หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 การทำงานของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง

1.หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

        การทำงานของคอมพิวเตอร์  จะต้องประกอบด้วย  หน่วยรับข้อมูล  (Input  Unit)  เพื่อรับข้อมูลและคำสั่งหรอโปรแกรมเข้าไปเก็บไว้ในอุปกรณ์เก็บข้อมูลหรือหน่วยความจำหลัก  คำสั่งที่เก็บไว้ในหน่วยความจำหลักจะไปตีความ  และประมวลผลโดยหน่วยประมวลผลกลาง  (CPU)  ซึ่งเปรียบเป็นสมองของคอมพิวเตอร์  ผลที่ได้จาการคำนวณหรือเปรียบเทียบจะไปเก็บยังหน่วยความจำแรมและพร้อมที่จะแสดงผล

        ก่อนที่คอมพิวเตอร์จำทำงานได้จะต้องโหลดเอาระบบปฏิบัติการเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจำของเครื่องคอมพิวเตอร์ก่อน  กระบวนการนี้เรียกว่า  “การบูตเครื่อง  (Boot)”  มี  7  ขั้นตอนดังนี้

            1.  เมื่อปิดสวิตช์เครื่องคอมพิวเตอร์  Power  Supply  จะส่งสัญญาณไฟฟ้าไปให้ซีพียู  (CPU : Central  Processing  Unit)  เริ่มทำงาน

            2.  ซีพียู  สั่งให้ไบออส  (BIOS : Basic  Input  Output  System)  ทำงาน

            3.  เริ่มทำงานตามกระบวนการ  POST  เพื่อตรวจเช็ตอุปกรณ์ต่างๆ  หากมีข้อผิดพลาดจะมีสัญญาณเตือน  เช่น  เสียงยาว  1  ครั้ง  และเสียงสั้น  3  ครั้ง  แสดงว่าเกิดข้อผิดพลาดจากการ์ดจอ  ไบออสแต่ละรุ่น  จะมีรหัสสัญญาณที่แตกต่างกัน

            4.  ผลลัพธ์ที่ได้จากกระบวนการ  POST  จะนำไปเปรียบเทียบกับข้อมูลที่อยู่ใน  CMOS  (Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor)  ข้อมูลของอุปกรณ์ต่างๆ  ที่ติดตั้งอยู่ในเครื่อง  หรือ  ค่า  Configuration  จะเก็บไว้ในหน่วยความจำนี้ถ้าถูกต้องก็จะทำงานต่อไป  ถ้าเกิดผิดพลาดต้องแจ้งผู้ใช้ให้แก้ไขข้อมูลก่อน

            5.  ไบออสจะอ่านโปรแกรมสำหรับบูตจากฮาร์ดดิสก์  ไปออสในรุ่นใหม่จะกำหนดได้ว่าจะบูตจากเซกเตอร์แรกของอุปกรณ์ตัวไหนก่อน

            6.  โปรแกรมส่วนสำคัญที่เรียกว่า  เคอร์เนล  (Kernel)  จะถูกถ่ายทอดค่าลงหน่วยความจำแรม  (RAM : Random  Access  Memory)

            Kernel  คือ  ส่วนประกอบหลักของระบบปฏิบัติการ  ซึ่งจะคอยดูแลบริหารจัดการทรัพยากรของระบบ  และติดต่อประสานงานกับฮาร์ดดิสก์และซอฟต์แวร์  เนื่องจากเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของระบบปฏิบัติการ  เคอร์เนลเป็นฐานร่างสุดในการติดต่อกับทรัพยากรต่างๆ  เช่น  หน่วยความจำ  หน่วยประมวลผลกลาง  และอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต

            7.  ระบบปฏิบัติการในหน่วยความจำจะเข้าควบคุมเครื่องคอมพิวเตอร์และแสดงผลลัพธ์เคอร์เนลถูกถ่ายโอนลงสู่หน่วยความจำ  และเข้าไปควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์โดยรวมและโหลดค่าของ  Configuration  ต่างๆ  พร้อมทั้งแสดงผลลัพธ์มาที่เดสก์ทอปของผู้ใช้เพื่อรอรับคำสั่งการทำงานต่อไป  ซึ่งในปัจจุบันระบบปฏิบัติการใหม่ๆจะมี  GUI  ที่เหมาะสมกับผู้ใช้

            เดสก์ทอป  (Desktop)  คือ  พื้นที่ฉากหลังของ  Windows  ถูกจำลองมาจากการทำงานบนโจฃต๊ะทำงาน  ซึ่งประกอบไปด้วย  เครื่องมือที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำงาน  โดยจะมีสัญลักษณ์ภาพแทนสิ่งต่างๆ  ในระบบให้มองเห็นเหมือนกับสิ่งของที่อยู่บนโต๊ะ  ผู้ใช้สามารถเรียกใช้งานได้สะดวก  รวดเร็ว  และยังสามารถปรับเปลี่ยนภาพบนเดสก์ทอปได้ตามความต้องการ

        GUI  (Graphic  User  Interface)  คือ  การใช้ภาพสัญลักษณ์ติดต่อกับผู้ใช้  เป็นการออกแบบโปรแกรมคอมพิวเตอร์ให้มีการโต้ตอบกับผู้ใช้  โดยใช้ไอคอน  (ICON)  รูปภาพ  และสัญลักษณ์ต่างๆ  แทนการพิมพ์คำสั่งในการทำงานช่วยให้ผู้ใช้ทำงานได้ง่าย

การบูต  มี  2  ชนิด  คือ

            1.  โคลบูต  (Cold  Boot)  คือ  การบูตเครื่องที่อาศัยการทำงานของฮาร์ดแวร์  โดยการกดปุ่มสวิตช์เพาเวอร์

            2.  วอร์มบูต  (Warm  Boot)  คือ  การบูตเครื่องโดยทำให้เกิดกระบวนการบูตใหม่หรือที่เรียกว่า 

 “รีสตาร์ตเครื่อง”  ส่วนใหญ่จะใช้ในกรณีที่เครื่องคอมพิวเตอร์หยุดชะงัก  (Hang)  เมื่อคอมพิวเตอร์หยุดชะงัก  สามารถแก้ไขได้  3  วิธี  คือ

            1)  กดปุ่ม Reaet  บนเครื่อ

            2)  กด  Ctrl+Alt+Del

            3)  สั่งรีสตาร์ตเครื่องจากเมนูปฏิบัติการ

2.หน้าที่และหลักการทำงานของอุปกรณ์ต่อพ่วง

         อุปกรณ์ต่อพ่วง  คือ  อุปกรณ์ที่สามารถต่อเข้ากับอุปกรณ์ของหน่วยประมวลผลกลางและประกอบเข้ากับระบบคอมพิวเตอร์  เพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1. แผงแป้นอักขระ  (Keyboard)  เป็นอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการนำข้อมูลลงในเครื่องคอมพิวเตอร์มีลักษณะป็นแป้นตัวอักษรเหมือนแป้นเครื่องพิมพ์ดีด  เป็นอุปกรณ์นำข้อมูลเข้าพื้นฐานที่ต้องใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง  คีย์บอร์ดจะมีแป้นตัวเลขแยกไว้ต่างหาก  เพื่อความสะดวกในการป้อนข้อมูลที่เป็นตัวเลขและสะดวก  การวางตำแหน่งแป้นอักษรจะเป็นไปตามมาตรฐานของระบบพิมพ์สัมผัสของเครื่องพิมพ์ดีดที่มีการใช้แป้นยกแคร่  (Shift)  เพื่อใช้พิมพ์ตัวอักษรบน  ตัวพิมพ์ใหญ่  และตัวพิมพ์เล็ก  ระบบรหัสตัวอักษรที่ใช้ในทางคอมพิวเตอร์จะเป็นรหัส  7  หรือ  8  บิต  เมื่อมีการกดแป้นพิมพ์  เครื่องจะส่งรหัส  7  หรือ  8  บิตเข้าไปในระบบคอมพิวเตอร์  ภายในแป้นพิมพ์จะมีแผงวงจรหลักที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากมีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ  ที่ถูกฉาบด้วยหมึกที่เป็นตัวนำไฟฟ้า  เมื่อแป้นพิมพ์ถูกกดจนติดกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลในตัววงจร  ข้อมูลในรูปของสัญญาณไฟฟ้าจากแป้นที่ถูกกดแต่ละแป้นจะถูกเปรียบเทียบรหัส  (Scan  Code)  กับรหัสมาตรฐานของแต่ละแป้นที่กดเพื่อปลี่ยนให้เป็นตัวอักษร  ตัวเลข  หรือสัญลักษณ์ไปปรากฏที่จอคอมพิวเตอร์

ระบบรหัสที่ใช้ในเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์  คือ  รหัส  ASCII  (American  Standard  Conde  for  Information  Interchange)  เป็นรหัสมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาเพื่อการแลกเปลี่ยนสารสนเทศ  เป็นรหัสอักขระที่ประกอบด้วย  อักษรละติน  เลขอารบิก  เครื่องหมายวรรคตอน  และสัญลักษณ์ต่างๆโดยแต่ละรหัสจะแทนด้วยตัวอักขระหนึ่งตัว  เช่น  รหัส  65  (เลขฐานสิบ)  ใช้แทนอักษรเอ  (A)  พิมพ์ใหญ่  เป็นต้น

คีย์บอร์ด  มี  5  แบบ  คือ

    ·   Desktop  Keyboard  มี  101  แป้น

Desktop  Keyboard  with  Hot  Keys  คือ  คีย์บอร์ดที่มีจำนวนแป้นมากกว่า  101  แป้นขึ้นไปขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน  ซึ่งจะมีปุ่มพิเศษสำหรับระบบปฏิบัติการ  Windows

·       Wireless  Keyboard  คือ  คีย์บอร์ดไร้สายไม่ต้องต่อสายเข้ากับตัวเครื่องคอมพิวเตอร์  แต่จะมีอุปกรณ์รับสัญญรจากคีย์บอร์ด  การทำงานจะใช้ความถี่วิทยุในการสื่อสาร  ซึ่งความถี่ที่ใช้จะอยู่ที่  27  MHZ  (Megahertz)  อุปกรณ์ชนิดนี้มักจะมาคู่กับอุปกรณ์เม้าส์

MHZ  (Megahertz)  เป็นหน่วยวัดกระแสไฟฟ้าชนิดกระแสไฟสลับ  (AC : Alternating  Current  Bectricity)

·       Security  Keyboard  คือ  คีย์บอร์ดที่มีช่องเสียบ  Smart  Card  เพื่อป้องกันการใช้งานจากผู้ที่ไม่ได้เป็นเจ้าของคีย์บอร์ด  คีย์บอร์ดชนิดนี้เหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องการความปลอดภัยสูงหรือใช้ควบคุมเครื่อง  Server  ที่ยอมให้เฉพาะ  Admin  ที่ทำหน้าที่เป็นผู้  Update ข้อมูล

    การเลือกซื้อแผงแป้นอักขระควรพิจารณารุ่นใหม่ที่เป็นมาตรฐานและสามารถใช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่  สำหรับเครื่องขนาดกระเป๋าหิ้ว  ไม่ว่าจะเป็นโน็ตบุ๊ค  แล็ปท็อป  ขนาดแผงแป้นอักขระยังไม่มีการกำหนดเป็นมาตรฐาน  เพราะผู้ผลิตมีความต้องการให้เครื่องมีขนาดเล็กลง  โดยลดจำนวนแป้นแล้วใช้แป้นหลายแป้นพร้อมกันแทนการทำงานในแป้นเดียว

    แผงแป้นอักขระ  แบ่งออกเป็น  4  ส่วน