3
:: Hardware ::
.
1. อุปกรณ์รบั ข้อมูล หน่ วยรับข้อมูลเป็ นส่ วนที่ทาหน้ าที่นาข้อมูล จากภายนอกเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ เป็ นตัวกลาง เชื่อมโยงจากมนุษย์ส่เู ครือ่ งคอมพิวเตอร์ เครื่องมือ หรือ อุปกรณ์ ในหน่ วยรับข้อมูลนี้ มีหน้ าที่แปลงข้อ มูล ที่มนุ ษ ย์ส่ งเข้าไปให้อ ยู่ในรูปของ สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ทค่ี อมพิวเตอร์เข้าใจ และนาเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อการประมวลผล เครื่องมือ ในส่วนนี้เรียกว่า อุปกรณ์นาเข้าข้อมูล (Input Device) ซึ่งมีทงั ้ ประเภทที่มนุ ษย์ต้องทาการป้ อนข้อมูลด้วย ตนเองในลักษณะการพิมพ์ การชี้ หรือกระทังการวาดรู ่ ปด้วยตนเอง ซึ่งอุปกรณ์ ลกั ษณะนี้ท่รี ู้จกั กันดี คือ แป้ นพิมพ์ (Keyboard) และเมาส์ (Mouse) นอกจากนี้ยงั มีอุปกรณ์นาเข้าข้อมูลทีส่ ่งข้อมูลเข้าสู่ระบบโดยตรง (Source-data Automation) เพื่อให้ก ารส่ งข้อมูลเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ทาได้ รวดเร็วยิง่ ขึ้น โดยอุ ปกรณ์ เหล่านี้จะอ่ านข้อมูลจากแหล่งก าเนิดและส่งเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์โดยตรง ผู้ใช้ไม่ต้องเคลื่อนย้ายหรือ คัดลอกหรือพิมพ์สงิ่ ใดลงไปอีก ทาให้เกิดความรวดเร็วและถูกต้องแม่นยายิง่ ขึ้น ตัวอย่างของเครื่องป้ อน ข้อมูลประเภทนี้ คือ อุปกรณ์ OCR และ สแกนเนอร์ (Scanner) เป็ นต้น ตัวอย่างของอุปกรณ์นาเข้าข้อมูล ได้แก่ 1.1 แป้ นพิ มพ์ (Keyboard) แป้ นพิมพ์ หรือ คียบ์ อร์ด เป็ นอุปกรณ์สาหรับนาเข้า ข้อมูลขัน้ พืน้ ฐาน ทาหน้าทีเ่ ชื่อมความสัมพันธ์ระหว่างมนุ ษย์ กับระบบคอมพิวเตอร์ โดยส่งค าสังหรื ่ อ ข้อมูล จากผู้ใช้ไปสู่ หน่ วยประมวลผลในระบบคอมพิวเตอร์ ภายในแป้ นพิมพ์จะมี แผงวงจรหลักทีจ่ ะประกอบด้วยชิน้ ส่วนอิเล็กทรอนิกส์จานวน มาก ซึ่งมีล กั ษณะเป็ น แผ่ นบางๆ ที่ถูกฉาบด้ว ยหมึกที่เป็ น ตัวนาไฟฟ้ า เมื่อถูกกดจนติดกันก็จะมีกระแสไฟฟ้ าไหลในตัว
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
4
วงจร เมื่อผูใ้ ช้กดแป้ นใดแป้ นหนึ่ง ข้อมูลในรูปของสัญญาณไฟฟ้ าจากแป้ นกดแต่ละแป้ นจะถูกเปรียบเทียบ รหัส (Scan Code) กับรหัสมาตรฐานของแต่ละแป้ นทีก่ ด เพื่อเปลีย่ นให้เป็ นตัวอักษร ตัวเลข หรือสัญลักษณ์ ไปแสดงบนจอภาพ การจัดวางตาแหน่งของตัวอักษรต่างๆ บนแป้ นพิมพ์ ในส่วนของภาษาอังกฤษ แป้ นพิมพ์โดยทัวไป ่ จะจัดแบบ QWERTY (ตัง้ ชื่อตามตัวอักษรบริเวณแถวบนด้านซ้าย) ตามมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา แต่กย็ งั มีคนบางกลุ่มใช้แบบ Dvorak โดยคิดว่าสามารถพิมพ์ได้เร็วกว่า เนื่องจากแป้ นพิมพ์แบบ QWERTY จงใจ ออกแบบมาเพื่อไม่ให้ พ ิมพ์ได้เร็วเกินไป ตัง้ แต่ สมัยของพิมพ์ดีดที่ไม่ใช้ไฟฟ้ าหรือ คอมพิวเตอร์ ซึ่งก้าน ตัวพิมพ์มกั จะเกิดการขัดกันเมื่อผู้ใช้พมิ พ์เร็วเกินไป ในส่วนของแป้ นพิมพ์ภาษาไทยก็แบ่งออกได้ 2 แบบ เช่นกัน คือ
แป้ นพิมพ์ปัตตโชติ ซึง่ เป็ นแป้ นพิมพ์รุ่นเดิม แป้ นพิมพ์เกษมณี ซึง่ เป็ นแป้ นพิมพ์ทน่ี ิยมใช้ในปั จจุบนั
1.2 เมาส์ (Mouse) คื อ อุ ป ก รณ์ น าเข้ า ข้ อ มู ล ที่ นิ ย ม ใช้ กั น โดยทัวไปอี ่ กชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้งานง่ายและสะดวกกว่า แป้ น พิม พ์ม าก เนื่ อ งจากไม่ ต้ อ งจดจ าค าสัง่ ส าหรับ ป้ อนเข้าสู่เครือ่ งคอมพิวเตอร์ เมาส์ ส ามารถแบ่ ง ออกตามโครงสร้า งและ รูปแบบการใช้งานได้ 3 แบบ คือ เมาส์แบบลูกกลิ้ง ชนิดตัวเมาส์เคลื่อนที่ (Ball Mouse) อาศัยกาหนดจุด X และ Y โดยกลิ้งลูก ยางทรงกลมไปบนพื้น เรีย บ (นิยมใช้แผ่นยางรอง เพื่อป้ องกันการลื่น) เมาส์แ บบลูก กลิ้ง ชนิ ด ตัว เมาส์อ ยู่กับ ที่ (Track Ball) อาศัย ลูก ยางทรงกลมที่ถู ก กลิง้ โดยนิ้วมือผูใ้ ช้ เพื่อกาหนดจุดตัด X และ Y เมาส์แบบแสง (Optical Mouse) มีลกั ษณะการใช้งานเช่นเดียวกับ Ball Mouse แต่อาศัยแสง แทนลูกกลิง้ ในการกาหนดจุดตัด X และ Y โดยแสงจากตัวเมาส์พุ่งลงสู่พน้ื แล้วสะท้อนกลับขึน้ สู่ ตัวรับแสงบนตัวเมาส์อกี ครัง้ (แผ่นรองเป็ นแบบสะท้อนแสง) การใช้เมาส์มกั จะใช้แผ่นรองเมาส์ ซึ่งเป็ นฟองน้ ารูปสี่เหลี่ยม เพื่อป้ องกันสิง่ สกปรกไม่ใช้เกาะติด ลูก กลิ้ง หากลูก กลิ้งสกปรกจะทาให้ฝื ด เมาส์เคลื่อ นที่ล าบาก การทาความสะอาด สามารถถอดลูกกลิ้ง ออกมาทาความสะอาดได้ และควรทาบ่อยๆ เพื่อไม่ให้สกปรกมากเกินไป
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
5
1.3 อุปกรณ์โอซีอาร์ (OCR) อุปกรณ์ โอซีอ าร์ (Optical Character Recognition: OCR) เป็ น อุปกรณ์ทร่ี บั ข้อมูลเข้าสู่ระบบได้โดยตรง โดยใช้เทคนิคอ่านค่าของข้อมูล ด้วยแสง โดยอุปกรณ์ชนิดนี้จะทาหน้าทีเ่ ป็ นแหล่งกาเนิดแสงและรับแสง สะท้อนที่ส่องผ่านกลับมาจากวัตถุ แล้วแปลงรหัสข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบ ทีเ่ ครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจได้ ประเภทของอุปกรณ์โอซีอาร์ แบ่งได้ตาม ลักษณะของข้อมูลทีจ่ ะนาเข้าได้ดงั นี้ โอ เอ็ ม อ าร์ (Optical Mark Readers : OMR) เป็ น เค รื่ อ งที่ สามารถอ่ านรอยเครื่อ งหมาย ที่เกิดจากดินสอในกระดาษที่ม ีรูปแบบ เฉพาะ ซึ่งมักใช้ในการตรวจข้อสอบหรือการลงทะเบียน โดยเครื่องจะ ส่องไฟผ่านกระดาษทีอ่ ่าน และจะสะท้อนแสงทีเ่ กิดจากเครื่องหมายทีท่ า ขึ้น โดยดิน สอ เนื่ อ งจากรอยดิน สอเกิด ขึ้น จากดิน สอที่ม ีต ะกัว่ อ่ อ น (ปริมาณถ่านกราไฟต์สงู ) จึงเกิดการสะท้อนแสงได้ Wand Readers เป็ นอุ ปกรณ์ ท่ใี ช้มอื ควบคุ ม โดยจะนาอุ ปกรณ์ น้ีส่ องลาแสงไปยังตัวอักษรแบบ พิเศษ เพื่อทาการแปลงตัวอักษรนัน้ ให้เป็ นสัญญาณไฟฟ้ าและส่งไปให้คอมพิวเตอร์ป ระมวลผล เครื่องมือ Wand Readers นี้จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ท่เี รียกว่า POS (Point-of-sale Terminal) อีกที โดยตัวอย่างของ เครือ่ ง POS นี้จะเห็นได้ทวไปในห้ ั่ างสรรพสินค้าทีใ่ ช้สาหรับแสดงจานวนเงินทีเ่ คาน์เตอร์คดิ เงิน Hand Written Character Device เป็ นอุ ป กรณ์ ท่ีส ามารถอ่ า น ข้อมูลที่เขียนด้วยลายมือได้ เพื่อลดขัน้ ตอนมนการพิมพ์ด้วยแป้ นพิมพ์ เข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ลายมือที่เขียนจะต้องเป็ นรูปแบบที่อ่านได้ ง่ายไม่กากวม Bar Code Reader มีลกั ษณะการใช้งานเหมือนกับเครือ่ ง Wand Readers แต่ใช้กบั การอ่านรหัสแท่ง (Bar Code) ทีม่ ลี กั ษณะเป็ นรหัสรูป แท่งเรียงกันเป็ นแถวในแนวตัง้ เพื่อแปลรหัสแท่งนี้ให้กลายเป็ นข้อมูลที่ คอมพิวเตอร์เข้าใจ 1.4 สแกนเนอร์ (Scanner) เป็ นอุปกรณ์นาเข้าข้อมูลประเภทที่ไม่สะดวกในการป้ อนเข้า เครื่อ งคอมพิ ว เตอร์ท างคีย์ บ อร์ด ได้ เช่ น ภาพโลโก้ วิว ทิ ว ทัศ น์ ภาพถ่ายรูปคน สัตว์ ฯลฯ เราสามารถใช้สแกนเนอร์สแกนภาพเพื่อ แปลงเป็ น ข้อ มูล เข้าไปสู่เครื่อ งได้โดยตรง หน่ ว ยประมวลผลจะน า ข้อมูลที่ได้รบั มานัน้ แสดงเป็ นภาพให้ปรากฏอยู่บนจอภาพ เพื่อนามา แก้ไขสี รูปร่าง ตัดแต่ง และนาภาพไปประกอบงานพิมพ์อ่นื ๆ ได้ การทางานของสแกนเนอร์อาศัยหลัก การสะท้อนแสง โดยเมื่อเราวางภาพลงไปในสแกนเนอร์ ซึ่ง ขึน้ อยู่กบั ลักษณะวิธกี ารใช้งานของสแกนเนอร์แต่ละแบบว่าจะใส่ภาพเข้าไปอย่างไร สแกนเนอร์จะทาการ ฉายแสงไปกระทบกับวัตถุให้สะท้อนไปตกบนตัวรับแสงทีละแถว ข้อมูลในแถวนัน้ ๆ ก็จะถูกแปลงเป็ นจุด รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
6
เล็กๆ เป็ นสัญญาณดิจติ อลเข้าไปเก็บในหน่วยความจา เมือ่ ต้นกาเนิดแสง และตัวรับแสงเลื่อนไปยังภาพแถวต่อไปสัญญาณที่ได้จากแถวต่อมาก็จะ ถูกส่งต่อเนื่องกันไปจนสุดภาพ สแกนเนอร์แบ่งเป็ น 3 ประเภทหลักๆ คือ สแกนเนอร์ม ือ ถือ (Hand-Held Scanner) มีขนาดเล็ก ราคาไม่ แพงนัก เก็บภาพขนาดเล็กๆ ซึง่ ไม่ต้องการความละเอียดมากนักได้ เช่น โลโก้ ลายเซ็น เป็ นต้น สแกนเนอร์ดงึ กระดาษ (Sheet-Fed Scanner) เป็ นสแกนเนอร์ท่ี ใหญ่กว่าสแกนเนอร์มอื ถือ ใช้หลักการดึงกระดาษขึน้ มาสแกนทีละแผ่น แต่มขี อ้ จากัดคือถ้าต้องการสแกน ภาพจากหนังสือที่เป็ นรูปเล่ม ต้องฉีกกระดาษออกมาทีละแผ่น ทาให้ไม่สะดวกในการสแกน คุณภาพที่ได้ จากสแกนเนอร์ประเภทนี้อยูใ่ นระดับปานกลาง สแกนเนอร์แท่นเรียบ (Flatbed Scanner) เป็ นสแกนเนอร์ทม่ี กี ระจกใสไว้สาหรับวางภาพทีจ่ ะสแกน เหมือนเครื่องถ่ายเอกสาร คุณภาพของงานสแกนประเภทนี้จะดีกว่าสแกนเนอร์แบบมือถือ หรือสแกนเนอร์ แบบดึงกระดาษ แต่ราคาสูงกว่าเช่นกัน ปั จจุบนั สแกนเนอร์รุ่นใหม่ๆ มีขดี ความสามารถในการใช้งานมากขึน้ ทัง้ ในเรื่องของความเร็ว และ ความละเอียดของภาพที่ได้จากการสแกน นอกจากนี้ยงั สามารถสแกนจากวัตถุอ่นื ๆ ที่ไม่ใช่กระดาษเพียง อย่างเดียว เช่น วัตถุ 3 มิติ ทีม่ ขี นาดและน้ าหนักที่ไม่มากจนเกินไป หรือแม้กระทังฟิ ่ ลม์ และสไลด์ของภาพ ต้นฉบับเข้าสู่เครือ่ งคอมพิวเตอร์ได้เลย โดยทีผ่ ใู้ ช้ไม่จาเป็ นต้องไปอัดขยายเป็ นภาพถ่ายปกติเหมือนในอดีต
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
7
2. ซีพียหู รือหน่ วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) เปรีย บได้ ก ับ สมองของมนุ ษ ย์ เป็ นส่ ว นที่ท าหน้ า ที่ ค วบคุ ม และ ประมวลผลของเครื่อ งคอมพิว เตอร์ มีล กั ษณะเป็ น ชิ้น ส่ ว นอิเล็ก ทรอนิ ก ส์ ขนาดเล็กมาก ภายในประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ประกอบกันเป็ นวงจรหลาย ล้านตัว 2.1 ซี พียูหรือหน่ วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยส่วนประกอบ หลัก 2 ส่วน คือ 2.1.1 Control Unit หรือ ส่วนควบคุม คือ ส่ ว นที่ท าหน้ าที่ส ร้างสัญ ญาณและส่ งสัญ ญาณไปควบคุ มการ ทางานของส่วนประกอบต่างๆ ในระบบคอมพิวเตอร์ คล้ายการส่งสัญญาณ ควบคุมจากสมองไปสู่ส่วนต่างๆ ของร่างกาย ส่วนควบคุมนี้ไม่ได้ทาหน้ าที่ ประมวลผลข้อมูล แต่มหี น้าทีป่ ระสานงานให้ส่วนประกอบต่างๆ สามารถทางานร่วมกันได้อย่างเป็ นระบบ สัญญาณควบคุมจานวนมาก สามารถเดินทางไปยังส่วนประกอบต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ได้ ด้วยตัวส่งสัญญาณที่เรียกว่า บัส (Bus) ซึ่งประกอบด้วย Control Bus, Data Bus และ Address Bus ที่ทา หน้ าที่ส่งสัญ ญาณควบคุม ส่งสัญ ญาณข้อ มูล และส่งตาแหน่ งที่อยู่ของข้อมูลในส่ วนความจา ตามลาดับ ดังนัน้ บัสจึงเปรียบเสมือนพาหนะทีใ่ ช้ขนส่งข้อมูลไปสู่ส่วนประกอบต่างๆ ของระบบนันเอง ่ 2.1.2 Aritmetic and Logic Unit : ALU หรือ ส่วนคานวณและเปรียบเทียบข้อมูล ทาหน้ าที่ค านวณและเปรีย บเทีย บข้อ มูล โดยอาศัยหลักการทางคณิ ต ศาสตร์ (Arithmetic) และ ตรรกศาสตร์ (Logic) ตามลาดับ การประมวลผลด้วยหลักการทางคณิตศาสตร์ คือการคานวณทีต่ ้องกระทากับข้อมูลประเภทตัวเลข (Numeric) เช่ น การบวก ลบ คู ณ หาร ฯลฯ ให้ ผ ลลัพ ธ์ ท่ี ห ลากหลาย แต่ ก ารประมวลผลด้ ว ยหลัก ตรรกศาสตร์ คือการเปรียบเทียบข้อมูล ทีก่ ระทากับข้อมูลตัวอักษร สัญลักษณ์ หรือตัว เลข (Character) ให้ ผลลัพธ์เพียงสองสภาวะ เช่น 0-1, ถูก-ผิด หรือ จริง-เท็จ เป็ นต้น คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง มักมี ALU เพียงชุดเดียว ยกเว้นในกรณีเครือ่ งคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ที่ อาจมี ALU มากกว่าหนึ่งชุด ซึง่ มักพบในเครื่องที่มกี ารประมวลผลแบบ Multi-Processing (ประมวลผลงาน เดียว โดยอาศัยตัวประมวลผลหลายตัว)
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
8
2.2 ความเร็วของซีพียู ค่าความเร็วของซีพยี นู นั ้ จริงๆแล้วก็คอื ค่าความถี่ของสัญญาณนาฬิกา ซึง่ เป็ นตัวกาหนดความเร็ว ในการทางานของซีพยี ู และคอยให้จงั หวะในการทางานแก่วงจรและอุปกรณ์ต่างๆภายในเครือ่ งคอมพิวเตอร์ ให้ทางานได้อย่างสอดคล้องกัน ความถี่ของสัญญาณนาฬิกานี้มหี น่ วยเป็ น เฮิรตซ์ (Hertz) ซึ่งบอกให้รวู้ ่า ภายในเวลา 1 วินาทีมสี ญ ั ญาณนาฬิกานี้เกิดขึ้นจานวนกี่ลูกคลื่น (Pulse) ดังนัน้ ความเร็ว 1 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) จึงหมายถึง 1 ล้านเฮิรตซ์ หรือ 1 ล้านลูกคลื่นต่อวินาที สัญญาณนาฬิกาทีเ่ กีย่ วข้องกับซีพยี มู ี 2 ส่วนหลักๆ คือ สัญญาณนาฬิกาภายในซีพยี ู เป็ นสัญญาณทีใ่ ห้จงั หวะในการทางานภายในตัวซีพยี เู อง สัญญาณนาฬิกาภายนอกซีพยี ู เป็ นสัญญาณทีใ่ ห้จงั หวะในการทางานแก่บสั (Bus) ที่ซพี ยี ู ใช้รบั ส่งข้อมูลกับหน่ วยความจา คือ เส้นทางลาเลียงข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ตัง้ แต่ 2 อุปกรณ์ ข้นึ ไป โดยบัสทีเ่ ชือ่ มต่อระหว่างซีพยี ูกบั หน่ วยความจานี้จะเรียกว่า Front Side Bus (FSB) ทัง้ นี้ ความเร็ว ของสัญ ญาณนาฬิ ก าภายนอกซีพียู หรือ ความเร็ว ของ FSB นั น้ จะสัม พัน ธ์กับ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาภายในซีพยี ู ดังสมการนี้ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาภายในซีพยี ู = ตัวคูณ x ความเร็วของ FSB ตารางเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างโปสเซสเซอร์รุ่นต่างๆที่ Intel ผลิตออกมาตลอดระยะเวลา 30 ปี ทผ่ี ่านมา ตัง้ แต่ปี 1974 ถึงปี 2004 Name
Date Transistors Microns Clock speed
Data width
MIPS
8080
1974
6,000
6
2 MHz
8 bits
0.64
8088
1979
29,000
3
5 MHz
16 bits 8-bit bus
0.33
80286
1982
134,000
1.5
6 MHz
16 bits
1
80386
1985
275,000
1.5
16 MHz
32 bits
5
80486
1989
1,200,000
1
25 MHz
32 bits
20
Pentium
1993
3,100,000
0.8
60 MHz
32 bits 64-bit bus
100
Pentium II
1997
7,500,000
0.35
233 MHz
32 bits 64-bit bus
~300
Pentium III
1999
9,500,000
0.25
450 MHz
32 bits 64-bit bus
~510
Pentium 4
2000 42,000,000
0.18
1.5 GHz
32 bits 64-bit bus
~1,700
Pentium 4 "Prescott"
2004 125,000,000
0.09
3.6 GHz
32 bits 64-bit bus
~7,000
from The Intel Microprocessor Quick Reference Guide and TSCP Benchmark Scores
*MIPS คือ Millions of Instructions Per Second
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
9
2.3 หน่ วยความจาแคช (Cache Memory) ห น่ ว ย ค ว า ม จ า แ ค ช (Cache Memory) คื อ หน่ วยความจาความเร็วสูง ทาหน้าที่เก็บข้อมูลหรือคาสัง่ ต่าง ๆ ที่ซพี ียูมกั เรียกใช้งานบ่อยๆ ไว้ชวคราว ั่ เพื่อลด ภาระการทางานระหว่างซีพยี ูกบั หน่ วยความจาแรม ทัง้ นี้ ซีพ ียูส ามารถเรียกใช้ข้อ มูลในหน่ วยความจาแคชได้เลย ทันทีโดยไม่ต้องเสียเวลาติดต่อกับหน่ วยความจาแรมหรือ ฮาร์ดดิสก์ซง่ึ จะช้ากว่ามาก หน่ วยความจาแคชจะใช้วงจรแบบ Static RAM ที่ มีความเร็วสูง แต่กม็ คี วามร้อนสูงเช่นกัน หน่ วยความจาแคชโดยมากจะมีอยู่ 2 ระดับ (Level) คือ แคชระดับ 1 หรือ Level 1 (L1 Cache) จะอยู่ภายในซีพยี ูและมีขนาดไม่ใหญ่ มากนัก และแคชระดับ 2 หรือ Level 2 (L2 Cache) ซึ่งปั จจุบนั ก็จะอยู่ภายในตัวซีพยี ูเช่นเดียวกัน และในซีพยี ูบางรุ่นอาจมีการเพิ่มแคชระดับ 3 เข้าไปด้วย 2.4 บรรจุภณ ั ฑ์ (Packaging) และฐานรอง (Socket) ของซีพียู สามารถแบ่งเป็ น 4 แบบ แบบตลับ (Cartridge) ใช้สาหรับเสียบลงในช่องเสียบบน เมนบอร์ดที่เรียกว่า สล็อต (Slot) ซึ่งซีพยี ูแต่ละค่ายจะใช้ Slot ของตนเองและไม่เหมือนกัน ในปั จจุบนั ได้เลิกผลิต แล้ว เช่ น ซีพ ียูข อง Intel รุ่น Pentium II และซีพียูข อง AMD รุน่ K7 เป็ นต้น แบบ BGA (Ball Grid Array) จะมีลกั ษณะเป็ นแผ่ นแบนๆ ที่ด้านหนึ่งจะมีวตั ถุทรงกลมนาไฟฟ้ าขนาดเล็กเรียงตัว กัน อย่างเป็ นระเบียบทาหน้าทีเ่ ป็ นขาของชิป เวลานาไปใช้งาน ส่ ว นมากมั ก จะต้ อ งบั ด กรีย ึ ด จุ ด สั ม ผั ส ต่ า งๆ ติ ด กั บ เมนบอร์ดเลย จึงมักนาไปใช้ทาเป็ นชิป ที่อยู่บนเมนบอร์ด ซึ่งเปลี่ยนแปลงไม่ได้ เช่น ชิปเซ็ต และ ชิปหน่ วยความจา เป็ นต้น แบบ PGA (Pin Grid Array) จะมี ล ั ก ษ ณ ะเป็ นแผ่ น แบนๆ ที่ด้านหนึ่งจะมีขา (Pin) จานวนมากยื่นออกมา จากตัวชิป เป็ นแบบที่นิยมใช้กนั มานาน ขาจานวนมาก เหล่านี้จะใช้เสียบลงบนฐานรองหรือที่เรียกว่าซ็อคเก็ต (Socket)ที่อยู่บนเมนบอร์ด ซึ่งเอาไว้สาหรับเสียบซีพียู แบบ PGA นี้ โดยเฉพาะ โดย socket นี้ ม ีห ลายแบบ รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
แบบตลับ (Cartridge)
แบบ BGA (ในภาพคือชิปเซ็ต)
แบบ PGA
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
10
สาหรับซีพยี ูแตกต่างกันไปเสียบข้าม socket กันไม่ได้ เพราะมีจานวนช่องที่ใช้เสียบขาซีพียู แตกต่างกัน (ดูตวั อย่างทีห่ วั ข้อ 5.2.1 ช่องสาหรับติดตัง้ ซีพยี )ู แบบ LGA (Land Grid Array) เป็ นบรรจุ ภ ั ณ ฑ์ ท่ี Intel นามาใช้ก ับซีพ ียูรุ่นใหม่ๆ ลักษณะจะเป็ นแผ่ นแบนๆ ที่ ด้านหนึ่งจะมีแผ่นตัวนาวงกลมแบนเรียบขนาดเล็กจานวน มากเรียงตัวกันอยู่อย่างเป็ นระเบียบ ทาหน้าที่เป็ นขาของ ชิป ทาให้เมื่อเวลามองจากทางด้านข้างจะไม่ เห็นส่วนใดๆ ยื่นออกมาจากตัวชิปเหมือนกับแบบอื่นๆทีผ่ ่านมา ซีพยี ูท่ี ใช้ บ รรจุ ภ ั ณ ฑ์ แ บบนี้ จ ะถู ก ติ ด ตั ง้ ลงบนฐานรองหรือ แบบ LGA Socket แบบ Socket T หรือชื่อทางการคือ LGA 775 โดย Socket แบบนี้จะไม่มชี ่องสาหรับเสียบขาซีพยี เู หมือนกับแบบ PGA แต่จะมีขาเล็กๆจานวนมาก ยืน่ ขึน้ มาจากฐานรอง 2.5 อุปกรณ์ ช่วยระบายความร้อนให้ซีพียู (CPU Fan & Heat Sink) ขณะที่ซีพ ียู ท างานจะเกิด ความร้อ นค่ อ นข้า งมาก จึ ง ต้ อ งมีอุ ป กรณ์ ท่ี เรียกว่า ฮีตซิงค์ (Heat Sink) มาช่วยพาความร้อนออกมาจากซีพยี ใู ห้เร็วทีส่ ุด และ จะต้องใช้พดั ลมเป่ าเพื่อรายความร้อนออกไปโดยเร็ว 2.6 สารเชื่อมความร้อน (Thermal Grease) สารเชื่อมความร้อน หรือที่เรียกกันโดยทัวไปว่ ่ า ซิ ลิโคน (Silicone) เป็ นสารชนิดหนึ่งที่ทามาจาก ซิลโิ คนผสมกับสารนาความร้อนบางชนิด เช่น Zinc Oxide ซึ่งมีคุณสมบัติเป็ นตัวกลางในการนาพาความ ร้อนได้ดี มักใช้ทาฉาบไว้บางๆ เพื่อไม่ให้มชี ่องว่างระหว่างซีพยี ูกบั Heat Sink และทาหน้ าที่ช่วยในการ ถ่ายเทหรือพาความร้อนจากซีพยี ไู ปสู่ Heat Sink ได้ดยี งิ่ ขึน้
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
11
3. หน่ วยความจาหลัก (Main Memory) หน่ วยความจาหลักเป็ นหน่ วยความจาพืน้ ฐานในคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง เป็ นหัวใจของการทางานใน รูปแบบอัตโนมัติ มีหน้าที่เก็บข้อมูลต่างๆ ที่ป้อนเข้ามาเพื่อให้หน่ วยประมวลผลนาไปใช้ และเก็บข้อมูลที่ เกีย่ วกับคุณสมบัตแิ ละระบบการทางานของเครือ่ งคอมพิวเตอร์ดว้ ย หน่วยความจาหลักของคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็ น 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้ 3.1 หน่ วยความจาแบบถาวร (Read Only Memory - ROM) คือ หน่วยความจาทีน่ าข้อมูลออกมาใช้งานเพียงอย่างเดียว (Read Only) โดยมีการบันทึกข้อมูลไว้ล่วงหน้าแล้ว สามารถเก็บรักษาข้อมูลไว้ได้ โดยไม่ต้อ งอาศัย พลังงานไฟฟ้ าในการรักษาข้อ มูล แม้เราจะปิ ด เครื่อ ง หรือไม่มไี ฟฟ้ าไปหล่อเลีย้ ง ข้อมูลทีอ่ ยูใ่ นรอมก็จะยังคงอยู่ ไม่สญ ู หายไป ในปั จจุบนั หน่ วยความจาถาวรนี้ เปิ ดโอกาสให้ส ามารถลบหรือ แก้ไขข้อมูลได้ เช่น การปรับปรุง/แก้ไขข้อมูลเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์ (System Configuration) เป็ นต้น 3.2 หน่ วยความจาชัวคราว ่ (Random Access Memory - RAM) คือ หน่ วยความจาที่สามารถบันทึกข้อมูลหรืออ่ านข้อมูล ณ เวลาใดๆ ได้ตามต้องการ (Random Access) ต้องอาศัยสัญญาณไฟฟ้ าในการเก็บรักษา ข้อมูล และอ่ านข้อมูล ฉะนัน้ ข้อ มูล ที่อยู่ในแรมจะสูญ หายไปทันทีท่ปี ิ ดเครื่อ ง หรือไม่มไี ฟฟ้ าไปหล่อเลีย้ ง แรมเป็ นหน่วยความจาทีใ่ กล้ชดิ และเกีย่ วข้องกับผูใ้ ช้เครือ่ งคอมพิวเตอร์ โดยตรง เนื่องจากการรับข้อมูล การประมวลผล และการแสดงผลข้อมูล ต่างต้องอาศัยพืน้ ทีใ่ นหน่ วยความจา นี้ทงั ้ สิ้น กล่ าวได้ว่า แรมเป็ น หน่ วยความจาที่เป็ นตัว บ่งชี้ประสิท ธิภาพของเครื่อ งคอมพิว เตอร์ท่สี าคัญ ขนาดของแรมหรือความจุของแรมเปรียบเสมือนขนาดของโต๊ะทางาน หากแรมมีความจุมากก็เหมือนโต๊ะ ทางานทีม่ พี น้ื ทีใ่ นการทางานได้มากนันเอง ่ หน่ วยความจาแรม มีหน่ วยวัดเป็ นไบต์ ซึ่งถ้าเป็ นเครื่องรุ่นเก่า จะนิยมใช้หน่ วยความจาแรม 32 หรือ 64 เมกะไบต์ (MB) แต่ถ้าเป็ นเครือ่ งรุ่นใหม่ๆ จะนิยมใช้แรมขนาด 512 MB ขึน้ ไป ซึง่ จะทาให้สามารถ ทางานทีม่ ขี นาดใหญ่ๆ เช่น งานมัลติมเิ ดียหรืองานกราฟิ กได้ โดยหากใช้หน่ วยความจาแรมน้อย เครื่องอาจ ทางานช้ามากหรืออาจหยุดชะงักได้งา่ ย
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
12
4. หน่ วยความจาสารอง เนื่องจากหน่วยความจาหลัก ในเครือ่ งคอมพิวเตอร์ ไม่สามารถรักษาข้อมูลไว้ได้หลังจากปิ ดเครื่อง คอมพิวเตอร์ ดังนัน้ การบันทึกข้อมูลลงบนหน่ วยความจาสารอง จึงมีความจาเป็ นในการเก็บรักษาข้อมูลไว้ ใช้ใ นอนาคต และท าให้ ส ามารถน าข้อ มู ล จากเครื่อ งคอมพิว เตอร์เ ครื่อ งหนึ่ ง เคลื่อ นย้า ยไปสู่ เครื่อ ง คอมพิวเตอร์เครือ่ งอื่นในระบบเดียวกันได้อกี ด้วย หน่วยความจาสารอง แบ่งออกตามความสามารถในการเข้าถึงข้อมูลได้ 2 ประเภท ดังนี้ 4.1. หน่ วยความจาสารองที่เข้าถึงข้อมูลได้โดยลาดับ (Sequential Access Storage) เป็ นหน่วยความจาสารองทีต่ ้องมีการจัดเก็บและเรียกใช้ขอ้ มูลโดยการเรียงลาดับ การสืบค้น หรือเข้าถึงข้อมูลจึงล่าช้า เพราะต้องเป็ นไปตามลาดับก่อนหลังของการบันทึก ซึง่ หน่วยความจา สารองประเภทนี้ ได้แก่ เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) 4.2. หน่ วยความจาสารองที่เข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง (Random/Direct Access Storage) เป็ นหน่ วยความจาสารองที่สามารถจัดเก็บและเรียกใช้ขอ้ มูลที่ต้องการได้โดยตรง ไม่ต้อง อ่านเรียงลาดับ เหมาะกับงานที่ต้องอาศัยการประมวลผลแบบโต้ตอบ ต้องการข้อมูลที่รวดเร็ว ซึ่ง ได้ แ ก่ จานแม่ เ หล็ก (Magnetic Disk) ประเภทต่ า งๆ เช่ น ฟลอปปี้ ดิส ก์ (Floppy Disk) ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk) ซีดรี อม (CD-ROM) และ ดีวดี ี (DVD) นันเอง ่ ตัวอย่างหน่วยความจาสารอง ได้แก่ บัตรเจาะรู (Punched Card) บัต รเจาะรูเป็ นหน่ ว ยความจ าส ารองแบบดัง้ เดิม มีล ัก ษณะ โครงสร้างเป็ นบัตรกระดาษเจาะรูให้แสงลอดผ่าน เพื่อกาหนดสภาวะ 0 หรือ 1 (แสงลอดผ่าน คือ 1 และแสงลอดผ่านไม่ได้ คือ 0) บัตรเจาะรูนนั ้ เดิมเป็ นบัตรโลหะ เริม่ ใช้ครัง้ แรกราวปี พ.ศ. 2344 เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) นิยมใช้กบั เครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ มีลกั ษณะเป็ น สายเทปแบบม้วนเปลือย (Open Reel) หรือแบบตลับ (Cassette) ตัวสายเทป ทาด้ว ยพลาสติก ชนิดพิเศษ เคลือ บผิว ด้วยออกไซด์ของโลหะ (Iron Oxide) และเคลือบอีกชัน้ ด้วยสารประกอบชนิดหนึ่ง เพื่อป้ องกันการสึกหรอของสาย เทปและช่วยให้เกิดจุดแม่เหล็ก (Magnetized Spot) ได้งา่ ยขึน้ ฟลอปปี้ ดสิ ก์ (Floppy Disk) ฟลอปปี้ ดิส ก์ หรือ ที่เรีย กว่า ดิส ก์เก็ต (Diskette) มีล กั ษณะเป็ น แผ่ น แม่เหล็ก สีด าทรงกลม ท าจากแผ่ น พลาสติกไมล่ า เคลือ บด้ว ยสาร แม่ เหล็ก บรรจุ อ ยู่ ใ นซองพลาสติ ก แข็ง รูป สี่เ หลี่ย ม เพื่ อ ป้ องกัน แผ่ น ดิสก์เก็ต จากฝุ่ นละออง สิง่ สกปรก การขูดขีด และอื่นๆ
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
13
ฮาร์ดดิสก์ (Hard Disk) เป็ นหน่ วยความจาสารองที่เป็ นอุปกรณ์เก็บข้อมูล ความเร็ว สู ง ท าจากจานแม่เหล็กซึ่งหมุน ด้ว ยความเร็ว หลายพัน รอบต่ อ นาที และมีห ัว อ่ านคอยวิ่งไปอ่ านหรือ บันทึกข้อมูลตามคาสังจากซี ่ พยี ู ฮาร์ ด ดิ ส ก์ เ ป็ นอุ ป กรณ์ หลัก ซึ่ ง ในปั จจุ บ ั น ไม่ เพียงแต่ใช้เก็บข้อมูลเวลาที่ปิดเครื่องเท่านัน้ แต่ยงั เป็ นที่ พั ก ข้ อ มู ล ระหว่ า งการท างานในขัน้ ตอนต่ า งๆ ของ โปรแกรมหรือระบบปฏิบตั กิ ารด้วย ฮาร์ดดิสก์มลี กั ษณะเป็ นจานแม่เหล็กหลายแผ่ น วางซ้อนกัน โดยอาจมีจานวนแผ่น 3 – 11 แผ่น ซึ่งจะไม่เรียกว่าดิสก์ แต่จะเรียกว่าแพลตเตอร์ (Platter) แทน ซึง่ แต่ละแพลตเตอร์จะสามารถเก็บข้อมูลได้ทงั ้ สองด้าน เนื่องจากแพลตเตอร์ผลิตจากสารจาพวกโลหะ หรือแก้วบางชนิด จึงไม่สามารถงอไปงอมาได้เหมือนกับฟลอปปี้ ดสิ ก์ ทาให้ต้องมีโลหะปิ ดไว้ทุกด้านเพื่อ ป้ องกันการกระทบกระเทือน นอกจากนี้ฮาร์ดดิสก์ยงั มีหวั อ่าน/บันทึกข้อมูลอยู่ภายในตัวเดียวกัน ทาให้สามารถอ่านและบันทึก ข้อมูลได้ดว้ ยตนเอง และเนื่องจากฮาร์ดดิสก์มแี พลตเตอร์หลายๆ แผ่นซ้อนกันอยู่ ดังนัน้ ฮาร์ดดิสก์ตวั หนึ่งๆ จะมีหวั อ่านเขียนเท่ากับจานวนแพลตเตอร์พอดี และหัวอ่านแต่ละหัวจะมีการเคลื่อนทีเ่ ข้าออกพร้อมกัน แต่ เมื่อจะทาการอ่านหรือบันทึกข้อมูลลงบนฮาร์ดดิสก์ ก็จะมีเพียงหัวอ่าน 1 หัวเท่านัน้ ที่จะทาการอ่านหรือ บันทึกข้อมูล ฮาร์ดดิสก์สามารถเก็บข้อมูลได้เป็ นจานวนมาก แล้วแต่ความจุของแต่ละรุ่น เช่น ฮาร์ดดิสก์ ความจุ 80 GB, 120 GB เป็ นต้น
ฮาร์ดดิสก์จะถูกออกแบบมาสาหรับบันทึกข้อมูล โดยขึน้ อยู่กบั สถาปั ตยกรรมในการออกแบบด้วยว่า ได้มกี ารกาหนดให้มขี นาดความจุต่อแผ่นเท่าใดและในฮาร์ดดิสก์แต่ ละรุ่น จะต้องใช้จานวนแผ่นเท่าใด มี มอเตอร์สาหรับควบคุมการหมุนของจานดิสก์ (Spindle) โดยอัตราความเร็วในการหมุนจะเป็ น 5400, 7200 และ 10,000 รอบต่อนาที (rpm) ซึง่ ถ้าจานวนรอบในการหมุนของจานดิสก์มรี ะดับความถี่ท่สี ูง ก็จะส่งผลให้ สามารถเข้าถึงข้อมูลได้รวดเร็วยิง่ ขึน้ ตามไปด้วย
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
14
ซีดรี อม (CD-ROM) และ ดีวดี ี (DVD) ซี ดี รอม (CD-ROM : Compact Disk Read Only Memory) มีล กั ษณะเป็ น แผ่ นวงกลม มีขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 12 เซนติเมตร (4 3/4 นิ้ว) ทามาจากแผ่นโพลีคาร์บอเนต (Polycarbonate) ซีดรี อมนี้ใช้ หลักของแสงในการอ่าน/บันทึกข้อมูล เหมาะสาหรับข้อมูลทีไ่ ม่ต้องการเปลีย่ นแปลง เพราะเมื่อทาการบันทึก ข้อมูลลงไปแล้ว จะไม่สามารถนากลับมาแก้ไขเปลี่ยนแปลงข้อมูลใหม่ได้อกี ยกเว้นแต่จะใช้แผ่นลักษณะ พิเศษทีส่ ามารถลบและบันทึกใหม่ได้ ซีดรี อมสามารถเก็บข้อมูลได้ถงึ 700 MB หรือเก็บข้อมูลที่เป็ นภาพ และเสียงเช่ น ภาพยนตร์ห รือ เพลงได้นานถึง 74 นาที ส่ ว นดี วีดี (Digital Video Disk) เป็ นหน่ วยความจาสารองอีกชนิดหนึ่งทีม่ ลี กั ษณะคล้ายกับแผ่น ซีดรี อม แต่สามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าซีดรี อม 7 เท่าตัว (4.7 GB) ซีดรี อมและดีวดี ไี ม่สามารถทางานได้ด้วยตนเอง จาเป็ นจะต้องมีตวั อ่ านข้อ มูล เช่ น เดีย วกับ แผ่ น ดิส ก์เก็ต อุ ป กรณ์ ท่ีใช้ในการอ่ านข้อ มูล จาก ซีดรี อม เรียกว่า ซีดรี อมไดร์ฟ (CD-ROM Drive) ส่ว นอุ ปกรณ์ ท่ีใช้ส าหรับอ่ านดีว ีดี เรียกว่า ดีว ีดีไดร์ฟ (DVD Drive) โดยดีว ีดีไดร์ฟ สามารถอ่ าน ข้อมูลได้ทงั ้ แผ่นดีวดี แี ละจากแผ่นซีดรี อม แต่ซดี รี อมไดร์ฟไม่สามารถอ่านข้อมูลจากแผ่นดีวดี ไี ด้
ลาดับชัน้ ของหน่ วยความจา (Memory Heirarchy) หน่ วยความจามีอยู่หลายชนิด แต่ละชนิดต่างก็มอี ตั ราความเร็วที่แตกต่างกัน รวมทัง้ ขนาดความจุ และราคาทีแ่ ตกต่างกัน สาเหตุทเ่ี ป็ นเช่นนัน้ ก็เพื่อให้เราเลือกหน่วยความจามาใช้งานได้อย่างเหมาะสม จากรูปด้านล่าง ลาดับบนสุด จะเป็ นหน่ วยความจาที่มคี วามเร็วสูง และลดหลันลงมาเรื ่ ่อยๆ ก็จะมี ความเร็วที่ต่ าลง ในขณะทีล่ าดับบนสุดนัน้ จะมีขนาดความจุน้อย และลดหลันลงมาเรื ่ ่อยๆ ก็จะมีความจุท่ี ม ี ขนาดใหญ่ขน้ึ ในทานองเดียวกันหน่ วยความจาที่มขี นาดใหญ่นัน้ จะมีราคาต่ ากว่าหน่ วยความจาที่มขี นาด เล็ก
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
15
5. เมนบอร์ด (Mainboard) เมนบอร์ ด (Mainboard) หรือ มาเธอร์ บ อร์ ด (Motherboard) เป็ นแผงวงจรขนาดใหญ่ ซึ่ ง มี ก าร เชื่อมต่อวงจรต่างๆ สาหรับเชื่อมอุปกรณ์หลายๆ ตัวเข้า ด้วยกัน เมนบอร์ดมีความแตกต่างกันของรูปแบบหรือที่ เรียกว่า “ฟอร์มแฟคเตอร์” (Form Factor) ซึง่ ก็คอื ขนาด ของตัวเมนบอร์ด, ตาแหน่ งการจัดวางชิ้นส่วนอุปกรณ์ และขัว้ ต่ อ (Port) ต่ า งๆ บนเมนบอร์ด ซึ่ง จะมีผ ลต่ อ รูปแบบของตัวเครือ่ งหรือเคส (Case) 5.1 Form Factor หมายถึงขนาดของตัวเมนบอร์ดและตาแหน่งของขัว้ ต่ออุปกรณ์ภายนอกต่างๆ โดยจะต้องเข้ากันได้ กับชนิดของตัวเครือ่ งหรือเคส (Case) ทีใ่ ช้ดว้ ย 1) AT ใน Form ของ AT นัน้ มีแบบ AT ธรรมดาและ Baby AT ซึ่งพื้นฐานแล้วทัง้ สองแบบนัน้ ต่างกันที่ขนาดของบอร์ด บอร์ด AT จะมีความกว้างประมาณ 12 นิ้ว ซึ่งทาให้ไม่สามารถนามาใส่ กับเคสในปั จจุบนั ได้ โดยทัวไปแล้ ่ วบอร์ดแบบ AT จะเป็ นบอร์ดชนิดเก่า เช่น 386 หรือก่อนหน้านี้ การจัดการภายในเคสนัน้ ค่อนข้างจะมีปัญหา เนื่องจากขนาดของเมนบอร์ดมันจะเหลื่อมล้ากับช่อง ใส่ Drive และส่วนอื่นๆ 2) ATX รูปแบบของ ATX พัฒนาขึน้ มาจาก AT ได้แก้ไขข้อเสียที่เกิดขึน้ กับ AT ออกไป เช่น การ ออกแบบโดยย้ายหัว ต่ อ (Connector) มาไว้บ นเมนบอร์ด (Built in - On Board) ท าให้ล ดความ ยุ่งยากในการประกอบ ลดจานวนสายแพ เพิม่ ประสิทธิภาพในการส่งข้อมูล นอกจากนี้ส่วนทีไ่ ด้รบั การพัฒ นาเพิ่มขึ้น อีก คือ ภาคจ่ายไฟของเมนบอร์ด ซึ่งออกแบบให้ใช้พ ลังงานอย่างคุ้มค่ าและ สามารถควบคุมโดยซอฟต์แวร์ได้ 3) BTX (Balanced Technology Extended) เป็ น Form Factor หรือ รู ป แบบของเมนบอร์ด มาตรฐานของอิ น เทล ซึ่ ง นอกจากจะ ประกอบด้วย Socket T หรือ LGA 775 ซึ่งเป็ นช่องสาหรับติด ตัง้ ซีพยี ูในตระกูล Prescott ของอิน เทลแล้ว ก็ยงั พ่วงเทคโนโลยีอย่างเช่น การใช้หน่วยความจา DDR II และมีสล็อตแบบ PCI Express ซึง่ ถูกออกแบบมาแทนทีส่ ล็อตเดิม เช่น PCI และ AGP เมนบอร์ดแบบ BTX ได้ปรับปรุงการระบายความร้อนภายในตัวเครื่อง(รวมถึงซีพยี ูด้วย) โดยแยกจุดทีเ่ กิดความร้อนสูงออกจากกัน และเพิม่ ตัวกระจายความร้อน (Thermal Module) ซึง่ อาจ มีตวั ยึดกับเคสหรือ SRM (Support and retention Module) ด้วย
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
16
เปรียบเทียบตาแหน่งของการจัดวางระหว่าง ATX กับ BTX
5.2 ส่วนประกอบที่สาคัญบนเมนบอร์ด เมนบอร์ดเป็ นตัวกาหนดว่าเครื่องคอมพิวเตอร์นนั ้ ๆ จะใช้งานกับซีพยี ูอะไรได้บา้ ง มีประสิทธิภาพ เพียงใด รองรับกับอุปกรณ์ใหม่ๆ ได้หรือไม่ มีขนาดใหญ่เล็กเท่าไร ดังนัน้ จึงจาเป็ นอย่างยิง่ ทีจ่ ะต้องทราบถึง ส่วนประกอบหลัก ข้อจากัด และขีดความสามารถของเมนบอร์ด เพื่อให้สามารถเลือกใช้งานได้อย่างถูกต้อง และเหมาะสมต่อไป
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
17
5.2.1 ช่องสาหรับติดตัง้ ซีพยี ู ซีพยี ูถอื ได้ว่าเป็ นตัวหลักที่กาหนดว่าเมนบอร์ดแต่ละรุ่นนัน้ จะนาไปใช้งานร่วมกับซีพยี ูรุ่นใดหรือ แบบใดได้บา้ ง ซึง่ ก็จะเป็ นตัวกาหนดชิปเซ็ต, ซ็อคเก็ต และอื่นๆ ทีเ่ หมาะกับซีพยี รู ุ่นนัน้ ๆ ตัวอย่างรูปแบบ ของช่องสาหรับติดตัง้ ซีพยี ู เช่น Socket 604 ใช้กบั ซีพยี ู Xeon และ Xeon Nocona Socket 603 ใช้กบั ซีพยี ู Xeon Socket T หรือ LGA 775 ใช้ กั บ ซี พี ยู ข อง Intel เช่ น Pentium4 และ Celeron D แกน Prescott, Pentium4 Extreme Edition, Pentium D (Dual-Core) Socket 478 ใช้กบั ซีพยี ู CeleronII, Celeron D (บางรุน่ ), Pentium4 (Northwood) Socket 940 ใช้กบั ซีพยี ู Athlon 64 FX และ Opteron ของ AMD Socket 939 ใช้กบั ซีพยี ู Sempron , Athlon 64(0.09 ไมครอน) ของ AMD Socket 754 ใช้กบั ซีพยี ู Athlon 64(0.13 ไมครอน) ของ AMD Socket A ใช้กบั ซีพยี ู Duron, Athlon XP ของ AMD
Socket T หรือ LGA 775
Socket 478
Socket 754
Socket A
5.2.2 ช่องสาหรับติดตัง้ หน่วยความจา (Memory Slot) หน่ วยความจา RAM จะมีลกั ษณะเป็ นแผงทีม่ คี วามยาว จานวนขา (Pin) และรอยบากทีแ่ ตกต่างกัน ดังนัน้ จึงต้องมีการออกแบบช่องเสียบให้ตรงชนิดของ RAM ทีจ่ ะนามาใช้ แบบ 30 Pin ใช้ในเครือ่ งรุน่ ตัง้ แต่ก่อนทีจ่ ะมีซพี ยี ู 486 มีความกว้างของบัสแผงละ 8 บิต แบบ 72 Pin ใช้ในเครือ่ ง ตัง้ แต่ซพี ยี ู 486 ไปจนถึง Pentium มีความกว้างของบัสแผงละ 32 บิต แบบ 168 Pin ใช้กบั แผงหน่ วยความจาประเภท SDRAM มักเรียกว่า “DIMM Slot” (Dual In-line Memory Module) มีความกว้างของบัสขนาด 64 บิต
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
18
แบบ 184 Pin ช่ อ งเสีย บแบบนี้ ถู ก น าไปใช้ กับ RAM 2 ประเภทที่ใ ช้แ ทนกัน ไม่ ไ ด้ ค ือ ใช้ กับ RDRAM (Rambus DRAM) แบบ 16 บิ ต ซึ่ ง เรีย กว่ า “RIMM Slot” กับ ประเภท DDRSDRAM ซึ่งเรียกว่า “DIMM Slot” เช่นเดียวกับแบบ 168 Pin แต่ ต่ างกันที่จานวนขาและ ตาแหน่งบากกลางร่อง แบบ 232 Pin ใช้กบั แผงหน่วยความจา RDRAM แบบ 32 บิต (ใช้กบั เมนบอร์ดเพียงไม่กร่ี นุ่ ) แบบ 240 Pin ใช้ ส าหรับ แผงหน่ วยความจ าประเภท DDR2-SDRAM หรือ DDR II ที่ เ ป็ น หน่ วยความจารุ่นปั จจุบนั สาหรับเครื่องพีซี ซึ่งนอกจากจะทางานด้วยความถี่ท่สี ูงกว่าเดิม และรองรับเทคโนโลยี Dual-Channel ซึง่ ให้ Bandwidth ทีเ่ พิม่ มากขึน้ แล้วยังรองรับความจุ สูงสุดได้มากถึงแผงละ 4 GB 5.2.3 ชิปเซ็ต (Chipset) เป็ นองค์ประกอบหลักทีถ่ ูกติดตัง้ อย่างถาวรบนเมนบอร์ด ไม่สามารถถอดหรือเปลีย่ นแปลงได้
ชิปเซ็ตมีความสาคัญอย่างมาก เนื่องจากเป็ นตัวกาหนดอุปกรณ์อ่นื ๆ บนเมนบอร์ด เช่น กาหนดชนิดของซ็อคเก็ต ซึง่ จะเป็ นตัวกาหนดว่าเมนบอร์ดนี้จะใช้กบั ซีพยี ชู นิดใดได้บา้ ง รองรับหน่วยความจาชนิดใดได้บา้ ง มีสล็อตประเภทใดถูกติดตัง้ ไว้บนเมนบอร์ดได้บา้ ง สามารถทางานร่วมกบอุปกรณ์ประเภทใดได้บา้ ง ขยายความสามารถได้มากน้อยเพียงใด ด้วยเหตุน้ีชปิ เซ็ตจึงเป็ นหัวข้อหลักในการพิจารณาเลือกซือ้ เมนบอร์ด ตัวอย่างเช่น เมนบอร์ดใช้ชปิ เซ็ตที่สนับสนุ นความเร็ว FSB ได้สูงสุดถึง 800 MHz หรือได้เพียง 533 MHz มีแคชได้มากน้อยเพียงใด มี หน่ วยความจาสูงสุดได้เท่าไร ซึ่งชิปเซ็ตจะจากัดค่าสูงสุดที่รองรับได้ ส่วนเมนบอร์ดเป็ นตัวจากัดจานวน สล็อตทีจ่ ะใส่ได้จริง เป็ นต้น แต่เดิมชิปเซ็ตทาหน้าที่เป็ นตัวกลางในการประสานงานระหว่างซีพยี ูกบั หน่ วยความจาเท่านัน้ แต่ ต่อมาเมือ่ สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ลงในชิปได้มากขึน้ ชิปเซ็ตก็มหี น้าทีอ่ ่นื ๆเพิม่ เข้าไปด้วย เช่น ตัวควบคุมแคช (Cache Controller)และฮาร์ดดิสก์ (IDE Controller)
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
19
ตัวควบคุมบัส PCI รวมทัง้ พอร์ตต่าง ๆ การทางานของชิปเซ็ตปกติจะแยกออกเป็ นสองส่วน คือ ทางานในส่วนของซีพ ียูกับองค์ประกอบต่ างๆ คือ แคช, RAM และ AGP ที่อยู่บน Front Side Bus (FSB) หรือที่ Intel เรียกว่า North Bridge Chipset (สะพานฝั ง่ เหนือ คือฝั ง่ ทีอ่ ยู่ใกล้ซพี ยี ู) โดยอาจจะมีหลายชิปประกอบกัน ทางานในส่ วนที่มไี ว้ส าหรับต่ อเข้ากับอุ ปกรณ์ I/O ต่างๆ ได้แก่ IDE, สล็อต ISA และพอร์ตต่างๆ (ขนาน, อนุ กรม, USB) ซึ่งเป็ นอีกชิป เล็ก ๆเพีย งชิป เดียว ที่อ าจเรียกว่าเป็ น South Bridge Chipset (คือ สะพานฝั ง่ ที่อ ยู่ไกล ออกมาจากซีพยี นู นเอง) ั่ แต่ในชิปเซ็ตรุ่นใหม่ๆ เช่น i810 เป็ นต้นไป จะมีการนาแนวคิดในการออกแบบใหม่มาใช้ โดย แทนทีจ่ ะแบ่งเป็ น North และ South Bridge อย่างเดิมก็กลายเป็ น Accelerated Hub ทีร่ วมเอาการเชื่อมต่อ ในรูปแบบและความเร็วต่างๆกัน เข้ามาด้วยกันแทน
โครงสร้างการแบ่งชิปเซ็ตแบบเดิม
โครงสร้างของชิปเซ็ตรุ่นใหม่
ชิปเซ็ตแต่ละรุ่นจะมีขดี ความสามารถและราคาทีแ่ ตกต่างกันไป ตามแต่วตั ถุประสงค์ทผ่ี ผู้ ลิตกาหนด มา ในบางครัง้ เราก็ไม่จาเป็ นต้องใช้ชิปเซ็ต แพงๆ โดยที่ไม่ได้ใช้ขดี ความสามารถที่เพิ่มขึ้นเหล่ านัน้ ซึ่ง จุดสาคัญในการพิจารณาขีดความสามารถก็มหี ลายประการด้วยกัน เช่น พิจารณาว่าเป็ นชิปเซ็ตสาหรับซีพยี ู รุ่น ใด รองรับ ความเร็ว ของบัส ได้เท่ าใด รองรับ การท างานร่ว มกัน หลายๆซีพียูได้ห รือ ไม่ ชนิ ด ของ หน่วยความจาทีท่ างานด้วยได้นนั ้ เป็ นแบบใด และจานวนหน่วยความจาสูงสุด เป็ นต้น
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
20
5.2.4 ระบบบัส และช่องสาหรับติดตัง้ อุปกรณ์ต่างๆ (Bus & Slot) บัสเป็ นทางเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ ต่างๆ ทัง้ ที่อยู่บนเมนบอร์ดและที่ติดตัง้ เพิม่ เข้ามา ตัง้ แต่ ซีพยี ,ู หน่วยความจา, แคช, ฮาร์ดดิสก์, สล็อตต่างๆ CPU แ ล ะจ อ ภ าพ เป็ น ต้ น ดั ง นั ้ น ค ว าม เร็ ว แ ล ะ ประสิทธิภาพในการทางานของบัสจึงมีผลอย่างมาก กับประสิทธิภาพโดยรวมของเครือ่ งคอมพิวเตอร์ ระบบบัสทีเ่ หมาะสมจะต้องมีความเร็วเพียง พอที่จะให้อุปกรณ์ต่างๆ รับส่งข้อมูลระหว่างกันได้ อย่างเต็มศักยภาพความเร็วของอุปกรณ์นัน้ ๆ เพื่อ ไม่ให้เป็ นตัวถ่วงอุปกรณ์อ่นื ๆ อันจะทาให้ความเร็ว โดยรวมของทัง้ เครือ่ งลดลง โค รง ส ร้ า งข อ ง ระ บ บ บั ส ข อ งเค รื่ อ ง คอมพิว เตอร์ม ีค วามสลับ ซับ ซ้อ น ทัง้ นี้ เนื่ อ งจาก อุ ป กรณ์ ต่ างๆ ไม่ ว่าจะเป็ น ซีพียู แรม ฮาร์ด ดิส ก์ ระบบบัสจะเชือ่ มอุปกรณ์ต่างๆ บนเมนบอร์ดเข้าด้วยกัน การ์ด แสดงผล และอุ ป กรณ์ ต่ อ พ่ ว งต่ า งๆ ได้ถู ก พัฒนาให้มคี วามเร็วเพิม่ ขึน้ จึงทาให้ตอ้ งพัฒนาชิปเซ็ตและระบบบัสต่างๆ ตามไปด้วย ระบบบัสและสล็อตต่างๆ มีความสาคัญและเกีย่ วข้องกันอย่างไร? 5.2.4.1 บัสและซ็อคเก็ตของซีพยี ู
Front Side Bus
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
บัส ที่ส าคัญ ที่สุ ด คือ บัส ที่ใช้เชื่อ มต่ อ กับ ซีพียู เรีย กว่ า Front Side Bus (FSB) ซึ่งเป็ นบัส ที่ต้อ งท างานด้ว ยความถี่สูงสุ ด ภายนอกของซีพี ยู เช่ น 100, 133, 166, 200 และ 266 MHz เป็ นต้น เนื่องจากเป็ น เส้นทางเชื่อมต่อระหว่างซีพยี ู (ซึง่ ติดตัง้ อยู่ กับซ็อคเก็ตของซีพยี )ู กับชิปเซ็ตตัวหลัก
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
21
5.2.4.2 บัสและสล็อตของอุปกรณ์ความเร็วสูง สล็อตของอุปกรณ์ความเร็วสูง เช่น PCI, AGP และ PCI Express เป็ นต้น Bus Type ISA EISA VL-bus VL-bus PCI PCI PCI PCI
Bus Width 16 bits 32 bits 32 bits 32 bits 32 bits 64 bits 64 bits 64 bits
Bus Speed 8 MHz 8 MHz 25 MHz 33 MHz 33 MHz 33 MHz 66 MHz 133 MHz
MB/sec 16 MBps 32 MBps 100 MBps 132 MBps 132 MBps 264 MBps 512 MBps 1 GBps
PCI (Peripheral Component Interconnect) และ PCI-X (PCI Extended) บัส PCI เป็ น บัส ความเร็ว ค่ อ นข้า งสูง ใช้เชื่อ มต่ อ ระหว่ างชิป เซ็ต กับ อุ ป กรณ์ ค วามเร็ว รองลงมา เช่น การ์ดเสียง, การ์ดโมเด็ม, การ์ดแลน เป็ นต้น มาตรฐานของบัส PCI ปั จจุบนั จะมีความกว้างบัส 32 บิต และ 64 บิต ซึ่งบัสแบบ 64 บิตนี้ จะเรียกว่า PCI-X
AGP (Accelerated Graphic Port) AGP เป็ นพัฒนาการที่ต่ อจากบัส PCI โดยทางานที่ค วามถี่ 66 MHz บัส AGP นี้ถู กออกแบบมา สาหรับการ์ดแสดงผลโดยเฉพาะ ซึง่ เป็ นอุปกรณ์ทม่ี กี ารส่งข้อมูลมากทีส่ ุด และจาเป็ นต้องส่งผ่านข้อมูลให้ได้ เร็วที่สุด เพราะจะมีผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมอย่างเห็นได้ชดั แต่ก็มขี อ้ จากัดคือ เมนบอร์ดส่วนใหญ่จะมี สล็อต AGP อยู่เพียงสล็อตเดียวเท่านัน้ แต่สาหรับมาตรฐานของระบบบัสอย่าง PCI Express จะสามารถมี ได้มากกว่า 1 ช่องบนเมนบอร์ดเดียวกัน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
22
PCI Express (2) PCI Express นั ้ น เป็ น บั ส ที่ ท างาน แบ บ (1) Serial และสามารถเลือ กใช้ค วามเร็วมากน้ อ ยตาม ต้ อ งก ารได้ โด ย แ บ่ งอ อ ก เป็ น ช่ อ งสั ญ ญ าณ (channel) หรือ lane ของ PCI ซึ่งจะมีค วามเร็ว ใน การรับส่งข้อมูลแต่ละทิศทาง 250 MB/sec และรวม สองทาง (Full-Duplex) สู ง ถึง 500 MB/sec ซึ่ง ขัน้ ต่ าสุ ดเรีย กว่า PCI Express x1 ถู ก ออกแบบให้ม า แทนที่ PCI Bus แบบเดิ ม ประกอบด้ ว ย 1 lane สล็อ ตก็ จ ะสัน้ หน่ อ ย ส่ ว นขัน้ ถัด ไปจะมีค วามเร็ว (1) รูปตัวอย่างของเมนบอร์ดทีใ่ ช้ PCI Express x1 (สัน้ ) เพิ่ ม ขึ้น เป็ น 2, 4, 8 และ 16 เท่ า ตามล าดับ ก็ จ ะ และ PCI Express x16 (ยาว) บริเวณวงกลมสีน้าเงิน (ซ้ายมือ) ประกอบด้ว ย 2, 4, 8 และ 16 lane ที่ร บั ส่ ง ข้อ มู ล (2) รูปตัวอย่าง Socket แบบใหม่ LGA775 หรือ Socket T พร้ อ มกั น สล็ อ ตก็ จ ะยาวขึ้ น (มี ข ัว้ ต่ อ มากขึ้น ) สาหรับซีพยี ู Prescott บริเวณวงกลมสีเขียว (ขวามือ) เรียกว่าเป็ น PCI Express x2, x4, x8 และสูงสุดคือ PCI Express x16 ทีเ่ ร็วถึง 8 GB/sec ซึง่ จะมาแทนทีส่ ล็อตแบบ AGP 8x ทีใ่ ช้กนั อยูใ่ นปั จจุบนั นอกจากนี้ด้วยข้อจากัดที่มมี านมนาน เมนบอร์ดส่วนใหญ่จะสามารถมีสล็อต AGP ได้เพียงสล็อต เดียวเท่านัน้ แต่ สาหรับมาตรฐานใหม่อย่าง PCI Express x16 ที่จะมาแทนที่สล็อต AGP แบบเดิมนัน้ จะ สามารถมีได้มากกว่า 1 ช่องบนเมนบอร์ดเดียวกัน 5.2.5 BIOS (Basic Input/Output System) BIOS คือ ชิปที่ถู ก ติดตัง้ มาบนเมนบอร์ดจากโรงงาน ภายใน บรรจุโปรแกรมหรือ ชุดค าสังขนาดเล็ ่ กสาหรับควบคุ มการทางานขัน้ พื้นฐาน เช่น การทากระบวนการ POST (Power-On Self Test) ของ เครื่อง รวมทัง้ โปรแกรมที่ใช้ต งั ้ ค่ าการทางานให้กบั เครื่อ ง ที่เรียกว่า BIOS หรือ CMOS Setup ที่จ ะบัน ทึก ข้ อ มู ล และค่ า ต่ า งๆ ไว้ ใ นชิป หน่ ว ยความจ าอีก ประเภทหนึ่ ง ที่ เ รีย กว่ า ซีม อส (CMOS) ซึ่ง เป็ น หน่ วยความจาที่กนิ ไฟน้อย และเก็บข้อมูลได้โดยใช้แบตเตอรีท่ ่อี ยู่บน เมนบอร์ด ซึ่งจะคอยจ่ายไฟเลี้ยงให้ตลอดเวลาแม้ในขณะที่ปิดเครื่อง ถ้าแบตเตอรีก่ อ้ นนี้หมดหรือถูกถอดออก ค่าทีต่ งั ้ ไว้กจ็ ะหายและกลับไปใช้ค่าเริม่ ต้นแทน 5.2.6 ถ่านหรือแบตเตอรีไ่ บออส (BIOS Battery) แบตเตอรีไ่ บออสเป็ นอุปกรณ์ทอ่ี ยูบ่ นเมนบอร์ด เป็ นส่วนทีไ่ ม่ค่อยมีผสู้ นใจนัก จนกระทังเมื ่ อ่ นาฬิกา ของเครื่องคอมพิวเตอร์ผดิ พลาดและ CMOS เริม่ เก็บข้อมูลไม่อยู่ ซึ่งบอกให้รู้ว่าแบตเตอรี่ไบออสใกล้จะ หมดอายุแล้ว ถ้าปล่อยไว้เช่นนี้นานๆ ก็อาจจะทาให้เกิดปั ญหาต่างๆ ตามมาได้ รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
23
แบตเตอรี่ท่ีใ ช้ จ ะเป็ นแบบลิเ ธีย ม (Lithium) เนื่ อ งจากมีค วามคงทน และ สามารถใช้ ง านได้น านเป็ นปี ๆ โดยมีอ ายุ ก ารใช้ง านเฉลี่ย จะอยู่ท่ีป ระมาณ 3 ปี ลักษณะจะคล้ายกระดุมหรือเหรียญสีเงิน ถูกวางอยูใ่ นเบ้าพลาสติกสีดา และอาจมีแผ่น โลหะติดอยูเ่ ป็ นขัว้ ไฟสาหรับต่อเข้ากับเมนบอร์ด 5.2.7 ขัว้ ต่อและพอร์ตต่างๆ
6. อุปกรณ์แสดงผล หน่ วยแสดงผลเป็ นส่วนที่แสดงข้อมูล จากคอมพิวเตอร์ไปสู่มนุ ษย์ เป็ นตัวกลางการสื่อสารระหว่าง คอมพิวเตอร์กบั มนุ ษย์ เราเรียกเครือ่ งมือในส่วนนี้ว่า อุปกรณ์แสดงผล (Output Devices) อุปกรณ์แสดงผลสามารถแบ่งออกได้เป็ น 2 ประเภท ตามลักษณะของข้อมูลทีแ่ สดงออกมา ได้แก่ อุปกรณ์แสดงผลที่มนุ ษย์จบั ต้องไม่ได้ (Softcopy Output Device) หมายถึง อุปกรณ์แสดง ข้อ มูล ที่มนุ ษ ย์ไ ม่ส ามารถจับ ต้อ งข้อ มูล ที่แ สดงนัน้ ได้ เช่น ข้อ มูล ตัว อัก ษรหรือ ภาพบน จอภาพ หรือข้อมูลเสียงจากลาโพง เรียกข้อมูลประเภทนี้ว่า Softcopy อุปกรณ์ แสดงผลที่มนุ ษย์จบั ต้องได้ (Hardcopy Output Device) หมายถึง อุปกรณ์ แสดง ข้อมูลทีม่ นุ ษย์สามารถจับต้องข้อมูลทีแ่ สดงนัน้ ได้ เช่น ตัวอักษรหรือภาพบนกระดาษ เป็ น ต้น เราเรียกข้อมูลประเภทนี้ว่า Hardcopy ตัวอย่างอุปกรณ์แสดงผล ได้แก่
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
24
6.1 จอภาพ (Monitor) จอภาพเป็ น อุ ป กรณ์ ท่ีใช้ในการแสดงข้อ มูล ที่มนุ ษ ย์จบั ต้อ ง ไม่ ไ ด้ (Softcopy Output Device) แสดงออ กมาในลั ก ษ ณ ะขอ ง ข้อความและรูปภาพ หลัก การในการแสดงภาพหรือ ข้อ มูล บนจอจะคล้ายกับ การ ทางานของจอโทรทัศน์ คือ เกิดจากคอมพิวเตอร์ส่งสัญ ญาณให้เกิด การยิงแสงอิเล็ก ตรอนไปยังพื้น ผิว ของจอภาพ ซึ่งฉาบไว้ด้ว ยสาร ฟอสฟอรัส ที่ส ามารถเรือ งแสงได้เมื่อ โดนอิเล็กตรอนตกกระทบ แต่ ความแตกต่ า งที่ ส าคัญ ที่ สุ ด ระหว่ า งจอภาพกับ จอโทรทัศ น์ ก็ ค ื อ คุณ ภาพและความละเอียดของภาพที่ปรากฏขึ้นบนจอ โดยภาพบน จอภาพของคอมพิวเตอร์จะต้องมีคุณ ภาพที่ดกี ว่า เนื่องจากลักษณะ การใช้งานทีผ่ ใู้ ช้ตอ้ งอยูใ่ กล้ชดิ จอคอมพิวเตอร์มากกว่านันเอง ่ จอภาพสี (Color) เป็ นจอภาพที่ใช้ กัน โดยทัว่ ไปในปั จ จุบ ัน ซึ่งลั ก ษณะการแสดงผลจะอาศัย สัญญาณดิจติ อล เช่นกัน แต่จะแยกออกเป็ น 3 สัญญาณ ตามแม่สขี องแสง คือ แดง เขียว และน้ าเงิน (Red, Green, Blue: RGB) ซึง่ จะทาให้เกิดสีต่างๆ มากมายตามหลักการผสมของแม่สนี นั ่ เอง ขนาดความกว้างของจอภาพมีหลายขนาด ซึง่ ก็จะมีความละเอียดในการแสดงผลมากน้อยไม่เท่ากัน โดยความละเอียดของภาพจะมีหน่ วยวัดเป็ นจุดภาพหรือทีเ่ รียกว่า พิ กเซล (Pixel) ในแนวตัง้ และแนวนอน ของจอภาพ เช่น 640x480, 800x600, 1,024x768 และ 1,280x1,024 เป็ นต้น ยิง่ มีขนาดของพิกเซลมาก ขนาดของภาพจะมีความละเอียดสูงมากขึ้น ภาพที่ปรากฏจะมีความสวยงามมากขึน้ และขนาดของภาพที่ แสดงผลบนจอจะเล็กลง ทาให้มเี นื้อทีใ่ ช้งานบนจอมากขึน้ การทางานของจอภาพต้องใช้ร่วมกับ แผงวงจรควบคุมจอภาพ (Graphic Adapter Card) หรือที่ เรียกสัน้ ๆ ว่า การ์ดแสดงผล ซึ่งเป็ นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ท่เี สียบเข้าไปในเมนบอร์ด เพื่อทาหน้าทีเ่ ป็ น ตัว รับ ค าสัง่ ในการแสดงผลจากโปรแกรมต่ า งๆ แล้ว แปลงสัญ ญาณนั ้น เป็ น สัญ ญาณที่จ อภาพเข้า ใจ ได้ จากนัน้ จึงส่งสัญญาณทีแ่ ปลงแล้วไปยังจอภาพ นอกจากนี้ยงั มีจอภาพอีกประเภทที่มลี กั ษณะพิเศษ นัน่ คือ จอภาพระบบสัมผัส (Touch Screen Monitor) ซึ่งเป็ นจอภาพที่ม ี การส่งผ่านข้อมูลเข้าสู่คอมพิวเตอร์อาศัยการสัมผัสที่จอภาพ ซึ่งมัก ทาเป็ นลักษณะรายการ (Menu) ให้ผู้ใช้เลือก โดยที่ตวั ผิวจอจะถู ก ปกคลุมด้วยแผ่นพลาสติกทีม่ ลี าแสงอินฟาเรด ซึง่ มนุ ษย์ไม่สามารถ มองเห็นได้ สัญ ญาณที่เกิดจากการสัมผัสกับลาแสงอินฟาเรดจะถู กส่ งเข้าสู่ระบบเพื่อตีความหมาย และ ประมวลผล จากนัน้ จึงแสดงผลออกมาทางจอภาพเดียวกัน ซึ่งลักษณะเช่นนี้ก่อให้เกิดความรวดเร็วและ สะดวกในการสื่อสารระหว่างมนุษย์กบั คอมพิวเตอร์ จะเห็น ว่ า จอภาพประเภทนี้ เป็ น อุ ป กรณ์ ท่ีท าหน้ าที่ท ัง้ ป้ อนข้อ มูล (Input Device) เข้า สู่ร ะบบ คอมพิวเตอร์และเป็ นอุปกรณ์แสดงผล (Output Devive) ออกมาสู่ผใู้ ช้ในตัวเดียวกัน รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์
25
6.2 เครื่องพิ มพ์ (Printer) คือ อุปกรณ์แสดงผลลัพทีใ่ ช้พมิ พ์ขอ้ มูลทีเ่ ป็ นเอกสาร ข้อความ และรูปภาพให้ไปปรากฏบนกระดาษ เพื่อสามารถนาไปใช้ในงานอื่นๆ ได้ เครือ่ งพิมพ์โดยทัวไปแบ่ ่ งออกได้เป็ น 3 ประเภท คือ เค รื่ อ ง พิ ม พ์ แ บ บ จุ ด ( Dot Matrix Printer) คื อ เครื่องพิมพ์ท่อี าศัยการใช้หวั เข็มไปกระแทกกระดาษ โดยผ่ า นผ้า หมึก ท าให้เป็ น จุด ขึ้น ซึ่ง มีล ัก ษณะการ ท างานคล้ า ยเครื่อ งพิม พ์ ดีด คุ ณ ลัก ษณะเด่ น ของ เครือ่ งพิมพ์แบบนี้ คือ สามารถพิมพ์ลงบนกระดาษทีม่ ี หลายสาเนาหลายชุดได้ ทาให้ไม่ตอ้ งเสียเวลาพิมพ์ เค รื่ อ งพิ ม พ์ แบ บ พ่ น ห มึ ก (Ink Jet Printer) คื อ เครื่องพิมพ์ท่ใี ช้วธิ พี ่นน้ าหมึกลงไปบนวัตถุงาน โดย หมึ ก จะถู ก ฉี ด ออกจากรู ข นาดเล็ ก บนหั ว พิ ม พ์ คุณ ลักษณะเด่ นของเครื่องพิมพ์แบบนี้ คือ สามารถ พิมพ์ภาพสีได้ โดยมีต ลับ หมึกสีแยกอิสระ สามารถ ถอดเปลี่ยนใหม่ได้ คุณภาพการพิมพ์คมชัดกว่าแบบ ใช้หวั เข็ม ให้ความละเอียดสูง เครื่อ งพิม พ์แ บบเลเซอร์ (Laser Printer) มีห ลักการ ทางานเหมือนกับเครือ่ งถ่ายเอกสาร เป็ นเครือ่ งพิมพ์ท่ี พัฒ นามาจากเครื่อ งพิม พ์แ บบจุดและแบบพ่ น หมึก สามารถพิมพ์ได้เร็วกว่าแบบอื่นและมีความคมชัดมาก จึงได้รบั ความนิ ย มน ามาใช้ง านในส านั ก งานทัว่ ไป อย่างไรก็ต ามเครื่อ งพิม พ์เลเซอร์ ยังมีราคาสูงกว่ า เครือ่ งพิมพ์แบบจุดและแบบพ่นหมึก
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศพื้นฐาน
สาขาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี
โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์