เรียกว่า"Intel 8080" มีขนาด 8บิต บรรจุทรานซิลเตอร์ประมาณ 50.000 ตัวรูปร่างของไอซีจะเหมือนกับตีนตะขาบ  โดยจะมีจํานวนขา 40 ขาเรียกว่า PID :  Dual  In  Line  package ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้ามากขึ้น  การผลิตซีพียูร่นต่อ ๆ มาก็เปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีแบบ VLS:Very Liege Scale Integrate  แทน

                  การพัฒนาซีพียูก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว  และถูกพัฒนาให้อย่ในรูปไมโครชิปที่เรียกกว่าไมโครโปรเซสเซอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์จึงเป็นหัวใจหลักของระบบคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ถึงไมโครคอมพิวเตอร์  ล้วนแล้วแต่ใช้ไมโครชิปเป็นซีพียูหลัก  ในเมนเฟรมคอมพิวเตอร์  เช่น  ES9000 บริษัทไอบีเอ็มก็ใช้ไมโครชิปเป็นซีพียู แต่อาจจะมีมากกว่าหนึ่งชิปประกอบรวมเป็นซีพียู เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว ดังรายละเอียดสรุปได้ดังนี้

              1 พ.ศ  2518    บริษัท อินเทลได้พัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ที่เป็นที่รู้จักกันดีคือ  ไมโครโปรเซสเซอร์เบอร์  8080      เป็นซีพียูขนาด 8  บิต  ซีพียูร่งนี้จะรับข้อมูลเข้ามาประมวลผลภาษาเครื่องหรือระบบเลขฐาน 2 ครั้ง  8  บิต  และทํางานภายใต้ระบบปฏิบัติการซีพีเอ็ม ผCP/Mปนอกจากขีดความสามารถในการประมวลผลภายในการรับส่งข้อมูลระหว่างซีพียูกับอุปกรณ์ภายนอกแล้ว ยังต้องพิจารณาขีดความสามารถของซีพียูในการเข้าไปเขียนอ่านในหน่วยความจําด้วย 

ซีพียู  8080  สามารถเขียนอ่านในหน่วยความจําได้สูงสุดเพียง 1  เมกะไบต์  ซึ่งถือว่ามากในขณะนั้น   ความเร็วของการทํางานของซีพียูขึ้นอยู่กับการให้จังหวะที่เรียกว่า  สัญญาณนาฬิกาซีพียู  8080 ถูกกําหนดจังหวะด้วยสัญญาณนาฬิกาที่มีความเร็ว  4.77 ล้านรอบใบ 1 วินาที  หรือทีเรียนกว่า 4.77  เมกะเฮิรตซ์  (MHz)

             2   บริษัทแอปเปิลก็เลือกซีพียู      6502   ของบรษัท  มอสเทคมาผลิตป็นเครื่องแอปเปิลได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในยุคนั้น

            3   พ.ศ.  2524  บริษัท  ไอบีเอ็มมีการพัฒฯษฌ)นซ๊ฑ๊ญุแบบ     16     บิต  ที่มีการรับข้อมูลจากภายนอกทีละ 8  บิต  แต่การประมวลผลรับข้อมูลได้ครั้งละ  16  บิต   ซีพียู  8080  แบบ  16  บิตนี้เรียนกว่า  พีซี  และเป็นพีซีรุ่นแรก

         4.  ใน พ.ศ. 2527  บริษัท  ไอบีเอ็นเสนอไมโครคอมพิวเตอร์รุ่งใหม่ที่ทํางานได้ดีกว่าเดิมโดยใช้ชื่อร่นว่า  พีซีเอที ( PC-AT)  คอมพิวเตอร์รุ่นนี้ใช้ซีฑียูเบอร์ 80286  ทํางานที่ความเร็วสูงขึ้ง คือ 6 เมกะเฮิรตซ์    การทํางานของซีพียู 80286   ดีกว่ารุ่นที่ผ่านมามาก  เพราะรับส่งข้อมูลกับอุปกรร์ภายในเป็นแบบ   16  บิต  การประมวลผลก็เป็นแบบ   16   บิต  ทํางานด้วยความเร็วของจังหวะสัญญาณนาฬิกาสูงกว่า  และยังติดต่อเขียนอ่านกับหน่วยความจําได้มากกว่า  คือ  ติตต่อได้สูงสุด  16  เมกะไบต์  หรือ 16 เท่าของคอมพิวเตอร์รุ่นพีซี    พัฒนาการของเครื่องพีซีเอทีทําให้                                                        5. ใน พ.ศ.2529 บริษัทอินเทลผลิตซีพียูรุ่น 80386 มาเป็นซีพียูหลักของระบบ วีพียู 80386 มาเป็นซีพียูหลักของระบบ ซีพียู 80386 เพิ่มเติมขีดความสามารถคือรับส่งข้อมูลครั้งละ 38 บิตติดต่อกับหน่วยความจำได้มากถึง 4 กิกะไบต์จังหวะสัญญาณนาฬิกาเพิ่มได้สูงถึง 33 เมกะเฮิรตซ์ ขีดความสามารถ   สูงกว่าซีพียูรุ่นเดิมมาก

               6.ใน พ.ศ.2530 บริษัท ไอบีเอ็มเริ่มประกาศขายไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ที่ชื่อว่าพีเอสทู (PS/2) โดยมีโครสร้างทางฮาร์ดแวร์ของระบบแตกต่างออกไปโดยเฉพาะระบบเส้นทางส่งถ่ายข้อมูลภายใน (bus)

               7.ใน พ.ศ.2531 บริษัท อินเทลผลิตเครื่อง80386SX80 พียู 386SX ใช้กับโครงสร้างเครื่องพีซีเอทีเดิมได้พอดี โดยไม่ต้องดัดแปลงอะไร ทั้งนี้เพราะโครงสร้างภายในซีพียูเป็นแบบ 80386 แต่โครงสร้างการติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกใช้เส้นทางเพียงแค่ 16 บิต ไมโครคอมพิวเตอร์ 80386SX จึงเป็นที่นิยมเพราะมีราคาถูกและสามารถคอมพิวเตอร์รุ่น 80386 แต่ไม่เป็นที่นิยมมากนักทั้งนี้เพราะยุคเริ่มต้นของเครื่องคอมพิวเตอร์ 80386 มีราคาแพงทางบริษัทจึงได้ลดขีดความสามารถของ 80386 ให้เหลือเพียง ทดแทนเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นพีเอทีได้

                 8.ใน พ.ศ.2535 บริษัทอินเทลได้ผลิตซีพียู 80486 ซึ่งซีพียู 80486 ไม่มีข้อเด่นอะไรมากนัก เพียงแต่ใช้เทคโนโลยีการรวมชิป 80387 เข้ากับซีพียู 80386 ซึ่งชิป 80387 เป็นหน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์ และรวมเอาส่วนจัดการหน่วยความจำเข้าไว้ในชิปทำให้การทำงานโดยรวมรวดเร็วขึ้นอีก

             9. ใน พ.ศ.2535 อินเทลได้ผลิตซีพียูตัวใหม่ที่มีขีดความสามารถสูงขึ้น ชื่อว่า เพนเทียม การผลิตไมโครคอมพิวเตอร์จึงได้เปลี่ยนมาใช้ซีพียูเพนเทียมซึ่งเป็นซีพียูที่มีขีดความสามารถเชิงคำนวณสูงกว่าซีพียู 80486 โดยใช้ระบบการถ่ายข้อมูลได้ถึง 64 บิตการพัฒนาทางด้านซีพียูเป็นไปอย่างต่อเนื่องไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่จะมีโครงสร้างที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น ใช้งานได้ดีมากขึ้นและจะเป็นซีพียูในรุ่นที่ 6 ของบริษัท อินเทล โดยมีชื่อว่า Pentium II,ตามด้วย Pentium III, Pentium 4,INTEL XEON, Pentium dual, INTEL CORE2 DUO,INTEL PEMTIUM E และสำหรับรายละเอียดขอลการพัฒนาการของซีพียูส่วนมากจะเน้นข้อมูลของบริษัท อินเทล ผู้ผลิตรายแรกสำหรับบริษัทอื่นจะได้กล่าวในหัวข้อต่อไป

 กลไกการทำงานและสถาปัตยกรรมของซีพียู

       การทำงานซีพียูประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้

       หน่วยประมวลผลตรรกะ (หน่วย ALU)

              1.การบวก ลบ คูณ และหาร ซึ่งนอกจากหน่วย ALU จะทำหน้าที่เป็นเครื่องคำนวณในการบวก ลบ คูณ หารตัวเลขและการคำนวณทางตรรกศาสตร์ซึ่งเป็นเปรียบเทียบเงื่อนไขตามหลักการทาวคณิตศาสตร์ เช่น เปรียบเทียบจำนวน 2 จำนวนตามเงื่อนไข มากกว่า น้อยกว่า เท่ากันหรือไม่เท่ากับ ผลลัพธ์ที่ได้เป็นจริง T หรือเท็จ F ซึ่งรูปแบบของการคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะ จะอยู่ในรูปของเลขฐานสองหรือข้อมูลแบบไบนารี่สามารถทำการบวกเพื่อรวมข้อมูลของ     รีจีสเตอร์ 2 ตัวเข้าด้วยกัน นอกจากนี้ยังมีวงจรสำหรับทำการลบได้โดยตรงอีกด้วย

              2. หน่วยควบคุมหรือวงจรควบคุม ในการประมวลผลข้อมูล ซีพียูจะต้องมีหน่วยควบคุมการประมวลผลตามคำสั่ง และมีการควบคุมการทำงานของส่วนต่างๆในระบบคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นการควบคุมและจัดสรรสัญญาณนาฬิกาส่งออกไปให้ส่วนต่างๆอ้างอิงในการทำงานตังอย่างที่เห็นได้ชัด เช่น การควบคุมลำดับขั้นตอนการประมวลผล การประสานงานระกว่างหน่วยประมวลผล กลางกับหน่วยความจำ เป็นต้นการทำงานของหน่วยประมวลผลกลางแบบพื้นฐาน การทำงานของหน่วยประมวลผลกลางแบ่งออกตามหน้าที่ได้เป็น 5กลุ่มดังนี้

        - Decode - การตีความ 1 คำสั่งนั้นด้วยวงจรถอดรหัส (Decoder circuit) ตามจำนวนหลัก (BIT) ว่ารหัสนี้จะให้วงจรอื่นใดทำงานด้วยข้อมูลใด

       - Execute - การทำงานตาม 1 คำสั่งนั้น คือ วงจรใดในไมโครโปรเซสเซอร์ทำงาน เช่น วงจรบวก, วงจรลบ, วงจรเปรียบเทียบ, วงจรย้ายข้อมูล

       - Memory - การติดต่อกับหน่วยความจำ การใช้ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยจำชั่วคราว (RAM, Register) มาใช้ในคำสั่งนั้นโดยอ้างที่อยู่ (Address)

       - write back - การเขียนข้อมูลกลับ โดยมีหน่วยจำ Register ช่วยเก็บที่อยู่ของคำสั่งต่อไป ภายหลังมีคำสั่งกระโดดบวกลบที่อยู่การทำงานของหน่วยประมวลผลกลางแบบมี Pipelineโดยการทำงานเหล่านี้ถ้าเป็นแบบพื้นฐานก็จะทำงานกันเป็นขั้นตอนเรียงตัวไปเรื่อยๆแต่ในหลักความเป็นไปได้คือการทำงานในแต่ละส่วนนั้นคอนข้างจะเป็นอิสระออกจากกัน จึงได้มีการจับแยกกันให้ทำงานขนานกันของแต่ละส่วนไปได้ หลักการนี้เรียกว่า Pipeline เป็นการทำงานการประมวลผลแบบขนานในการไหลของแต่ละคำสั่ง (ILP: Instruction Level Parallelism) โดยข้อมูลที่เป็นผลจากการคำนวณของชุดก่อนหน้าจะถูกส่งกลับไปให้ชุดคำสั่งที่ตามมาในช่องทางพิเศษภายในหน่วยประมวลผลเองการทำงานของหน่วยประมวลผกลางแบบมี Pipeline และเป็น   Superscalar การทำงานแบบขนานนี้สามารถทำให้มีความสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกคือเพิ่มการทำงานแต่ละส่วนออกเป็นส่วนที่เหมือนกันในทุกกลุ่มแต่ให้ทำงานคนละสายชุดคำสั่งกัน วิธีการนี้เรียกว่าการทำหน่วยประมวลผลให้เป็น Superscalar วิธีการทำให้มีหลายๆชุดคำสั่งทำงานได้ ในขณะเดียวกัน โดยงานหนักของ Superscalar อยู่ที่ส่วนดึงชุดคำสั่งออกมา (Dispatcher) เพราะส่วนนี้ต้องตัดสินใจได้ว่าชุดคำสั่งไหนสามารถทำการประมวลผลแบบขนานได้ หลักการนี้ก็เป็นการทำการประมวลผลแบบในระดับการไหลของแต่ละคำสั่ง (ILP: Instruction Level Parallelism) เช่นกัน

 สถาปัตยกรรมแบบ CISC: Complex Instruct on Set Computing

เป็นสถาปัตยกรรมการออกแบบซีพียูที่ใช้ในเครื่องซีพียูทั่วๆไป แต่เดิมแนวความคิดที่จะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้รวดเร็วขึ้น จะใช้วิธีการเพิ่มขีดความสามารถของคำสั่งทำให้คำสั่งหนึ่งต้องทำงานเพิ่มขึ้นและซับซ้อน ด้วยวิธีนี้ทำให้สถาปัตยกรรมของตัวซีพียูต้องสนับสนุนชุดคำสั่งใหม่ๆ เพิ่มขึ้นประกอบด้วย ไซเคิล (Cycle) การทำงานของแต่ละคำสั่งจะใช้จำนวนไซเคิลไม่เท่ากัน บางคำสั่งทำงานเสร็จภายในไซเคิล ความคิดนี้จึงกลายมาเป็นคอมพิวเตอร์ในกลุ่ม CISC และความคิดนี้ได้พัฒนาต่อเนื่องมาเป็นลำดันจนถึงปัจจุบันซีพียูหลายตัว เช่น 80386 80486 จนมาถึง Pentium 4 ก็ใช้แนวความคิดนี้ สถาปัตยกรรมแบบนี้จะทำให้การออกแบบวงจรภายในซับซ้อนมาก แต่ง่ายกับโปรแกรมเมอร์ในการเรียนรู้คำสั่งเพราะการประมวลผลทั้งหมดจะกระทำในตัวซีพียู ซึ่งถ้าคำสั่งซับซ้อนมากๆก็จะทำให้การประมวลผลช้า

      

สถาปัตยกรรมแบบ RISC: Reduces Instruction Set Computing

 ปี ค.ศ.1975 กลุ่มนัดวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ได้พัฒนาซีพียูที่มีสถาปัตยกรรมแบบ RISC: Reduces Instruction Set Computing โดยให้ซีพียูทำงานด้วยไซเคิลที่แน่นอน และลดจำนวนคำสั่งลงให้เหลือคำสั่งพื้นฐานมมากที่สุด แล้วใช้หลักการทำงานแบบไปป์ไลน์  (Pipeline) จึงนับว่าเป็นสถาปัตยกรรมที่ได้ทำการแก้ปัญหาของ RISC โดยใช้การประมวลผลแบบง่ายๆเป็นการพัฒนาประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ให้มีความเร็วสูงขึ้น เนื่องจากออกแบบซีพียูไม่ซับซ้อนเหมือนอย่าง RISC จึงง่ายต่อการพัฒนาประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์แบบ RISC จึงทำงานได้เร็ว ซึ่งต่อมาบริษัทซัรไมโครซิสเต็มก็นำมาใช้เป็นซีพียูหลักในเครื่อง SPARC และจะพบได้ในเครื่องระดับเวิร์คสเตชั่นขึ้นไป

                                                                       

หน้าที่ของซีพียู

·       การทำงานของของซีพียู มีหน้าที่ดังนี้

·       อ่านและแปลคำสั่งที่เขียนไว้ในโปรแกรม

·       ประมวลผลตามคำสั่งที่เขียนไว้ในโปแกรม

·       รับส่งข้อมูลโดยติดต่อกับหน่วยความจำภายในเครื่อง

·       ติดต่อรับส่งข้อมูลกับผู้ใช้โดยผ่านหน่วยนำข้อมูลเข้า/ออก

·       ย้ายข้อมูลและคำสั่งจากหน่วยงานหนึ่งไปยังอีกหน่วยงานหนึ่ง

จากส่วนประกอบของซีพียูประกอบไปด้วย 2 ส่วน คือ หน่วยควบคุม (CU) ดังกล่าวมาแล้วนั้น โดยที่การทำงานของหน่วยควบคุมจะอยู่ภายใต้คำสั่งของโปรแกรมที่เก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก    โดยหน่วยควบคุมจะมีหน้าที่ในการสั่งงานและประสานงานการดำเนินการทั้งหมดของระบบ อันได้แก่

·       ติดต่อสื่อสารกับ ALU และหน่วยความจำหลัก

·       ตัดสินใจในการนำข่าวสารใดเข้าและออกจากหน่วยความจำหลัก

·       กำหนดเส้นทางการส่งสารจากหน่วยความจำไปยัง ALU และจาก ALU หน่วยความจำหลัก

·       มีหน่วยที่ทำหน้าที่ในการถอดรหัสว่าจะให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำอะไร

·       ควบคุมการถอดรหัสให้เป็นไปตามขั้นตอนการทำงาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมา

·       หน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกวิทยา หน่วยคำนวณนี้ประกอบด้วยวงจรไฟฟ้า ที่ทำหน้า 2อย่าง คือ

การดำเนินงานเชิงคณิต  ทำหน้าที่ในการคำนวณ อันได้แก่การบวก ลบ คูณ หาร

การดำเนินงานทางตรรกวิทยา  ทำหน้าที่ในการเปรียบเทียบระหว่างข้อมูล โดยการทดสอบตามเงื่อนไขมากกว่า น้อยกว่า เท่ากัน ซึ่งการปฏิบัติงานของคอมพิวเตอร์จะขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบนั้น เช่น ถ้า ALU ตรวจสอบพบว่าจำนวนสินค้าใน สต๊อกมีน้อยกว่า 20 ชิ้น ให้คอมพิวเตอร์พิมพ์ข้อความเตือนออกมาให้ทราบ เป็นต้น

  การทำงานของซีพียูมีรายละเอียดดังนี้

                รีจีสเตอร์ คือ แหล่งที่ใช้เก็บชั่วคราวที่มีลักษณะคล้ายกับหน่วยความจำ แต่ถูกแยกออกจากหน่วยความจำต่างหาก รีจีสเตอร์จะเป็นแหล่งเก็บข้อมูลแบบพิเศษที่ทำให้ซีพียูสามารถดึงข้อมูลไปใช้งานได้เร็วกว่าหน่วยความจำธรรมดา รีจีสเตอร์จะอยู่ภายในหน่วยประมวลผลกลางและถูกจัดการและควบคุมโดยหน่วยควบคุม  ซึ่งแหล่งเก็บข้อมูลและคำสั่งภายในโปรแกรมที่ถูกนำมาประมวลผล

การปฏิบัติงานของซีพียู

จากโปรแกรมที่ประกอบด้วยกลุ่มของคำสั่งที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลแต่คำสั่งประกอบด้วย รหัสให้ทำงาน (Operation code) หรือออปโคด เช่นADD SUB MULDIV และเรียกว่า โอเปอแรนด์ ซึ่งจะบอกตำแหน่งที่เก็บข้อมูลในหน่วยความจำ เช่น สัญลักษณ์ A หรือ B ตัวอย่างของคำสั่งหนึ่งๆที่มีโปรแกรมภาษาแอสเซมบลี เช่น ADD,A,B หมายถึง ให้มีการนำข้อมูลที่เก็บอยู่ในหน่วยความจำตำแหน่ง A และข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำตำแหน่ง B มาทำการบวกกันซึ่งคำสั่งนี้จะต้องถูกแปลให้เป็นภาษาเครื่องก่อนการปฏิบัติงานของซีพียูเสมอ

 ก่อนที่คำสั่งแต่ละคำสั่งจะถูกประมวลผลต้องมีการอ่านโปรแกรมซึ่งประกอบด้วยชุดคำสั่งต่างๆรวมทั้งข้อมูลที่จะถูกนำไปใช้ในโปรแกรมนำเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักก่อนโดยข้อมูลหรือโปรแกรมนี้อาจนำเข้ามาจากอุปกรณ์นำข้อมูลเข้าออก หรือจากหน่วยความจำสำรองอย่างใดอย่างหนึ่งการประมวลผลคำสั่งของซีพียูจะมีขั้นตอนการทำงานพอสรุปได้ดังนี้

1.หน่วยควบคุม CU จะเข้าไปอ่านคำสั่งมาจากหน่วยความจำหลัง 1 คำสั่ง

2.หน่วยควบคุมจะทำการถอดรหัสคำสั่งนั้นว่ามีความหมายว่าอย่างไรให้เป็นรหัสการทำงาน โดยจะแปลส่วนของรหัสการทำงานก่อนว่าคืออะไร แล้วจึงแปลส่วนของโอเปอร์แรนด์ เมือแปลเสร็จเรียบร้อยก็จะดึงข้อมูลจากหน่วยความจำสั่งไปให้หน่วยคำนวณเพื่อปฏิบัติงานตามคำสั่งต่อไป

3.หน่วยคำนวณ จะประมวลผลคำสั่งและข้อมูลที่เกี่ยวกับการคำนวณหรือการตรวจสอบเงื่อนไข ที่หน่วยความจำส่งมาให้

4.หน่วยความจำ                                                                             

 การปฏิบัติงานของหน่วยควบคุม ( CU)

หลังจากที่มีการนำโปรแกรมและข้อมูลเข้ามาเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักแล้ว เมื่อจะมีการประมวลผลคำสั่งแต่ละคำสั่งในโปรแกรม หน่วยควบคุมจะทำการดึงคำสั่งจากหน่วยความจำหลังหลังขึ้นมา 1 คำสั่ง แล้วส่งส่วนที่เป็นรหัสทำงาน ไปเก็บยังรีจีสเตอร์ที่เรียกว่า instruction register และคำสั่งที่เป็นโอเปอร์แรนด์ซึ่งเก็บตำแหน่งที่อยู่ของข้อมูลจะถูกนำไปเก็บไว้ใน Address register หลังจากนั้นจะมีวงจรที่เรียกว่า instruction decoder ทำการวิเคราะห์และแปลความหมายของคำสั่งที่อยู่ภายใน instruction register นี้ แล้วส่งสัญญาการแปลนี้ต่อให้กับหน่วยคำนวณ และหน่วยอื่นๆที่เกี่ยวข้องซึ่งอาจได้แก่หน่วยความจำ หน่วยนำข้อมูลหรือหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง เพื่อดึงข้อมูลที่จะใช้คำสั่งนั้นเข้ามา

    การปฏิบัติงานของหน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์และทางตรรกวิทยา (ALU)

ภายใน ALU จะมีวงจกการคำนวณการบวก ลบ หาร และวงจรตรรกวิทยาที่ทำหน้าที่ที่ตัดสินใจเปรียบเทียบค่าของตัวเลข 2 จำนวนว่ามีค่ามากกว่า น้อยกว่า หรือเท่ากับ ใน ALU จะเก็บข้อมูลชั่วคราวที่เรียกว่า storage register สำหรับเก็บขอมูลตัวเลขที่จะถูกใช้ในการคำนวณและเปรียบเทียบ และ accumulator register ที่จะทำหน้าที่เก็บผลลัพธ์ที่จะได้จากการคำนวณอีกด้วย เมื่อมีการคำนวณหรือเปรียบเทียบใดๆตัวเลขเหล่านั้นจะถูกนำเข้ามาจากหน่วยความจำหลักตามค่าตำแหน่งที่อยู่ของข้อมูลที่เก็บอยู่ใน address register และจะถูกนำไปเก็บไว้ใน storage register ใน ALU ถ้าจะทำการคำนวณก็จะส่งข้อมูลต่อไปยังวงจรการคำนวณแค่ถ้าจะเปรียบเทียบก็จะข้อมูลไปยังวงจรตรรกวิทยา สัญญาณถูกส่งไปยังหน่วยอื่นข้อมูลที่ส่งไปและกลับจากหน่วยความจำ คำสั่งที่ดึงมาจากหน่วยความจำหลัก 

         

การจัดการซีพียู ( Processor management)

1.  ความยุติธรรม แม้ว่าลำดับความสำคัญของงานที่เข้าสู่ระบบจะไม่มีทางเท่ากันได้แต่ระบบปฏิบัติการต้องระมัดระวัง  ไม่ให้เกิดความลำเอียงอย่างเห็นได้ชัดหรืออย่างที่มีผลกระทบอันไม่พึ่งประสงอย่างร้ายแรง

2.  ประโยชน์ใช้สอย โดยปกติระบบคอมพิวเตอร์มีขนาดใหญ่จำพวก มีราคาแพงและค่าใช้จ่ายสูงมากจึงจำเป็นที่ต้องควบคุมให้ระดับการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ ให้คุ้มค่า

3.  อัตราตอบสนองในระบบปฏิบัติการบางประเภท เช่น    แบบโต้ตอบจำเป็นต้องให้เวลาสนองตอบไม่เกิดความรำคาญแก่ผู้ใช้

4.  การคาดคะเนได้  พฤติกรรมของระบบปฏิบัติการแบบมัลติโปรแกรมมิ่งจำต้องไม่ผันแปรตามสภาวะของระบบมากนัก หมายความว่าสำหรับวันๆ หนึ่ง เวลาใช้ในการดำเนินแต่ละคราวใกล้เคียงกัน คือสามารถคาดคะเนได้

5.  ลดค่าโสหุ้ย โดยปกติผู้ออกแบบระบบพยายามจำกัดค่าโสหุ้ย   ซึ่งเป็นงานของระบบปฏิบัติการที่ต้องกระทำ  แต่ไม่เกิดเป็นผลลัพธ์อะไรในสายตาของผู้ใช้ระบบเนื่องจากโสหุ้ยเป็นงานหรือโปรเซสประเภทหนึ่งซึ่งต้องการใช้ทรัพยากรของระบบ  ในทางกลับกันบางครั้งก็จำเป็นต้องมีส่วนที่เป็นที่โสหุ้ยนี้ เช่น ในระบบมัลติโปรแกรมมิ่ง เพื่อให้ประโยชน์ใช้สอยของระบบดีขึ้น

6.   กระจายการใช้ทรัพยากร ระบบปฏิบัติการต้องพยายามดึงงานเข้าสู่ระบบในลักษณะที่กระจายให้ทรัพยากรทุกชิ้นในระบบได้ใช้ประโยชน์อย่างเสมอกัน

7.   ลำดับความสำคัญ  การจัดการหน่วยประมวลผลต้องเอื้ออำนวยผู้ใช้ให้สามารถกำหนดลำดับความสำคัญหรือบุริมภาพของงานตนได้

8.   ใส่ใจกับทรัพยากรที่สำคัญ บางครั้งระบบปฏิบัติการต้องยกลำดับความสำคัญของงานที่ไม่สำคัญให้สูงขึ้น หากงานนั้นจับจองทรัพยากรที่ต้องใช้ในงานอื่นที่มีระดับความสำคัญ ที่สูงทั้งนี้เพื่อให้ทรัพยากรนั้นว่างลงโดยเร็ว

9.   ใส่ใจกับโปรเซสที่ดี ระบบปฏิบัติการควรให้ความสำคัญต่อโปรเซสที่ทำประโยชน์ให้กับระบบคอมพิวเตอร์ เช่น เป็นงานที่ใช้ทรัพยากรที่ไม่ค่อยมีผู้.ใช้หรือเป็นงานที่เสร็จเร็วโดยใช้ทรัพยากรน้อยมาก

10.  เสื่อมถอยโดยบรรจง  ระบบคอมพิวเตร์ควรมีพฤติกรรมที่เสื่อมถอยลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเมื่อมีงานโหมเข้ามาในระบบมากขึ้น

 มีโปรเซสหลายโปรเซสอยู่ในสถานะพร้อมเพื่อรอให้ซีพียู เมื่อซีพียู เมื่อซีพียูว่างโปรเซสที่อยู่ต้นคิวในสถานะพร้อมจะได้ครอบครองซีพียูซีพียูเข้าไปอยู่ในสถานะรัน  โปรเซสอยู่ในสถานะรันได้นานไม่เกินเวลาควอนตัม ถ้าโปรเซสต้องรอเหตุการณ์บางอย่างโดยไม่มีความจำเป็นต้องใช้ซีพียูโปรเซสนั้นจะถูกย้ายไปอยู่ในสถานะติดขัด  แต่ถ้าโปรเซสอยู่ในสถานะรันรันจนครบเวลา ควอนตัม  โปรเซสนั้นจะต้องออกไปรอใช้งานซีพียูในสถานะพร้อมเปิดโอกาสให้โปรเซสอื่นได้ครอบครองซีพียูบ้างไม่ว่าโปรเซสจะปลดปล่อยซีพียูเนื่องจากหมดเวลาควอนตัมหรือมีการรอเหตุการณ์บางเหตุการณ์ซีพียูจะต้องถูกครอบครองโดยโปรเซสอื่นที่รออยู่ในสถานะพร้อม  นั้นหมายความว่าซีพียูต้องเปลี่ยนจากการทำงานหนึ่งไปเป็นอีกงานหนึ่ง  เราเรียกเหตุการณ์นี้ว่าการเปลี่ยนสถานะ  ของซีพียู  การเปลี่ยนสถานะของซีพียูถือว่าได้เป็น (ค่ใช้จ่าย)  ของระบบค่าใช้จ่ายนี้หมายถึงงานที่ระบบจำเป็นต้องกระทำเพื่อจุดประสงค์บางอย่าง  ระบบต้องใช้เวลาในการทำงานเหล่านี้  ทำให้เสียเวลาในการทำงานของโปรเซสของผู้ใช้ไปด้วย  ดังนั้นถ้าระบบมีงานที่จำเป็นต้องทำมากระบบก็จะเสียเวลาไปมาก  สำหรับการเปลี่ยนสถานะของซีพียูจะมีการสูญเสียเวลาสำหรับหลักๆ 3 งาน คือ

1.   เก็บค่ารีจีสเตอร์และสถานะของเครื่องไว้ใน PCB ของโปรเซสที่กำลังจะปล่อยซีพียู

2.   คัดเลือกโปรเซสในสถานะพร้อมเพื่อให้มาครอบครองซีพียู

3.   โหลดค่ารีจีสเตอร์และสถานะของเครื่องจาก PCB ของโปรเซสใหม่

                การคัดเลือกหาโปรเซสที่จะเข้าไปสู่ในสถานะรันเมื่อซีพียูว่างนั้น  ถือได้ว่าเป็นการจัดสรรซีพียูให้กับโปรเซสต่างๆ  ซึ่งเป็นหน้าที่ของระบบปฏิบัติการ

บริษัทผู้ผลิตซีพียู

 ผู้ผลิตซีพียูในปัจจุบันนี้มีอยู่หลายบริษัทด้วยกัน ที่รู้จักกันดีก็เห็นจะเป็น Intel,AMD และ cyrix ต่างก็ผลิตซีพียูออกมาแข่งขันกันในตลาดคอมพิวเตอร์เพื่อช่วงชิงส่วนแบ่งของตนให้มากที่สุด ซีพียูที่มีผู้นิยมใช้มากที่สุดเป็นซีพียู Intel ต่อไปนี้จะกล่าวถึงซีพียูของแต่ละบริษัทว่ามีอยู่กี่รุ่นแตกต่างกันอย่างไร และรุ่นไหนบ้างที่น่าสนใจในการซื้อหามาใช้

บริษัท (Lintel)

                บริษัท Intel ได้พัฒนาซีพียูออกมาอย่างต่อเนื่องมากมาย หายรุ่นด้วยกัน จะกล่าวถึงเฉพาะรุ่นที่คุ้มค่าในการเลือกซื้อ และรุ่นใหม่ที่เพิ่งออกมาหรือที่กำลังจะออกมาในเร็วๆ นี้

รายละเอียด

                ผู้ใช้ที่ต้องการประสิทธิภาพในการใช้งานทางด้านมัลติมีเดียและการสื่อสารที่เพิ่มขึ้นควรเลือกซีพียู Pentium ที่เป็น MMX จะดีกว่าเพราะ MMX ได้รับการออกแบบมาให้ใช้กับงานประเภทมัลติมีเดีย และงานสื่อสารต่างๆ ได้รวดเร็วกว่าซีพียู Pentium cldssic ซีพียู MMX ที่ออกจำหน่ายจะมีอยุ่ 2 รุ่น คือ Pentium 166 MHz และ Pentium 200 MHz ซึ่งในขณะนี้ซีพียู MMX ก็เริ่มมีจำหน่ายกันแล้วในบ้านเรา

 

MMX  เกิดจากการร่วมมือกันระหว่างบริษัท Intel  กับบรรดาผู้ผลิตซอฟต์แวร์ต่างๆ โดยผู้ผลิตซอฟต์แวร์ได้ผลิตโปรแกรมที่สนับสนุน MMX ออกมาทั้งประเภทกราฟิก       mpeg Video, music, synthesis, speech Compression, Image Processing , เกม ,video conference เป็นต้นซีพียู MMX มีข้อแตกต่างจากซีพียู classic ตรงที่มีการใช้เทคโนโลยีการประมวลผลแบบใหม่ที่เรียกว่า SIMD (single Instruction Multiple Data) ซึ่งคำสั่งหนึ่งคำสั่งสามารถประมวลผลได้ข้อมูลออกมาเป็นจำนวนมากได้ ทำให้ซีพียู MMX  ทำงานได้อย่างรวดเร็วกว่าปกติ เพราะเป็นการประมวลผลข้อมูลในแบบขนาด คำสั่งของ MMX จะเป็นแบบเข้าสองออกหนึ่ง ทำให้คำสั่ง SIMD จำนวน 2 คำสั่งจะถูกประมวลผลด้วยข้อมูล ขนาด 16 ไบต์ในหนึ่งช่วงสัญญาณนาฬิกา ภายในซีพียู MMX ยังมีคำสั่งเพิ่มเข้ามาใหม่อีก 57 คำสั่ง ประเภทของข้อมูลใหม่อีก 4 ประเภท เพื่อให้สามารถประมวลผลข้อมูลในแบบขนาดได้ พร้อมกับมีรีจีสเตอร์ MMX ขนาด 64 บิต จำนวน 8 รีจีสเตอร์เพิ่มเข้ามาอีกด้วย นอกจากนี้ ยังมีการเพิ่ม L1 แคชเข้าไปมากกว่าแคชในเพนเทียม Ciassic อีกเท่าตัวคือในเพนเทียม Classic จะมี L1 แคชเพียง 16KB ในขณะที่เพนเทียม  MMX มีแคชอยู่ 32 KB โดยแบ่งเป็นแคชสำหรับคำสั่งอีกและเพิ่มส่วนย่อยของการคาดเดาข้อมูลล่วงหน้า เหมือนกับใน Pipeline รวมทั้งปรับปรุงความสามารถในการประมวลผลแบบขนานของ Pipeline 2 Pipeline ให้ดียิ่งขึ้น ซีพียู MMX สามารถนำไปใช้ชิปเซต Triton HX ได้แต่มีข้อแม้ว่าเมนบอร์ดนั้นต้องสามารถเซตแรงดันไฟที่ซีพียู MMX ใช้ได้ คือประมาณ 2.9 โวลต์ด้วย

 

รายละเอียด

                ดังที่กล่าวไว้ตั้งแต่ต้นว่าซีพียู Pentium Pro นั้นมีจุดอ่อนตรงที่การใช้งานกับแอพพลิเคชัน 16 บิต ซึ่งการทำงานใน windows 95 กับแอพพลิเคชัน 16 บิตนั้น Pentium pro 200 MHz จะช้ากว่า Pentium 200 MHzอยู่เล็กน้อย แต่สำหรับการใช้งาน กับแอพพลิเคชัน 32 บิตไม่ว่าจะใน windows 95 หรือ windows NT pentium pro จะเร็วกว่าโดยเฉพาะใน windows NT จะเห็นได้อย่างชัดเจน ดังนั้น Pentium pro  จึงเหมาะกับผู้ใช้ระดับสูงที่ใช้ส่วนตัว หรือนำไปทำเป็นเครื่อง server หรือ workstation ถ้าเป็นผู้ใช้ระดับทั่วไป ไม่เหมาะที่จะใช้ Pentium pro

รายละเอียด

เทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาขึ้นใน Pentium 4

Pentium 4 เป็นซีพียูที่ได้รับการพัฒนาในหลายๆ อย่าง ซึ่งเทคโนโลยีใหม่ที่ช่วยทำให้ซีพียูสามารถเร่งความเร็วสัญญาณนาฬิกาไปที่ความเร็วสูงขึ้น และทำงานได้อย่างมี ประสิทธิภาพมากขึ้น เทคโนโลยีเหล่านี้ได้แก่รายละเอียดของคุณสมบัติใหม่

  

·       เซเลรอนโอวินตัน

เซเลรอนโควินตัว เป็นซีพียูที่มีสถาปัยกรรมแบบเดียวกับเพนเทียมในรุ่นรหัสคลาเมธแต่ได้ทำการส่วนของหน่วยความจำแคชระดับสองที่เคยมีอยู่ในเพนเทียมทูออก ซีพียูโควินตันจะมีด้วยกัน 2 รุ่นคือ รุ่นความเร็ว 266และ 300 MHz ใช้เทคโนยีการผลิตขนาด 0.35 ไมครอนส่วนของชิปจะถูกติดตั้งบนแผงวงจรขนาดเล็กที่เรียกว่า SECC ในเพนเทียมทู แต่ในตระกูลเซเลรอนจะเรียกแผงวงจรดังกล่าวว่า SEPP (Single Edge Processor Packege ) แทน ซึ่งจะใช้ติดตั้งบนเมนบอร์ดแบบ Slot 1เช่นเดียและแผงวงจร SEPP ก็จะถูกบรรจุอยู่ในพลาสติกสีดำคล้ายตลับเกม 

·       เซเลรอนเมนโดซิโน

ซีพียูเซเลรอนโดริโน เป็นรุ่นที่ผลิตถัดมาจากรุ่นโควินตัว โดยซีพียูในรุ่นนี้มีสถาปัตยกรรมแบบเดียวกับเพนเทียมทูรุ่นรหัส Deschutes คือใช้ใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด 02.5 ไมครอน ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการผลิตซีพียูที่มีขนาดเล็กกว่าเซเลรอนโควินตันที่ใช้ 0.35 ไมครอนและที่สำคัญยังได้เพิ่มส่วนของหน่วยความจำแคชระดับสองเข้าไปบนตัวชิปซีพียูอีก 128KBโดยแคชจะทำงานที่ความเร็วเดียวกับซีพียู จะเห็นว่าหน่วยความจำแคชระดับสองของเมนโดชิโนจะมีขนาดเล็กกว่าเพนเทียมทูซึ่งมีขนาด  512 KB แต่แคชระดับสองเมนโดชิโนจะทำงานเร็วกว่าแคชของเพนเทียมทู ซึ่งมีความเร็วเพียงครึ่งหนึ่งของซีพียูเท่านั้น

สำหรับความแตกต่างของการ์ดซีพียูตระกูลเซเลรอนระหว่างโควินตัน (รุ่นที่ไม่มีหน่วยความจำแคชระดับสอง) กับเมนโดชิโน (มีแคชระดับสองขนาด 128 KB )  ให้สังเกตที่ขนาดของ Metal Cap  ที่ใช้ครอบแกนซีพียู โดยเมนโดชิโนจะมีขนาดของ  Metal Cap   ใหญ่กว่าของชิโนต้องการเพิ่มพื้นที่เพื่อใช้ในการสร้างแคชระดับสองขึ้นภายใน จึงต้องทำ Die ให้ใหญ่ขึ้นทำให้ Metal Cap  มีขนาดใหญ่ขึ้นตามไป

 ·       ซีพียูเซเลรอน PPGA Socket 370

                ซีพียูเซเลรอน PPGA Socket 370 เป็นรุ่นสุดท้ายของซีพียูในตระกูลเซเลรอน สาเหตุที่ทำให้ทางอินเทลหันกลับมาสร้างซีพียูในรูปแบบซ็อคเก็ตแบบ PPGA Plastic Pin Grid Array เช่นเดิมก็เนื่องจากการสร้างซีพียูรูปแบบ SEC Single Edge Connector ที่ช้กับเมนบอร์ดแบบ Slot 1 นั้นมีต้นทุนในการผลิตสูง เพื่อเป็นการลดต้นทุนอินเทลจึงได้ออกแบบ PPGA ซึ่งมีต้นทุนที่ถูกกว่าแบบ Slot 1 สำหรับซีพียูเซเลรอนแบบPPGA Socket 370 นี้ ยังคงมีสถาปัตยกรรมแบบเดีวยกันเมนโดชิโนที่ความเร็วเดียวกับซีพียูมีความเร็วตั้งแต่ 300-533 MHz

·       บริษัท AMD

                ซีพียูของแบ่งออกเป็นหลายตระกูลด้วยกัน ที่จะกล่าวถึงเป็นซีพียูตระกูลที่ 4 อย่าง Am5: K5 และ K6 ข้อได้เปรียบของ AMD คือมีราคาถูก

รายละเอียด

ซีพียูของ AMI รุ่นนี้เป็นที่นิยมเมื่อไม่นานมานี้ เพราะด้วยราคาที่ไม่แพง อีกทั้งความเร็วซึ่งสูงกว่า Pentium 75 MHz ของ Intel  อยู่เล็กน้อย (ไม่เกิน 10%) ทำให้มีผู้นิยมใช้ค่อนข้างมากภายในซีพียูมีแคชแบบ Write Back อยู่ 16 MHz ใช้ความเร็วบัสภานอก 33 MHz ส่วนความเร็วสัญญาณนาฬิกาภายในจะคูณด้วย 4 เป็น 133 MHz  ใช้พลังงานน้อยกว่าซีพียู Pentium 75 และ DX4-100 ทำให้ตัวซีพียูมีความร้อนเกินขึ้นน้อยกว่า

รายละเอียด

          K5 เป็นซีพียูที่ห้าของ AMD ที่ออกมาเพื่อแข่งขันกับ Pentium ของ Intei แบ่งออกเป็นรุ่น PR75, PR90, PR100,PR120, PR133 และล่าสุด PR166 ซีพียู AMD-K5 PR75 เทียบเท่ากับซีพียู Pentium 75 MHz ของ Intei    รุ่น PR90 เทียบเท่ากับ Pentium 90 รุ่นอื่นๆ ก็เช่นเดียวกันสังเกตได้จากเลขตัวหลัง

 

ภายในซีพียูเป็นสถาปัตยกรรม RISC superscalar  ช่วยเพิ่มความเร็วในการทำงานกับระบบ 32 บิต เช่นเดียวกับ Pentium ของ Intel  มีแคชสำหรับคำสั่งอยู่ 16 KB และ แคชข้อมูล 8 KB ซีพียู K5 ได้รับการออกแบบมาให้ใช้ได้กับซ็อคเก็ตซีพียูของ P54C เพื่อให้สามารถใช้เมนบอร์ดที่มีอยู่เดิมได้เลยโดยไม่ต้องเปลี่ยนใหม่หรือบางเมนบอร์ดเพียง แต่อัพเกรดไบออสก็สามารถใช้ได้ทันที

 

·       บริษัท Cyrix

                ซีพียูของ Cyrix ที่ออกมาจะมีราคาถูกกว่าของ Intel ในรุ่นเดียวกัน จึงเป็นตัวเลือกหนึ่งที่น่าสนใจอยู่ไม่ใช่น้อยทีเดียว ขอกล่าวเฉพาะ 6+86 ซึ่งแบ่งเป็นกลุ่มของ M1 และ M2

รายละเอียด

ซีพียู Cyrix 6 + 86 ในตระกูล M1 นี้ เทียบได้กับซีพียูของ Intel  ในตระกูล P54C หรือ  Pentium Classic แบ่งออกเป็นรุ่น 6+86PR200+, PR 150 +, PR 133+ และ PR120+ สามารถใช้ได้กับซ็อคเก็ตซีพียูสำหรับ  Py54C ของ Intel ซึ่งจะมี 296 พิน ภายในซีพียูทุกรุ่นของ M1 จะมีแคช L1 อยู่ 16 KB ซึ่งเป็นแบบ Write-back สำหรับจัดการกับคำสั่งและข้อมูลจากซีพียูมีแอดเดรสแบบพอร์ตคู่ บัสข้อมูลภายนอกมีขนาด 64 บิต ส่วนบัสแอดเดรสจะมีขนาด 32 บิตตัวซีพียูจะใช้แรงดันไฟ 3.3  โวสต์ โดยใช้ Regulator แปลงแรงดันไฟ 5 โวลต์จากเพาเวอร์จากเพาเวอร์ซัพพลายได้โดยตรง ไม่ต้องผ่าน Regulator เพราะเพาเวอร์ซัพพลายที่ใช้กับ ATX สามารถจ่ายไฟ 3.3  โวลต์ได้ และสนับสนุนระบบประหยัดพลังงาน ลักษณะเฉพาะอีกอย่างหนึ่งของซีพียู 6+86 ก็คือเพิ่มความเร็วของสัญญาณนาฬิกาด้วยการคูณ 2 หรือ 3 เหมือนกันหมดทุกรุ่น จะไม่มีการคูณด้วย 1.5 หรือ 2.5 เหมือนอย่างใน Intel และตัวเลขที่อยู่หลังตัวอักษร P ของชื่อรุ่นจะไม่ตรงกับความเร็วของสัญญาณนาฬิกาภายในซีพียูในรุ่น 6+86-PR120+    เทียบได้กับซีพียู Pentium  120MHz ของ Intel  ต้องใช้กับเมนบอร์ดที่มีบัสความเร็ว 50 MHz และหลังจากสัญญาณผ่านเข้าไปในซีพียู จะเพิ่มสัญญาณเป็น 2 เท่า   ทำให้ภายในซีพียูจะมีความเร็วของสัญญาณนาฬิกา  100MHz ในรุ่น  6+86=PR133+ อาจจะมีปัญหาตรงที่ว่าเมนบอร์ดต้องสามารถเซตความเร็วบัส เป็น 55 MHz จึงจะใช้ได้ เพราะ PR 133+ต้องใช้ความเร็วบัสภายนอก 55MHz ในซีพียูจะมีความเร็วของสัญยาณนาฬิกาเท่ากับ 110 MHz  ซีพียูรุ่นนี้เทียบเท่ากับ  Pentium 133 MH

รายละเอียด

M2  เป็นซีพียู  6+86  ตระกูลต่อไปของ Cyrix  ที่ผนวกความสามารถในเรื่อง MMX เอาไว้ด้วย ออกมาในครึ่งปีแรกของปี 2540 ซึ่งจะมีตั้งแต่รุ่น 180 MHz ถึง 225 MHz  โดยทาง Cyrix ได้ กล่าวไว้ว่าเทคโนโลยี  MMX ที่มีใน M2 จะดีกว่า MMX ใน Pentium  คุณสมบัติของซีพียู M2 คือสามารถประมวลผลคำสั่งที่เป็น MMX ได้เร็วกว่าซีพียู MMX ในตระกูล P55C ของ Intelภายในมีแคช L1  ขนาด 64KB ส่วนแรกเป็นแคชของข้อมูล ส่วนที่สองเป็นแคชสำหรับคำสั่งทาง  Cyrix ได้คาดการณ์ไว้ว่า M2 จะมีความเร็วในการทำงานกับระบบ  32 บิตมากกว่า  M1 ประมาณ 2 เท่าซีพียู M2 ที่ความเร็วบัส  75 MHz ภายในซีพียูเพิ่มสัญญาณเป็น 3 เท่า ส่วนรุ่น 225 MHz ใช้ความเร็วบัส  75 MHz ในซีพียูเพิ่มเป็น 3 เท่า บางรุ่นเพิ่มความเร็วของสัญญาณนาฬิกาเป็น 2 หรือ 3.5 เท่า M2 จะเทียบเท่ากับ Pentium Pro  MMX ของ Intel ใช้ได้กับซ็อคเก็ต 6+86  มาตรฐาน  สนับสนุนการประมวลผลแบบ  SIMD  เหมือนกับ Intel

การติดตั้งซีพียู

·       การติดตั้งซีพียูมีขั้นตอนดังต่อไปนี้

1.       เตรียมซีพียูและเมนบอร์ด  จากนั้นค้นหาตำแหน่งของซ๊อคเก็ตสำหรับใส่ซีพียูบนเมนบอร์ด

 2.       ง้างกระเดื่อนล๊อก CPU ออกทางด้านข้างและดันขึ้นให้สุด

 

3.       ใส้ CPU เข้าตรงๆ โดยให้ด้านที่มีรอยตัด ตรงกับด้านที่มีรอยบากของซ๊อกเก็ตจากนั้นดันแขนกระเดื่องกลับมาล๊อก

การเลือกซื้อซีพียู

                ซีพียูเป็นหนึ่งในระบบหัวใจของการทำงาน ซีพียูเป็นอุปกรณ์หลักตัวหนึ่งที่มีราคาเมื่อเทียบกับตัวคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่อง  ดังนั้นราคาพีซีในปัจจุบันที่มีขายจึงขึ้นอยู่กับซีพียูที่เลือกใช้อยู่ค้อนข้างมากหากจะแบ่งพีซีที่ใช้งานตามข้อเสนอของเนคเทคที่แบ่งพีซีเป็นพีซีระดับการใช้ในบ้าน (โฮมยูส)  ระดับสำนักงาน พีซีแบบโน้ตบุ๊ก  และจะปรับเปลื่อนไปตามกาลเวลา ซีพียูที่กำลังได้รับความนิยมและใช้งานกันอยู่ในปัจจุบัน (มกราคม 2002) พอแบ่งได้เป็นซีพียูมาจากสองบริษัทคือ อินเทล และเอเอ็มดีโดยทั้งทั้งสองบริษัทมีซีพียูวางจำหน่ายในขณะนี้สามระดับ  หรือสามกลุ่มตามขีดความสามารถและราคา ซึ่งแสดงได้ดังตารางที่

ทั้งสองบริษัทที่ผลิตซีพียูจัดได้ว่าเป็นผู้กำหนดเทคโนโลยีของพีซีในปัจจุบัน เพราะทั้งสองบริษัทนี้มีส่วนแบ่งในตลาดรวมกันกว่า 99 เปอร์เซ็นต์  ดังนั้นจึงต้องแข่งขันกันพัฒนาเพื่อทำให้ขีดความสามารถของซีพียูสูงขึ้น และจะต้องแข่งขันกันในเรื่องราคาด้วย

 

    ข้อพิจารณาในเรื่องซีพียู

1.       การประมวลผลภายในและระบบ PIPE

2.       แรงดันไฟฟ้า ระดับลอจิกและการใช้กำลังงานไฟฟ้า

3.       สัญาณนาฬิกา

4.       ตัวคูรความเร็ว

5.       แคช (Cache)

6.       เทคโนโลยีการผลิต

7.       รูปร่างแพกเก็จและการเชื่อมต่อ

8.       การเชื่อมต่อกับหน่วยความจำภายนอก

9.      แถบกว้างการสื่อข้อมูลของบัสโดยรวม

10.   การใช้หน่วยความจำร่วม

11.   ชิปเซตที่ใช้ร่วม

  

การเลือกใช้ซีพียู

                การเลือกซื้อซีพียูในขณะนี้ (มกราคม 2002) ความเร็วขั้นต่ำจะอยู่ในช่วง 900 MHz  ขึ้นไปโดยรุ่นที่มีความเร็วสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 2200 MHz กันแล้ว โดยปกติจะดูว่าจะซื้อเพื่ออะไรเช่น ถ้าซื้อโดยใช้งานเป็นเพียงอินเตอร์เน็ตบราวเซอร์ ในห้องเรียนให้นิสิต ใช้เพื่อเป็นการเรียกเข้าสู่อินเตอร์เน็ต ก็สามารถใช้ซีพียูรุ่นต่ำคือ Cerelon หรือ AMD Duron ได้ปัจจุบันราคาซีพียูในระดับต่ำนี้ จะมีราคาเพียงประมาณ 2,000  บาท และเมื่อประกอบเป็นเครื่องพีซีจะมีราคารวมประมาณ 17,000 บาท ถึง 19,000 บาท หากต้องการได้ระดับราคาไม่สูงมากโดยเลือกรุ่นขนาดกลางก็ใช้ AMD Athlon  หรือ Pentium  III ซึ่งราคาซีพียูจะอยู่ในช่วงประมาณ 5,000 บาทถึง 7,000 บาทโดยถ้าเป็นซีพียูของ AMD จะมีราคาถูกกว่าอย่างเห็นได้ชัด สำหรับรุ่นกำลังสูงที่เป็นรุ่นออกใหม่  ในกรณีของ  AMD จะมีราคาถูกกว่า Pentium  4 อย่างเห็นได้ชัดเช่นกันโดยราคาจึงเป็นเงื่อนไขที่จะต้องพิจารณาร่วมด้วย

ดังนั้นราคาซีพียูในรุ่นต่ำคือ Duron  และ Cerelon  แล้ว  จะเห็นว่าเมื่อดูในเรื่องการเทียบประสิทธิภาพแล้ว ก็จะเป็นตัวเลือกที่สำคัญ  โดยปกติจะมีการนำมาเปรียบเทียบกัน ซึ่งสามารถหาไห้จากหนังสือทั่วๆไป

สำหรับในรุ่นราคาสูง Athlon XP เป็นรุ่นที่เป็นตัวเลือกได้ดี เมื่อเทียบกับ  Pentium 4 โดยเฉพาะในเรื่องราคาและประสิทธิภาพ  ซึ่งเห็นได้จากผลการทดสอบการใช้งานหลายสำนักที่ตีพิมพ์เผลแพร่  อย่างไรก็ตาม  การตัดสินใจจะเลือกซื้ออะไรมาใช้คงต้องลองศึกษาจากหลายๆองค์ประกอบ  โดยเฉพาะการมองหารายละเอียดข้อเสีย  รวมทั้งงบประมาณการลงทุนต่างๆที่มีอยู่ด้วย

เทคนิคที่เกี่ยวกับซีพียูทั้งสองด้านนี้สามารถหาได้ได้จากเว็บไซต์ของบริษัทคือ

www.AMD.COM   และ   www.intel.com