หลักการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจากอดีตถึงปัจจุบัน ตั้งแต่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขนาดใหญ่มากเท่ากับห้องขนาดใหญ่ จนกระทั่งมีขนาดเล็กลงจนสามารถพกไปในที่ต่างๆ ได้ หรือแม้แต่ในปัจจุบันนี้ คอมพิวเตอร์สามารถอยู่ในอุปกรณ์สวมใส่ได้

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ (Computer System) ประกอบด้วย 2 ส่วนหลักคือ ฮาร์ดแวร์ (Hardware) และซอฟต์แวร์ (Software) ดังนี้

1. ฮาร์ดแวร์ หมายถึง ส่วนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ ซึ่งประกอบด้วย 3 หน่วย ดังนี้

1.1 หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU) ทำหน้าที่คำนวณ เปรียบเทียบ ประสานงานระหว่างหน่วยความจำกับหน่วยรับเข้าข้อมูล-ส่งออกข้อมูล

ซีพียูประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยที่ทำงานร่วมกัน 3 ส่วน ดังนี้

1.1.1 หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic Logic Unit: ALU) ดำเนินการคำนวณคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะกับข้อมูล

1.1.2 หน่วยควบคุม (Control Unit: CU) ประสานการทำงานระหว่างหน่วยความจำ หน่วยคำนวณและตรรกะ หน่วยรับเข้าและส่งออก เพื่อให้มีการทำงานตามคำสั่งที่กำหนด

1.1.3 รีจิสเตอร์ (Register) เป็นหน่วยพักข้อมูล(เปรียบเสมือนกระดาษทดเลข)ของซีพียู

1.2 หน่วยความจำและจัดเก็บ (Memory and Storage Unit) ทำหน้าที่เก็บข้อมูล คำสั่ง หรือโปรแกรม

1.2.1 หน่วยความจำ (Memory) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า แรม (Random Access Memory: RAM) ทำหน้าที่เก็บข้อมูล และโปรแกรมที่อยู่ระหว่างการประมวลผล ดดยสามารถเก็บได้เฉพาะขณะที่มีไฟเลี้ยงอยู่ในระบบเท่านั้น

1.2.2 หน่วยจัดเก็บ (Secondary Storage) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและโปรแกรม โดยไม่ต้องมีไฟเลี้ยงในระบบ

1.3 หน่วยรับเข้าและจัดเก็บ (Input / Output Unit) รับเข้าข้อมูลจากภายนอกเข้าสู่การประมวลผล และส่งออกผลลัพธ์จากการประมวลผล

อุปกรณ์มาตรฐานสำหรับรับเข้าและส่งออก ได้แก่ คีย์บอร์ด(Keyboard) และจอภาพ(Monitor)

2. ซอฟต์แวร์ หมายถึง โปรแกรมหรือชุดของโปรแกรมที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์เพื่อให้สามารถดำเนินการต่างๆ ได้ โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ

2.1 ซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ

2.1.1 ระบบปฏิบัติการ (Operating System) เป็นชุดของโปรแกรมที่ทำหน้าที่จัดการ ควบคุม อำนวยความสะดวกในการประมวลผลซอฟต์แวร์ประยุกต์ ผ่านส่วนติดต่อผู้ใช้งานกับผู้ใช้ (User Interface) โดยจัดสรรฮาร์ดแวร์ตามความต้องการของซอฟต์แวร์ประยุกต์อย่างมีประสิทธิภาพ

– ตัวอย่างของระบบปฏิบัติการสำหรับคอมพิวเตอร์ เช่น macOS , Windows , Linux และ Chrome OS

2.1.2 โปรแกรมอรรถประโยชน์ (Utility Program) ได้แก่โปรแกรมที่สนับสนุนการทำงานของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ให้ทำงานได้อย่างราบรื่น เช่น ตัวแปลภาษาโปรแกรม โปรแกรมกำจัดไวรัส โปรแกรมสำรองไฟล์ เป็นต้น

2.2 ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software) เป็นโปรแกรมที่ผู้ใช้เรียกใช้งานเพื่อประมวล เช่น โปรแกรมประมวลผลคำ โปรแกรมคำนวณทางคณิตศาสตร์ โปรแกรมคอมพิวเตอร์กราฟิก โปรแกรมเว็บเบราเซอร์ เป็นต้น โดยทั่วไปซอฟต์แวร์ประยุกต์จะถูกติดตั้งไว้ในหน่วยจัดเก็บข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์