บทที่ 4 ระบบคอมพิวเตอร เนื้อหา 1. องคประกอบของระบบคอมพิวเตอร 2.หลักการทํางานของเครือ่ งคอมพิวเตอร 3. สวนประกอบของเครือ่ งคอมพิวเตอร 4. ซอฟตแวร
ผลการเรียนรูที่คาดหวัง 1. อธิบายชนิดและสวนประกอบที่เปนหนวยรับขอมูล หนวยแสดงผลขอมูล หนวยความจํา และหนวยประมวลผลขอมูล ของคอมพิวเตอรในเบื้องตนได 2. อธิบายหลักการทํางานของคอมพิวเตอรในเบื้องตนได 3. อธิบายความหมายของซอฟตแวรได 4. อธิบายความหมายและยกตัวอยางของซอฟตแวรระบบได 5. อธิบายความหมายและยกตัวอยางของซอฟตแวรประยุกตได
1. องคประกอบของระบบคอมพิวเตอร องคประกอบของระบบคอมพิวเตอร ประกอบดวย 3 สวน คือ ฮารดแวร(Hardware) ซอฟตแวร (Software) และ บุคลากร (Peopleware)
Hardware Software Peopleware
รูปที่ 4.1 ความสัมพันธระหวาง องคประกอบของระบบคอมพิวเตอร
X ฮารดแวร คือ ตัวเครื่องและอุปกรณตางๆ ของคอมพิวเตอร ทุกๆ ชิ้น รวมถึงอุปกรณภายนอก (Peripheral device) อื่นๆ เชน จอภาพ คียบอรด เมาส พรินเตอร ฮารดดิสก แผงวงจรหลัก(Mainboard) แรม การด จอ ซีพียู เปนตน Y ซอฟตแวร คือ โปรแกรมหรือชุดขอมูลคําสั่งตางๆ ที่สั่งงานให คอมพิวเตอรทํางานตามวัตถุประสงค Z บุคลากร คือ ผูใชงานหรือผูที่ทํางานอยูกับเครื่องคอมพิวเตอร รวมถึงชาง โปรแกรมเมอร นักวิเคราะหระบบ และอื่นๆ
-2-
2.หลักการทํางานของเครื่องคอมพิวเตอร
ในการทํางานของเครื่องคอมพิวเตอรจําเปนตองมีการประสานงานระหวางหนวยตางๆ ของ เครื่องคอมพิวเตอร ซึ่งสามารถแบงออกไดเปน 4 หนวย ไดแก หนวยรับขอมูล (Input Unit) เปนสวนแรกที่ติดตอกับผูใช หนาที่หลักคือ ตอบสนองการ สั่งงานจากผูใชแลวรับเปนสัญญาณขอมูลสงตอไปจัดเก็บหรือพักไวที่หนวยความจํา ซึ่งอุปกรณที่ทําหนาที่เปน หนวยรับขอมูลมีมากมายเชน Mouse, Keyboard, Joystick, Touch Pad เปนตน
รูปที่ 4.2 ตัวอยางอุปกรณในหนวยรับขอมูล หนวยประมวลผล (Processing Unit) ถื อ เป น ส ว นที่ สํ า คั ญ ที่ สุ ด ของเครื่ อ งคอมพิ ว เตอร เปรียบไดกับสมองของมนุษย หนาที่หลักของหนวยนี้คือ นําเอาขอมูลที่ถูกจัดเก็บหรือพักไวในหนวยความจํา มาทําการคิดคํานวณประมวลผลขอมูลทางคณิตศาสตร (Arithmetic Operation) และเปรียบเทียบขอมูลทาง ตรรกศาสตร (Logical Operation) จนไดผลลัพธออกมาแลวจึงคอยสงขอมูลที่เปนผลลัพธเหลานั้นไปยังหนวย แสดงผลตอไป อุปกรณที่ทําหนาที่เปนหนวยประมวลผลในเครื่องคอมพิวเตอรก็คือ ซีพียู (Central Processing Unit)
รูปที่ 4.3 ตัวอยางซีพียู รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
-3-
หนวยความจํา (Memory Unit) เป น หน ว ยที่ สํ า คั ญ ที่ จ ะต อ งทํ า งานร ว มกั น กั บ หน ว ย ประมวลผลอยูโดยตลอด หนาที่หลักคือ จดจําและบันทึกขอมูลตางๆที่ถูกสงมาจากหนวยรับขอมูล จัดเก็บไว ชั่วคราว กอนที่จะสงตอไปใหหนวยประมวลผล นากจากนี้ยังทําหนาที่เปนเสมือนกระดาษทด สําหรับใหหนวย ประมวลผลใชคิดคํานวณ ประมวลผลขอมูลตางๆ ดวย
รูปที่ 4.4 ตัวอยางอุปกรณซึ่งเปนหนวยความจํา หนวยแสดงผล (Output Unit) เปนหนวยที่ใชในการแสดงผลลัพธที่ไดออกมาในรูปแบบ ตางๆ กันตามแตละอุปกรณ เชน สัญญาณภาพออกสูหนาจอ และงานพิมพจากเครื่องพิมพ เปนตน
รูปที่ 4.5 ตัวอยางอุปกรณซึ่งเปนหนวยแสดงผล หนวยตางๆ ของคอมพิวเตอร จะทํางานประสานกันโดยเมื่อขอมูลถูกสงผานเขามาทางหนวย รับขอมูล (Input Unit) ก็จะถูกสงตอเพื่อนําไปจัดเก็บหรือพักขอมูลไวชั่วคราวที่หนวยความจํา (Memory Unit) กอน จากนั้นจึงคายๆ ทยอยจัดสงขอมูลตางๆ ที่ถูกนํามาจัดเก็บไว ไปใหหนวยประมวลผล (Processing Unit) เพื่อประมวลผลขอมูลตางๆ ที่ถูกสงเขามากอนที่จะสงขอมูลตางๆ ที่ผานการประมวลผลแลวไปยังหนวยสุดทาย นั่นก็คือ หนวยแสดงผล (Output Unit) เพื่อทําการแสดงผลออกทางอุปกรณตางๆ ตอไป หลักการทํางาน ขางตนสามารถแสดงไดดังรูปที่ 4.6
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
-4-
หนวยรับขอมูล
หนวยประมวลผล
หนวยแสดงผล
หนวยความจํา
รูปที่ 4.6 การทํางานของหนวยตางๆ ในเครื่องคอมพิวเตอร 3. สวนประกอบของเครื่องคอมพิวเตอร
รูปที่ 4.7 สวนประกอบตางๆ ในเครื่องคอมพิวเตอร 3.1 อุปกรณรบั ขอมูล หนวยรับขอมูลเปนสวนที่ทําหนาที่นําขอมูลจากภายนอกเขาสูเครื่องคอมพิวเตอร เปนตัวกลางเชื่อมโยงจาก มนุษยสูเครื่องคอมพิวเตอร เครื่องมือหรืออุปกรณในหนวยรับขอมูลนี้ มีหนาที่แปลงขอมูลที่มนุษยสงเขาไปใหอยูในรูปของสัญญาณ อิเล็กทรอนิกสที่คอมพิวเตอรเขาใจ และนําเขาสูเครื่องคอมพิวเตอรเพื่อการประมวลผล เครื่องมือในสวนนี้เรียกวา อุปกรณนําเขาขอมูล (Input Device) ซึ่งมีทั้งประเภทที่มนุษยตองทําการปอนขอมูลดวยตนเองในลักษณะการพิมพ การชี้ หรือกระทั่งการวาดรูปดวยตนเอง ซึ่งอุปกรณลักษณะนี้ที่รูจักกันดี คือ แปนพิมพ (Keyboard) และเมาส (Mouse) นอกจากนี้ยังมีอุปกรณนําเขาขอมูลที่สงขอมูลเขาสูระบบโดยตรง (Source-data Automation) เพื่อใหการสง ขอมูลเขาสูระบบคอมพิวเตอรทําไดรวดเร็วยิ่งขึ้น โดยอุปกรณเหลานี้จะอานขอมูลจากแหลงกําเนิดและสงเขาสูระบบ คอมพิวเตอรโดยตรง ผูใชไมตองเคลื่อนยายหรือคัดลอกหรือพิมพสิ่งใดลงไปอีก ทําใหเกิดความรวดเร็วและถูกตอง แมนยํายิ่งขึ้น ตัวอยางของเครื่องปอนขอมูลประเภทนี้ คือ อุปกรณ OCR และ สแกนเนอร (Scanner) เปนตน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
-5-
ตัวอยางของอุปกรณนําเขาขอมูล ไดแก 3.1.1 แปนพิมพ (Keyboard) แปนพิมพ หรือ คียบอรด เปนอุปกรณสําหรับนําเขาขอมูลขั้นพื้นฐาน ทําหนาที่เชื่อมความสัมพันธระหวาง มนุษยกับระบบคอมพิวเตอร โดยสงคําสั่งหรือขอมูลจากผูใชไปสูหนวยประมวลผลในระบบคอมพิวเตอร ภายใน แปนพิมพจะมีแผงวงจรหลักที่จะประกอบดวยชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสจํานวนมาก ซึ่งมีลักษณะเปนแผนบางๆ ที่ถูกฉาบ ดวยหมึกที่เปนตัวนําไฟฟา เมื่อถูกกดจนติดกันก็จะมีกระแสไฟฟาไหลในตัววงจร เมื่อผูใชกดแปนใดแปนหนึ่ง ขอมูลใน รูปของสัญญาณไฟฟาจากแปนกดแตละแปนจะถูกเปรียบเทียบรหัส (Scan Code) กับรหัสมาตรฐานของแตละแปนที่ กด เพื่อเปลี่ยนใหเปนตัวอักษร ตัวเลข หรือสัญลักษณไปแสดงบนจอภาพ
(ก) (ข) รูปที่ 4.8 เปรียบเทียบการจัดวางตําแหนงของอักษรตางๆ บนแปนพิมพ (ก) Dvorak (ข) QWERTY การจั ด วางตํ า แหน ง ของตั ว อั ก ษรต า งๆ บนแปนพิมพ ในสวนของภาษาอังกฤษ แปนพิมพ โดยทั่วไปจะจัดแบบ QWERTY (ตั้งชื่อตาม ตัวอักษรบริเวณแถวบนดานซาย) ตามมาตรฐาน ของสหรัฐอเมริกา แตก็ยังมีคนบางกลุมใชแบบ Dvorak โดยคิ ดว า สามารถพิม พ ได เ ร็ว กว า เนื่องจากแปนพิมพแบบ QWERTY จงใจออกแบบ มาเพื่อไมใหพิมพไดเร็วเกินไป ตั้งแตสมัยของ พิมพดีดที่ไมใชไฟฟาหรือคอมพิวเตอร ซึ่งกาน ตั ว พิ ม พ มั ก จะเกิ ด การขั ด กั น เมื่ อ ผู ใ ช พิ ม พ เ ร็ ว เกินไป ในสวนของแปนพิมพภาษาไทยก็แบงออก ได 2 แบบ เชนกัน คือ แปนพิมพปตตโชติ ซึ่งเปน แปนพิมพรุนเดิม และ แปนพิมพเกษมณี ซึ่งเปน แปนพิมพที่นิยมใชในปจจุบัน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
(ก)
(ข) รูปที่ 4.9 เปรียบเทียบการจัดวางตําแหนงของอักษรตางๆ บน แปนพิมพ (ก) ปตตโชติ (ข) เกษมณี
ภาคเรียนที่ 1/2552
-6-
3.1.2 เมาส (Mouse) คือ อุปกรณนําเขาขอมูลที่นิยมใชกันโดยทั่วไปอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งใชงานงายและสะดวกกวาแปนพิมพมาก เนื่องจากไมตองจดจําคําสั่งสําหรับปอนเขาสูเครื่องคอมพิวเตอร เมาสสามารถแบงออกตามโครงสรางและรูปแบบการใชงานได 3 แบบ คือ • เมาสแบบลูกกลิ้ง ชนิดตัวเมาสเคลื่อนที่ (Ball Mouse) อาศัยกําหนดจุด X และ Y โดยกลิ้งลูกยางทรง กลมไปบนพื้นเรียบ (นิยมใชแผนยางรอง เพื่อปองกันการลื่น) • เมาสแบบลูกกลิ้ง ชนิดตัวเมาสอยูกับที่ (Track Ball) อาศัยลูกยางทรงกลมที่ถูกกลิ้งโดยนิ้วมือผูใช เพื่อ กําหนดจุดตัด X และ Y • เมาสแบบแสง (Optical Mouse) มีลักษณะการใชงานเชนเดียวกับ Ball Mouse แตอาศัยแสงแทนลูกกลิ้ง ในการกําหนดจุดตัด X และ Y โดยแสงจากตัวเมาสพุงลงสูพื้นแลวสะทอนกลับขึ้นสูตัวรับแสงบนตัวเมาส อีกครั้ง (แผนรองเปนแบบสะทอนแสง) การใชเมาสมักจะใชแผนรองเมาส ซึ่งเปนฟองน้ํารูปสี่เหลี่ยม เพื่อปองกันสิ่งสกปรกไมใชเกาะติดลูกกลิ้ง หาก ลูกกลิ้งสกปรกจะทําใหฝด เมาสเคลื่อนที่ลําบาก การทําความสะอาด สามารถถอดลูกกลิ้งออกมาทําความสะอาดได และควรทําบอยๆ เพื่อไมใหสกปรกมากเกินไป
(ก) (ข) รูปที่ 4.10 โครงสรางภายในของเมาส (ก) แบบลูกกลิ้ง (ข) แบบแสง 3.1.3 อุปกรณโอซีอาร (OCR) อุปกรณโอซีอาร (Optical Character Recognition: OCR) เปนอุปกรณที่รับขอมูลเขาสูระบบไดโดยตรง โดย ใชเทคนิคอานคาของขอมูลดวยแสง โดยอุปกรณชนิดนี้จะทําหนาที่เปนแหลงกําเนิดแสงและรับแสงสะทอนที่สองผาน กลับมาจากวัตถุ แลวแปลงรหัสขอมูลใหอยูในรูปแบบที่เครื่องคอมพิวเตอรเขาใจได ประเภทของอุปกรณโอซีอาร แบง ไดตามลักษณะของขอมูลที่จะนําเขาไดดังนี้ Wand Readers เปนอุปกรณที่ใชมือควบคุม โดยจะนําอุปกรณนี้สองลําแสงไปยังตัวอักษรแบบพิเศษ เพื่อทํา การแปลงตัวอักษรนั้นใหเปนสัญญาณไฟฟาและสงไปใหคอมพิวเตอรประมวลผล เครื่องมือ Wand Readers นี้จะ เชื่อมตอกับอุปกรณที่เรียกวา POS (Point-of-sale Terminal) อีกที โดยตัวอยางของเครื่อง POS นี้จะเห็นไดทั่วไปใน หางสรรพสินคาที่ใชสําหรับแสดงจํานวนเงินที่เคานเตอรคิดเงิน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
-7-
โอเอ็มอาร (Optical Mark Readers : OMR) เปนเครื่องที่สามารถอานรอยเครื่องหมาย ที่เกิดจากดินสอใน กระดาษที่มีรูปแบบเฉพาะ ซึ่งมักใชในการตรวจขอสอบหรือการลงทะเบียน โดยเครื่องจะสองไฟผานกระดาษที่อาน และจะสะท อ นแสงที่ เ กิ ด จากเครื่ อ งหมายที่ ทํ าขึ้ น โดยดิ น สอ เนื่ อ งจากรอยดิ น สอเกิ ด ขึ้ น จากดิ น สอที่ มี ต ะกั่ ว อ อ น (ปริมาณถานกราไฟตสูง) จึงเกิดการสะทอนแสงได
รูปที่ 4.11 ตัวอยางอุปกรณ OMR Hand Written Character Device เปนอุปกรณที่สามารถอานขอมูลที่เขียนดวยลายมือได เพื่อลดขั้นตอนมน การพิมพดวยแปนพิมพเขาสูเครื่องคอมพิวเตอร แตลายมือที่เขียนจะตองเปนรูปแบบที่อานไดงายไมกํากวม Bar Code Reader มีลักษณะการใชงานเหมือนกับเครื่อง Wand Readers แตใชกับการอานรหัสแทง (Bar Code) ที่มีลักษณะเปนรหัสรูปแทงเรียงกันเปนแถวในแนวตั้ง เพื่อแปลรหัสแทงนี้ใหกลายเปนขอมูลที่คอมพิวเตอร เขาใจ
รูปที่ 4.12 ตัวอยางอุปกรณ Bar Code reader 3.1.4 สแกนเนอร (Scanner) เปนอุปกรณนําเขาขอมูลประเภทที่ไมสะดวกในการปอนเขาเครื่อง คอมพิวเตอรทางคียบอรดได เชน ภาพโลโก วิวทิวทัศน ภาพถายรูปคน สัตว ฯลฯ เราสามารถใชสแกนเนอรสแกนภาพเพื่อแปลงเปนขอมูลเขาไปสู เครื่องไดโดยตรง หนวยประมวลผลจะนําขอมูลที่ไดรับมานั้นแสดงเปน ภาพใหปรากฏอยูบนจอภาพ เพื่อนํามาแกไขสี รูปราง ตัดแตง และนําภาพ ไปประกอบงานพิมพอื่นๆ ได รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
-8-
การทํางานของสแกนเนอรอาศัยหลักการสะทอนแสง โดยเมื่อเราวางภาพลงไปในสแกนเนอร ซึ่งขึ้นอยูกับ ลักษณะวิธีการใชงานของสแกนเนอรแตละแบบวาจะใสภาพเขาไปอยางไร สแกนเนอรจะทําการฉายแสงไปกระทบกับ วัตถุใหสะทอนไปตกบนตัวรับแสงทีละแถว ขอมูลในแถวนั้นๆ ก็จะถูกแปลงเปนจุดเล็กๆ เปนสัญญาณดิจิตอลเขาไป เก็บในหนวยความจํา เมื่อตนกําเนิดแสงและตัวรับแสงเลื่อนไปยังภาพแถวตอไปสัญญาณที่ไดจากแถวตอมาก็จะถูกสง ตอเนื่องกันไปจนสุดภาพ สแกนเนอรแบงเปน 3 ประเภทหลักๆ คือ สแกนเนอรมือถือ (Hand-Held Scanner) มีขนาดเล็ก ราคาไมแพงนัก เก็บภาพขนาดเล็กๆ ซึ่งไมตองการ ความละเอียดมากนักได เชน โลโก ลายเซ็น เปนตน สแกนเนอรดึงกระดาษ (Sheet-Fed Scanner) เปนสแกนเนอรที่ใหญกวาสแกนเนอรมือถือ ใชหลักการดึง กระดาษขึ้นมาสแกนทีละแผน แตมีขอจํากัดคือถาตองการสแกนภาพจากหนังสือที่เปนรูปเลม ตองฉีกกระดาษออกมาที ละแผน ทําใหไมสะดวกในการสแกน คุณภาพที่ไดจากสแกนเนอรประเภทนี้อยูในระดับปานกลาง สแกนเนอรแทนเรียบ (Flatbed Scanner) เปนสแกนเนอรที่มีกระจกใสไวสําหรับวางภาพที่จะสแกน เหมือน เครื่องถายเอกสาร คุณภาพของงานสแกนประเภทนี้จะดีกวาสแกนเนอรแบบมือถือ หรือสแกนเนอรแบบดึงกระดาษ แตราคาสูงกวาเชนกัน ปจจุบันสแกนเนอรรุนใหมๆ มีขีดความสามารถในการใชงานมากขึ้นทั้งในเรื่องของความเร็ว และความ ละเอียดของภาพที่ไดจากการสแกน นอกจากนี้ยังสามารถสแกนจากวัตถุอื่นๆ ที่ไมใชกระดาษเพียงอยางเดียว เชน วัตถุ 3 มิติ ที่มีขนาดและน้ําหนักที่ไมมากจนเกินไป หรือแมกระทั่งฟลมและสไลดของภาพตนฉบับเขาสูเครื่อง คอมพิวเตอรไดเลย โดยที่ผูใชไมจําเปนตองไปอัดขยายเปนภาพถายปกติเหมือนในอดีต 3.2 ซีพียูหรือหนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
รูปที่ 4.13 ตัวอยางของซีพียู เปรียบไดกับสมองของมนุษย เปนสวนที่ทําหนาที่ควบคุมและประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร มีลักษณะ เปนชิ้นสวนอิเล็กทรอนิกสขนาดเล็กมาก ภายในประกอบดวยทรานซิสเตอรประกอบกันเปนวงจรหลายลานตัว 3.2.1 ซีพียูหรือหนวยประมวลผลกลาง ประกอบดวยสวนประกอบหลัก 2 สวน คือ 1.) Control Unit หรือ สวนควบคุม คือ สวนที่ทําหนาที่สรางสัญญาณและสงสัญญาณไปควบคุมการทํางาน ของสวนประกอบตางๆ ในระบบคอมพิวเตอร คลายการสงสัญญาณควบคุมจากสมองไปสูสวนตางๆ ของรางกาย สวน ควบคุมนี้ไมไดทําหนาที่ประมวลผลขอมูล แตมีหนาที่ประสานงานใหสวนประกอบตางๆ สามารถทํางานรวมกันได อยางเปนระบบ สัญญาณควบคุมจํานวนมาก สามารถเดินทางไปยังสวนประกอบตางๆ ของระบบคอมพิวเตอรไดดวยตัวสง สัญญาณที่เรียกวา บัส (Bus) ซึ่งประกอบดวย Control Bus, Data Bus และ Address Bus ที่ทําหนาที่สงสัญญาณ รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
-9-
ควบคุม สงสัญญาณขอมูล และสงตําแหนงที่อยูของขอมูลในสวนความจํา ตามลําดับ ดังนั้นบัสจึงเปรียบเสมือนพาหนะ ที่ใชขนสงขอมูลไปสูสวนประกอบตางๆ ของระบบนั่นเอง
รูปที่ 4.14 แบบจําลองโครงสรางของบัสซึ่งเชื่อมสวนประกอบตางๆ ของคอมพิวเตอรเขาหากัน 2.) Aritmetic and Logic Unit : ALU หรือ สวนคํานวณและเปรียบเทียบขอมูล ทําหนาที่คํานวณและ เปรียบเทียบขอมูล โดยอาศัยหลักการทางคณิตศาสตร (Arithmetic) และตรรกศาสตร (Logic) ตามลําดับ การประมวลผลดวยหลักการทางคณิตศาสตร คือการคํานวณที่ตองกระทํากับขอมูลประเภทตัวเลข (Numeric) เชน การบวก ลบ คูณ หาร ฯลฯ ใหผลลัพธที่หลากหลาย แตการประมวลผลดวยหลักตรรกศาสตร คือการเปรียบเทียบ ขอมูลที่กระทํากับขอมูลตัวอักษร สัญลักษณ หรือตัวเลข (Character) ใหผลลัพธเพียงสองสภาวะ เชน 0-1, ถูก-ผิด หรือ จริง-เท็จ เปนตน คอมพิวเตอรแตละเครื่อง มักมี ALU เพียงชุดเดียว ยกเวนในกรณีเครื่องคอมพิวเตอรขนาดใหญ ที่อาจมี ALU มากกวาหนึ่งชุด ซึ่งมักพบในเครื่องที่มีการประมวลผลแบบ Multi-Processing (ประมวลผลงานเดียว โดยอาศัยตัว ประมวลผลหลายตัว) 3.2.2 ความเร็วของซีพียู คาความเร็วของซีพียูนั้น จริงๆแลวก็คือคาความถี่ของสัญญาณนาฬิกา ซึ่งเปนตัวกําหนดความเร็วในการ ทํางานของซีพียู และคอยใหจังหวะในการทํางานแกวงจรและอุปกรณตางๆภายในเครื่องคอมพิวเตอรใหทํางานไดอยาง สอดคลองกัน ความถี่ของสัญญาณนาฬิกานี้มีหนวยเปน เฮิรตซ (Hertz) ซึ่งบอกใหรูวาภายในเวลา 1 วินาทีมีสัญญาณ นาฬิกานี้เกิดขึ้นจํานวนกี่ลูกคลื่น (Pulse) ดังนั้น ความเร็ว 1 เมกะเฮิรตซ (MHz) จึงหมายถึง 1 ลานเฮิรตซ หรือ 1 ลานลูกคลื่นตอวินาที สัญญาณนาฬิกาที่เกี่ยวของกับซีพียูมี 2 สวนหลักๆ คือ • สัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู เปนสัญญาณที่ใหจังหวะในการทํางานภายในตัวซีพียูเอง • สัญญาณนาฬิกาภายนอกซีพียู เปนสัญญาณที่ใหจังหวะในการทํางานแกบัส (Bus) ที่ซีพียูใชรับสง ขอมูลกับหนวยความจํา คือ เสนทางลําเลียงขอมูลระหวางอุปกรณตางๆ ตั้งแต 2 อุปกรณขึ้นไป โดย บัสที่เชื่อมตอระหวางซีพียูกับหนวยความจํานี้จะเรียกวา Front Side Bus (FSB) ทั้งนี้ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาภายนอกซีพียู หรือความเร็วของ FSB นั้น จะสัมพันธกับความเร็วของ สัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู ดังสมการนี้ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาภายในซีพียู = ตัวคูณ x ความเร็วของ FSB รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 10 -
ตารางที่ 4.1 เปรียบเทียบความแตกตางระหวางโปสเซสเซอรรุนตางๆที่ Intel ผลิตออกมาตลอดระยะเวลา 30 ปที่ผาน มา ตั้งแตป 1974 ถึงป 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 ~300 64-bit bus
Pentium III
1999 9,500,000
0.25
450 MHz
32 bits ~510 64-bit bus
Pentium 4
2000 42,000,000
0.18
1.5 GHz
32 bits ~1,700 64-bit bus
Pentium 4 "Prescott" 2004 125,000,000
0.09
3.6 GHz
32 bits ~7,000 64-bit bus
[from The Intel Microprocessor Quick Reference Guide and TSCP Benchmark Scores ] *MIPS คือ Millions of Instructions Per Second 3.2.3 หนวยความจําแคช (Cache Memory) หนวยความจําแคช (Cache Memory) คือ หนวยความจําความเร็วสูง ทําหนาที่เก็บขอมูลหรือคําสั่งตาง ๆ ที่ซีพียูมักเรียกใชงานบอยๆ ไวชั่วคราว เพื่อลดภาระการ ทํางานระหวางซีพียูกับหนวยความจําแรม ทั้งนี้ซีพียูสามารถ เรียกใชขอมูลในหนวยความจําแคชไดเลยทันทีโดยไมตอง เสียเวลาติดตอกับหนวยความจําแรมหรือฮารดดิสกซึ่งจะชา กวามาก หนวยความจําแคชจะใชวงจรแบบ Static RAM ที่มี ความเร็วสูง แตก็มีความรอนสูงเชนกัน หนวยความจําแคช รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
รูปที่ 4.15 แบบจําลองการทํางานของหนวยความจํา แคช ภาคเรียนที่ 1/2552
- 11 -
โดยมากจะมีอยู 2 ระดับ (Level) คือ แคชระดับ 1 หรือ Level 1 (L1 Cache) จะอยูภายในซีพียูและมีขนาดไมใหญมาก นัก และแคชระดับ 2 หรือ Level 2 (L2 Cache) ซึ่งปจจุบันก็จะอยูภายในตัวซีพียูเชนเดียวกัน และในซีพียูบางรุนอาจมี การเพิ่มแคชระดับ 3 เขาไปดวย 3.2.4 บรรจุภัณฑ (Packaging) และฐานรอง (Socket) ของซีพียู สามารถแบงเปน 4 แบบ • แบบตลับ (Cartridge) ใชสําหรับเสียบลงในชองเสียบบนเมนบอรด ที่เรียกวา สล็อต (Slot) ซึ่งซีพียูแตละคายจะใช Slot ของตนเอง และไมเหมือนกัน ในปจจุบันไดเลิกผลิตแลว เชน ซีพียูของ Intel รุน Pentium II และซีพียูของ AMD รุน K7 เปนตน
(ก) แบบตลับ (Cartridge)
• แบบ BGA (Ball Grid Array) จะมีลักษณะเปนแผนแบนๆ ที่ดาน หนึ่ ง จะมี วั ต ถุ ท รงกลมนํ า ไฟฟ า ขนาดเล็ ก เรี ย งตั ว กั น อย า งเป น ระเบียบทําหนาที่เปนขาของชิป เวลานําไปใชงานสวนมากมักจะ ตองบัดกรียึดจุดสัมผัสตางๆ ติดกับเมนบอรดเลย จึงมักนําไปใชทํา เปนชิปที่อยูบนเมนบอรดซึ่งเปลี่ยนแปลงไมได เชน ชิปเซ็ต และ ชิปหนวยความจํา เปนตน • แบบ PGA (Pin Grid Array) จะมีลักษณะเปนแผนแบนๆ ที่ ดานหนึ่งจะมีขา (Pin) จํานวนมากยื่นออกมาจากตัวชิป เปนแบบ ที่ นิ ย มใช กั น มานาน ขาจํ า นวนมากเหล า นี้ จ ะใช เ สี ย บลงบน ฐานรองหรื อที่เรียกว าซ็อคเก็ต (Socket)ที่อยูบนเมนบอรด ซึ่ ง เอาไวสําหรับเสียบซีพียูแบบ PGA นี้โดยเฉพาะ โดย socket นี้มี หลายแบบ สําหรับซีพียูแตกตางกันไปเสียบขาม socket กันไมได เพราะมีจํานวนชองที่ใชเสียบขาซีพียูแตกตางกัน • แบบ LGA (Land Grid Array) เปนบรรจุภัณฑที่ Intel นํามาใชกับ ซีพียูรุนใหมๆ ลักษณะจะเปนแผนแบนๆ ที่ดานหนึ่งจะมีแผนตัวนํา วงกลมแบนเรี ย บขนาดเล็ ก จํ า นวนมากเรี ย งตั ว กั น อยู อ ย า งเป น ระเบี ย บ ทํ า หน า ที่ เ ป น ขาของชิ ป ทํ า ให เ มื่ อ เวลามองจากทาง ดานข างจะไมเ ห็ นส วนใดๆยื่น ออกมาจากตัว ชิ ปเหมื อ นกั บแบบ อื่ น ๆที่ ผ า นมา ซี พี ยู ที่ ใ ช บ รรจุ ภั ณ ฑ แ บบนี้ จ ะถู ก ติ ด ตั้ ง ลงบน ฐานรองหรือ Socket แบบ Socket T หรือชื่อทางการคือ LGA 775 โดย Socket แบบนี้จะไมมีชองสําหรับเสียบขาซีพียูเหมือนกับ แบบ PGA แตจะมีขาเล็กๆจํานวนมาก ยื่นขึ้นมาจากฐานรอง
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
(ข )แบบ BGA (ในภาพคือชิปเซ็ต)
(ค) แบบ PGA
(ง) แบบ LGA
รูปที่ 4.16 บรรจุภัณฑ/ฐานรองซีพียู รูปแบบตางๆ (ก-ง)
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 12 -
3.2.5 อุปกรณชวยระบายความรอนใหซีพียู (CPU Fan & Heat Sink) ขณะที่ซีพียูทํางานจะเกิดความรอนคอนขางมาก จึงตองมีอุปกรณที่เรียกวา ฮีตซิงค (Heat Sink) มาชวยพา ความรอนออกมาจากซีพียูใหเร็วที่สุด และจะตองใชพัดลมเปาเพื่อรายความรอนออกไปโดยเร็ว
รูปที่ 4.17 Intel Socket 478 Heat Sink & Fan 3.2.6 สารเชื่อมความรอน (Thermal Grease) สารเชื่อมความรอน หรือที่เรียกกันโดยทั่วไปวา ซิลิโคน (Silicone) เปนสารชนิดหนึ่งที่ทํามาจากซิลิโคนผสม กับสารนําความรอนบางชนิด เชน Zinc Oxide ซึ่งมีคุณสมบัติเปนตัวกลางในการนําพาความรอนไดดี มักใชทาฉาบไว บางๆ เพื่อไมใหมีชองวางระหวางซีพียูกับ Heat Sink และทําหนาที่ชวยในการถายเทหรือพาความรอนจากซีพียูไปสู Heat Sink ไดดียิ่งขึ้น 3.3 หนวยความจําหลัก (Main Memory) หนวยความจําหลักเปนหนวยความจําพื้นฐานในคอมพิวเตอรทุกเครื่อง เปนหัวใจของการทํางานในรูปแบบ อัตโนมัติ มีหนาที่เก็บขอมูลตางๆ ที่ปอนเขามาเพื่อใหหนวยประมวลผลนําไปใช และเก็บขอมูลที่เกี่ยวกับคุณสมบัติ และระบบการทํางานของเครื่องคอมพิวเตอรดวย หนวยความจําหลักของคอมพิวเตอรแบงออกเปน 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้ 3.3.1 หนวยความจําแบบถาวร (Read Only Memory - ROM) คือ หนวยความจําที่นําขอมูลออกมาใชงานเพียงอยางเดียว (Read Only) โดยมีการบันทึกขอมูลไวลวงหนาแลว สามารถเก็บรักษาขอมูลไวได โดยไมตอง อาศัยพลังงานไฟฟาในการรักษาขอมูล แมเราจะปดเครื่อง หรือไมมีไฟฟาไปหลอ เลี้ยง ขอมูลที่อยูในรอมก็จะยังคงอยู ไมสูญหายไป ในปจจุบัน หนวยความจําถาวรนี้ เปดโอกาสใหสามารถลบหรือแกไข ขอมูลได เชน การปรับปรุง/แกไขขอมูลเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร (System Configuration) เปนตน รูปที่ 4.18 ตัวอยางหนวยความจํา แบบถาวร (ROM)
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 13 -
3.3.2 หนวยความจําชั่วคราว (Random Access Memory - RAM) คือ หนวยความจําที่สามารถบันทึกขอมูลหรืออานขอมูล ณ เวลาใดๆ ไดตามตองการ (Random Access) ตองอาศัยสัญญาณไฟฟาในการเก็บรักษาขอมูลและอานขอมูล ฉะนั้น ขอมูลที่อยูในแรมจะสูญหายไปทันทีที่ปดเครื่อง หรือไมมีไฟฟาไปหลอเลี้ยง
รูปที่ 4.19 ตัวอยางหนวยความจําแบบชั่วคราว (RAM) แรมเปนหนวยความจําที่ใกลชิดและเกี่ยวของกับผูใชเครื่องคอมพิวเตอรโดยตรง เนื่องจากการรับขอมูล การ ประมวลผล และการแสดงผลขอมูล ตางตองอาศัยพื้นที่ในหนวยความจํานี้ทั้งสิ้น กลาวไดวา แรมเปนหนวยความจําที่ เปนตัวบงชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอรที่สําคัญ ขนาดของแรมหรือความจุของแรมเปรียบเสมือนขนาดของ โตะทํางาน หากแรมมีความจุมากก็เหมือนโตะทํางานที่มีพื้นที่ในการทํางานไดมากนั่นเอง หนวยความจําแรม มีหนวยวัดเปนไบต ซึ่งถาเปนเครื่องรุนเกา จะนิยมใชหนวยความจําแรม 32 หรือ 64 เมกะ ไบต (MB) แตถาเปนเครื่องรุนใหมๆ จะนิยมใชแรมขนาด 512 MB ขึ้นไป ซึ่งจะทําใหสามารถทํางานที่มีขนาดใหญๆ เชน งานมัลติมิเดียหรืองานกราฟกได โดยหากใชหนวยความจําแรมนอย เครื่องอาจทํางานชามากหรืออาจหยุดชะงัก ไดงาย 3.4 หนวยความจําสํารอง เนื่องจากหนวยความจําหลัก ในเครื่องคอมพิวเตอร ไมสามารถรักษาขอมูลไวไดหลังจากปดเครื่อง คอมพิวเตอร ดังนั้น การบันทึกขอมูลลงบนหนวยความจําสํารอง จึงมีความจําเปนในการเก็บรักษาขอมูลไวใชใน อนาคต และทําใหสามารถนําขอมูลจากเครื่องคอมพิวเตอรเครื่องหนึ่ง เคลื่อนยายไปสูเครื่องคอมพิวเตอรเครื่องอื่นใน ระบบเดียวกันไดอีกดวย หนวยความจําสํารอง แบงออกตามความสามารถในการเขาถึงขอมูลได 2 ประเภท ดังนี้ 3.4.1 หนวยความจําสํารองที่เขาถึงขอมูลไดโดยลําดับ (Sequential Access Storage) เปนหนวยความจําสํารองที่ตองมีการจัดเก็บและเรียกใชขอมูลโดยการเรียงลําดับ การสืบคนหรือ เขาถึงขอมูลจึงลาชา เพราะตองเปนไปตามลําดับกอนหลังของการบันทึก ซึ่งหนวยความจําสํารอง ประเภทนี้ ไดแก เทปแมเหล็ก (Magnetic Tape) 3.4.2 หนวยความจําสํารองที่เขาถึงขอมูลไดโดยตรง (Random/Direct Access Storage) เป น หน ว ยความจํ า สํ า รองที่ ส ามารถจั ด เก็ บ และเรี ย กใช ข อ มู ล ที่ ต อ งการได โ ดยตรง ไม ต อ งอ า น เรียงลําดับ เหมาะกับงานที่ตองอาศัยการประมวลผลแบบโตตอบ ตองการขอมูลที่รวดเร็ว ซึ่งไดแก จาน แมเหล็ก (Magnetic Disk) ประเภทตางๆ เชน ฟลอปปดิสก (Floppy Disk) ฮารดดิสก (Hard Disk) ซีดีรอม (CD-ROM) และ ดีวีดี (DVD) นั่นเอง รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 14 -
ตัวอยางหนวยความจําสํารอง ไดแก • บัตรเจาะรู (Punched Card) บัตรเจาะรูเปนหนวยความจําสํารองแบบดั้งเดิม มีลักษณะโครงสรางเปนบัตรกระดาษเจาะรูใหแสงลอดผาน เพื่อกําหนดสภาวะ 0 หรือ 1 (แสงลอดผาน คือ 1 และแสงลอดผานไมได คือ 0) บัตรเจาะรูนั้นเดิมเปนบัตรโลหะ เริ่มใช ครั้งแรกราวป พ.ศ. 2344
รูปที่ 4.20 บัตรเจาะรู • เทปแมเหล็ก (Magnetic Tape) นิยมใชกับเครื่องคอมพิวเตอรขนาดกลางถึงขนาดใหญ มีลักษณะเปนสายเทปแบบมวนเปลือย (Open Reel) หรือแบบตลับ (Cassette) ตัวสายเทปทําดวยพลาสติกชนิดพิเศษ เคลือบผิวดวยออกไซดของโลหะ (Iron Oxide) และ เคลือบอีกชั้นดวยสารประกอบชนิดหนึ่ง เพื่อปองกันการสึกหรอของสายเทปและชวยใหเกิดจุดแมเหล็ก (Magnetized Spot) ไดงายขึ้น
รูปที่ 4.21 เทปแมเหล็ก
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 15 -
• ฟลอปปดิสก (Floppy Disk) ฟลอปปดิสก หรือที่เรียกวา ดิสกเก็ต (Diskette) มีลักษณะเปนแผนแมเหล็กสีดําทรงกลม ทําจากแผน พลาสติกไมลา เคลือบดวยสารแมเหล็ก บรรจุอยูในซองพลาสติกแข็งรูปสี่เหลี่ยม เพื่อปองกันแผนดิสกเก็ต จากฝุน ละออง สิ่งสกปรก การขูดขีด และอื่นๆ
(ก)
รูปที่ 4.22 แบบจําลองโครงสรางฟลอปปดิสก
(ข) รูปที่ 4.23 แบบจําลองโครงสรางฮารดดิสก
• ฮารดดิสก (Hard Disk) เปนหนวยความจําสํารองที่เปนอุปกรณเก็บขอมูลความเร็วสูง ทําจากจานแมเหล็กซึ่งหมุนดวยความเร็วหลาย พันรอบตอนาที และมีหัวอานคอยวิ่งไปอานหรือบันทึกขอมูลตามคําสั่งจากซีพียู รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 16 -
ฮารดดิสกเปนอุปกรณหลักซึ่งในปจจุบันไมเพียงแตใชเก็บขอมูลเวลาที่ปดเครื่องเทานั้น แตยังเปนที่พักขอมูล ระหวางการทํางานในขั้นตอนตางๆ ของโปรแกรมหรือระบบปฏิบัติการดวย ฮารดดิสกมีลักษณะเปนจานแมเหล็กหลายแผนวางซอนกัน โดยอาจมีจํานวนแผน 3 – 11 แผน ซึ่งจะไม เรียกวาดิสกแตจะเรียกวาแพลตเตอร (Platter) แทน ซึ่งแตละแพลตเตอรจะสามารถเก็บขอมูลไดทั้งสองดาน เนื่องจาก แพลตเตอรผลิตจากสารจําพวกโลหะหรือแกวบางชนิด จึงไมสามารถงอไปงอมาไดเหมือนกับฟลอปปดิสก ทําใหตองมี โลหะปดไวทุกดานเพื่อปองกันการกระทบกระเทือน นอกจากนี้ฮารดดิสกยังมีหัวอาน/บันทึกขอมูลอยูภายในตัวเดียวกัน ทําใหสามารถอานและบันทึกขอมูลไดดวย ตนเอง และเนื่องจากฮารดดิสกมีแพลตเตอรหลายๆ แผนซอนกันอยู ดังนั้นฮารดดิสกตัวหนึ่งๆ จะมีหัวอานเขียน เทากับจํานวนแพลตเตอรพอดี และหัวอานแตละหัวจะมีการเคลื่อนที่เขาออกพรอมกัน แตเมื่อจะทําการอานหรือบันทึก ขอมูลลงบนฮารดดิสก ก็จะมีเพียงหัวอาน 1 หัวเทานั้น ที่จะทําการอานหรือบันทึกขอมูล ฮารดดิสกสามารถเก็บขอมูล ไดเปนจํานวนมาก แลวแตความจุของแตละรุน เชน ฮารดดิสกความจุ 80 GB, 120 GB เปนตน ฮารดดิสกจะถูกออกแบบมาสําหรับบันทึกขอมูล โดยขึ้นอยูกับสถาปตยกรรมในการออกแบบดวยวาไดมีการ กําหนดใหมีขนาดความจุตอแผนเทาใดและในฮารดดิสกแตละรุนจะตองใชจํานวนแผนเทาใด มีมอเตอรสําหรับควบคุม การหมุนของจานดิสก (Spindle) โดยอัตราความเร็วในการหมุนจะเปน 5400, 7200 และ 10,000 รอบตอนาที (rpm) ซึ่งถาจํานวนรอบในการหมุนของจานดิสกมีระดับความถี่ที่สูง ก็จะสงผลใหสามารถเขาถึงขอมูลไดรวดเร็วยิ่งขึ้นตามไป ดวย • ซีดีรอม (CD-ROM) และ ดีวีดี (DVD) ซีดีรอม (CD-ROM : Compact Disk Read Only Memory) มีลักษณะเปนแผนวงกลม มีขนาดเสนผาน ศูนยกลาง 12 เซนติเมตร (4 3/4 นิ้ว) ทํามาจากแผนโพลีคารบอเนต (Polycarbonate) ซีดีรอมนี้ใชหลักของแสงในการ อาน/บันทึกขอมูล เหมาะสําหรับขอมูลที่ไมตองการเปลี่ยนแปลง เพราะเมื่อทําการบันทึกขอมูลลงไปแลว จะไมสามารถ นํากลับมาแกไขเปลี่ยนแปลงขอมูลใหมไดอีก ยกเวนแตจะใชแผนลักษณะพิเศษที่สามารถลบและบันทึกใหมได ซีดีรอมสามารถเก็บขอมูลไดถึง 700 MB หรือเก็บขอมูลที่เปนภาพและเสียง เชน ภาพยนตรหรือเพลงไดนานถึง 74 นาที สวนดีวีดี (Digital Video Disk) เปน หนวยความจําสํารองอีกชนิดหนึ่งที่มีลักษณะคลายกับแผนซีดีรอม แตสามารถเก็บ ขอมูลไดมากกวาซีดีรอม 7 เทาตัว (4.7 GB) ซีดีรอมและดีวีดีไมสามารถทํางานไดดวยตนเอง จําเปนจะตองมีตัวอานขอมูล เชนเดียวกับแผนดิสกเก็ต อุปกรณที่ใชในการอานขอมูลจากซีดีรอม เรียกวา ซีดีรอม ไดรฟ (CD-ROM Drive) สวนอุปกรณที่ใชสําหรับอานดีวีดี เรียกวา ดีวีดีไดรฟ (DVD Drive) โดยดีวีดี รูปที่ 4.24 ซีดรี อม ไดร ฟ สามารถอ า นข อ มู ล ได ทั้ ง แผ น ดี วี ดี แ ละจากแผ น ซี ดี ร อม แต ซี ดี ร อมไดร ฟ ไม สามารถอานขอมูลจากแผนดีวีดีได
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 17 -
ลําดับชั้นของหนวยความจํา (Memory Heirarchy) หนวยความจํามีอยูหลายชนิด แตละชนิดตางก็มีอัตราความเร็วที่แตกตางกัน รวมทั้งขนาดความจุและราคาที่ แตกตางกัน สาเหตุที่เปนเชนนั้นก็เพื่อใหเราเลือกหนวยความจํามาใชงานไดอยางเหมาะสม จากรูปดานลาง ลําดับบนสุดจะเปนหนวยความจําที่มีความเร็วสูง และลดหลั่นลงมาเรื่อยๆ ก็จะมีความเร็วที่ ต่ําลง ในขณะที่ลําดับบนสุดนั้นจะมีขนาดความจุนอย และลดหลั่นลงมาเรื่อยๆ ก็จะมีความจุที่มีขนาดใหญขึ้น ใน ทํานองเดียวกันหนวยความจําที่มีขนาดใหญนั้นจะมีราคาต่ํากวาหนวยความจําที่มีขนาดเล็ก
รูปที่ 4.25 ลําดับชั้นของหนวยความจํา
3.5 เมนบอรด (Mainboard) เมนบอรด (Mainboard) หรือมาเธอรบอร ด (Motherboard) เปนแผงวงจรขนาดใหญ ซึ่งมีการเชื่อมตอ วงจรตางๆ สําหรับเชื่อมอุปกรณหลายๆ ตัวเขาดวยกัน เมนบอร ด มี ค วามแตกต า งกั น ของรู ป แบบหรื อ ที่ เรียกวา “ฟอรมแฟคเตอร” (Form Factor) ซึ่งก็คือขนาด ของตัวเมนบอรด, ตําแหนงการจัดวางชิ้นสวนอุปกรณและ ขั้วตอ (Port) ตางๆ บนเมนบอรด ซึ่งจะมีผลตอรูปแบบของ ตัวเครื่องหรือเคส (Case) 3.5.1 Form Factor หมายถึงขนาดของตัวเมนบอรดและตําแหนงของ ขั้วตออุปกรณภายนอกตางๆ โดยจะตองเขากันไดกับชนิด ของตัวเครื่องหรือเคส (Case) ที่ใชดวย
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
รูปที่ 4.26 เมนบอรด
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 18 -
1) AT ใน Form ของ AT นั้น มีแบบ AT ธรรมดาและ Baby AT ซึ่งพื้นฐานแลวทั้งสองแบบนั้นตางกันที่ ขนาดของบอรด บอรด AT จะมีความกวางประมาณ 12 นิ้ว ซึ่งทําใหไมสามารถนํามาใสกับเคสในปจจุบันได โดยทั่วไปแลวบอรดแบบ AT จะเปนบอรดชนิดเกา เชน 386 หรือกอนหนานี้ การจัดการภายในเคสนั้น คอนขางจะมีปญหา เนื่องจากขนาดของเมนบอรดมันจะเหลื่อมล้ํากับชองใส Drive และสวนอื่นๆ 2) ATX รูปแบบของ ATX พัฒนาขึ้นมาจาก AT ไดแกไขขอเสียที่เกิดขึ้นกับ AT ออกไป เชน การออกแบบ โดยยายหัวตอ (Connector) มาไวบนเมนบอรด (Built in - On Board) ทําใหลดความยุงยากในการประกอบ ลดจํานวนสายแพ เพิ่มประสิทธิภาพในการสงขอมูล นอกจากนี้สวนที่ไดรับการพัฒนาเพิ่มขึ้นอีกคือ ภาค จายไฟของเมนบอรด ซึ่งออกแบบใหใชพลังงานอยางคุมคาและสามารถควบคุมโดยซอฟตแวรได 3) BTX (Balanced Technology Extended) เปน Form Factor หรือรูปแบบของเมนบอรดมาตรฐานของอินเทล ซึ่งนอกจากจะประกอบดวย Socket T หรือ LGA 775 ซึ่งเปนชองสําหรับติดตั้งซีพียูในตระกูล Prescott ของอินเทลแลว ก็ยังพวง เทคโนโลยีอยางเชน การใชหนวยความจํา DDR II และมีสล็อตแบบ PCI Express ซึ่งถูกออกแบบมาแทนที่ สล็อตเดิม เชน PCI และ AGP เมนบอรดแบบ BTX ไดปรับปรุงการระบายความรอนภายในตัวเครื่อง(รวมถึงซีพียูดวย) โดยแยกจุด ที่เกิดความรอนสูงออกจากกัน และเพิ่มตัวกระจายความรอน (Thermal Module) ซึ่งอาจมีตัวยึดกับเคสหรือ SRM (Support and retention Module) ดวย
รูปที่ 4.27 เปรียบเทียบตําแหนงของการจัดวางระหวาง ATX กับ BTX 3.5.2 สวนประกอบที่สําคัญบนเมนบอรด เมนบอรดเปนตัวกําหนดวาเครื่องคอมพิวเตอรนั้นๆ จะใชงานกับซีพียูอะไรไดบาง มีประสิทธิภาพเพียงใด รองรับกับอุปกรณใหมๆ ไดหรือไม มีขนาดใหญเล็กเทาไร ดังนั้นจึงจําเปนอยางยิ่งที่จะตองทราบถึงสวนประกอบหลัก ขอจํากัด และขีดความสามารถของเมนบอรด เพื่อใหสามารถเลือกใชงานไดอยางถูกตองและเหมาะสมตอไป
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 19 -
รูปที่ 4.28 ตัวอยางสวนประกอบของเมนบอรด 1.) ชองสําหรับติดตั้งซีพียู ซีพียูถือไดวาเปนตัวหลักที่กําหนดวาเมนบอรดแตละรุนนั้นจะนําไปใชงานรวมกับซีพียูรุนใดหรือแบบใดไดบาง ซึ่งก็จะเปนตัวกําหนดชิปเซ็ต, ซ็อคเก็ต และอื่นๆ ที่เหมาะกับซีพียูรุนนั้นๆ ตัวอยางรูปแบบของชองสําหรับติดตั้งซีพียู เชน Socket 604 ใชกับซีพียู Xeon และ Xeon Nocona Socket 603 ใชกับซีพียู Xeon Socket T หรือ LGA 775 ใชกับซีพียูของ Intel เชน Pentium4 และ Celeron D แกน Prescott, Pentium4 Extreme Edition, Pentium D (Dual-Core) Socket 478 ใชกับซีพียู CeleronII, Celeron D (บางรุน), Pentium4 (Northwood) Socket 940 ใชกับซีพียู Athlon 64 FX และ Opteron ของ AMD Socket 939 ใชกับซีพียู Sempron , Athlon 64(0.09 ไมครอน) ของ AMD Socket 754 ใชกับซีพียู Athlon 64(0.13 ไมครอน) ของ AMD Socket A ใชกับซีพียู Duron, Athlon XP ของ AMD
Socket T หรือ LGA 775
Socket 478 Socket 754 รูปที่ 4.29 ตัวอยางชองสําหรับติดตั้งซีพียูรปู แบบตางๆ
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
Socket A
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 20 -
2.) ชองสําหรับติดตั้งหนวยความจํา (Memory Slot) หนวยความจํา RAM จะมีลักษณะเปนแผงที่มีความยาว จํานวนขา (Pin) และรอยบากที่แตกตางกัน ดังนั้นจึง ตองมีการออกแบบชองเสียบใหตรงชนิดของ RAM ที่จะนํามาใช แบบ 30 Pin ใชในเครื่องรุนตั้งแตกอนที่จะมีซีพียู 486 มีความกวางของบัสแผงละ 8 บิต แบบ 72 Pin ใชในเครื่อง ตั้งแตซีพียู 486 ไปจนถึง Pentium มีความกวางของบัสแผงละ 32 บิต แบบ 168 Pin ใชกับแผงหนวยความจําประเภท SDRAM มักเรียกวา “DIMM Slot” (Dual In-line Memory Module) มีความกวางของบัสขนาด 64 บิต แบบ 184 Pin ชองเสียบแบบนี้ถูกนําไปใชกับ RAM 2 ประเภทที่ใชแทนกันไมไดคือ ใชกับ RDRAM (Rambus DRAM) แบบ 16 บิต ซึ่งเรียกวา “RIMM Slot” กับประเภท DDR-SDRAM ซึ่งเรียกวา “DIMM Slot” เชนเดียวกับแบบ 168 Pin แตตางกันที่จํานวนขาและตําแหนงบากกลางรอง แบบ 232 Pin ใชกับแผงหนวยความจํา RDRAM แบบ 32 บิต (ใชกับเมนบอรดเพียงไมกี่รุน) แบบ 240 Pin ใชสําหรับแผงหนวยความจําประเภท DDR2-SDRAM หรือ DDR II ที่เปนหนวยความจํา รุนปจจุบันสําหรับเครื่องพีซี ซึ่งนอกจากจะทํางานดวยความถี่ที่สูงกวาเดิม และรองรับเทคโนโลยี DualChannel ซึ่งให Bandwidth ที่เพิ่มมากขึ้นแลวยังรองรับความจุสูงสุดไดมากถึงแผงละ 4 GB 3.) ชิปเซ็ต (Chipset) เปนองคประกอบหลักที่ถูกติดตั้งอยางถาวรบนเมนบอรด ไมสามารถถอดหรือเปลี่ยนแปลงได
รูปที่ 4.30 ตัวอยางชิปเซ็ตรุนตางๆ ชิปเซ็ตมีความสําคัญอยางมาก เนื่องจากเปนตัวกําหนดอุปกรณอื่นๆ บนเมนบอรด เชน กําหนดชนิดของซ็อคเก็ต ซึ่งจะเปนตัวกําหนดวาเมนบอรดนี้จะใชกับซีพียูชนิดใดไดบาง รองรับหนวยความจําชนิดใดไดบาง มีสล็อตประเภทใดถูกติดตั้งไวบนเมนบอรดไดบาง สามารถทํางานรวมกบอุปกรณประเภทใดไดบาง ขยายความสามารถไดมากนอยเพียงใด ดวยเหตุนี้ชิปเซ็ตจึงเปนหัวขอหลักในการพิจารณาเลือกซื้อเมนบอรด ตัวอยางเชน เมนบอรดใชชิปเซ็ตที่ สนับสนุนความเร็ว FSB ไดสูงสุดถึง 800 MHz หรือไดเพียง 533 MHz มีแคชไดมากนอยเพียงใด มีหนวยความจํา สูงสุดไดเทาไร ซึ่งชิปเซ็ตจะจํากัดคาสูงสุดที่รองรับได สวนเมนบอรดเปนตัวจํากัดจํานวนสล็อตที่จะใสไดจริง เปนตน แตเดิมชิปเซ็ตทําหนาที่เปนตัวกลางในการประสานงานระหวางซีพียูกับหนวยความจําเทานั้น แตตอมาเมื่อ สามารถบรรจุทรานซิสเตอรลงในชิปไดมากขึ้น ชิปเซ็ตก็มีหนาที่อื่นๆเพิ่มเขาไปดวย เชน ตัวควบคุมแคช (Cache Controller) และฮารดดิสก (IDE Controller) ตัวควบคุมบัส PCI รวมทั้งพอรตตาง ๆ
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 21 -
การทํางานของชิปเซ็ตปกติจะแยกออกเปนสองสวน คือ ทํางานในสวนของซีพียูกับองคประกอบตางๆคือ แคช, RAM และ AGP ที่อยูบน Front Side Bus (FSB) หรือ ที่ Intel เรียกวา North Bridge Chipset (สะพานฝง เหนื อ คื อ ฝ ง ที่ อ ยู ใ กล ซี พี ยู ) โดยอาจจะมี ห ลายชิ ป ประกอบกัน ทํ า งานในส ว นที่ มี ไ ว สํ า หรั บ ต อ เข า กั บ อุ ป กรณ I/O ตางๆ ไดแก IDE, สล็อต ISA และพอรตตางๆ (ขนาน, อนุกรม, USB) ซึ่งเปนอีกชิปเล็กๆเพียงชิปเดียว ที่อาจ เรียกวาเปน South Bridge Chipset (คือสะพานฝงที่ อยูไกลออกมาจากซีพียูนั่นเอง) แตในชิปเซ็ตรุนใหมๆ เชน i810 เปนตนไป จะมีการนํา แนวคิดในการออกแบบใหมมาใช โดยแทนที่จะแบงเปน North และ South Bridge อยางเดิมก็กลายเปน Accelerated Hub ที่รวมเอาการ เชื่อมตอในรูปแบบและความเร็วตางๆกัน เขามาดวยกันแทน
รูปที่ 4.31 ตําแหนงของ North Bridge และ South Bridge Chipset บน เมนบอรด
โครงสรางการแบงชิปเซ็ตแบบเดิม โครงสรางของชิปเซ็ตรุนใหม รูปที่ 4.32 โครงสรางการแบงชิปเซ็ต
ชิปเซ็ตแตละรุนจะมีขีดความสามารถและราคาที่แตกตางกันไป ตามแตวัตถุประสงคที่ผูผลิตกําหนดมา ใน บางครั้งเราก็ไมจําเปนตองใชชิปเซ็ตแพงๆ โดยที่ไมไดใชขีดความสามารถที่เพิ่มขึ้นเหลานั้น ซึ่งจุดสําคัญในการ พิจารณาขีดความสามารถก็มีหลายประการดวยกัน เชน พิจารณาวาเปนชิปเซ็ตสําหรับซีพียูรุนใด รองรับความเร็ว ของบัสไดเทาใด รองรับการทํางานรวมกันหลายๆซีพียูไดหรือไม ชนิดของหนวยความจําที่ทํางานดวยไดนั้นเปนแบบ ใด และจํานวนหนวยความจําสูงสุด เปนตน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 22 -
4.) ระบบบัส และชองสําหรับติดตั้งอุปกรณตางๆ (Bus & Slot)
CPU
รูปที่ 4.33 ระบบบัสจะเชื่อมอุปกรณตางๆ บนเมนบอรด เขาดวยกัน
บัสเปนทางเชื่อมตอระหวางอุปกรณตางๆ ทั้งที่อยู บนเมนบอร ด และที่ ติ ด ตั้ ง เพิ่ ม เข า มา ตั้ ง แต ซี พี ยู , หนวยความจํา, แคช, ฮารดดิสก, สล็อตตางๆ และจอภาพ เปนตน ดังนั้น ความเร็วและประสิทธิภาพในการทํางาน ของบั ส จึ ง มี ผ ลอย า งมากกั บ ประสิ ท ธิ ภ าพโดยรวมของ เครื่องคอมพิวเตอร ระบบบั ส ที่ เ หมาะสมจะต อ งมี ค วามเร็ ว เพี ย ง พอที่จะใหอุปกรณตางๆ รับสงขอมูลระหวางกันไดอยาง เต็มศักยภาพความเร็วของอุปกรณนั้นๆ เพื่อไมใหเปนตัว ถ ว งอุ ป กรณ อื่ น ๆ อั น จะทํ า ให ค วามเร็ ว โดยรวมของทั้ ง เครื่องลดลง โครงสรางของระบบบัสของเครื่องคอมพิวเตอรมี ความสลับซับซอน ทั้งนี้เนื่องจากอุปกรณตางๆ ไมวาจะ เปนซีพียู แรม ฮารดดิสก การดแสดงผล และอุปกรณตอ พวงตางๆ ไดถูกพัฒนาใหมีความเร็วเพิ่มขึ้น จึงทําใหตอง พัฒนาชิปเซ็ตและระบบบัสตางๆ ตามไปดวย
ระบบบัสและสล็อตตางๆ มีความสําคัญและเกี่ยวของกันอยางไร? บัสและซ็อคเก็ตของซีพียู
Front Side Bus
บัสที่สําคัญที่สุด คือ บัสที่ใชเชื่อมตอกับซีพียู เรียกวา Front Side Bus (FSB) ซึ่งเปนบัสที่ตอง ทํางานดวยความถี่สูงสุดภายนอกของซีพียู เชน 100, 133, 166, 200 และ 266 MHz เปนตน เนื่องจากเปนเสนทางเชื่อมตอระหวางซีพียู (ซึ่ง ติดตั้งอยูกับซ็อคเก็ตของซีพียู) กับชิปเซ็ตตัวหลัก
รูปที่ 4.34 แบบจําลองการเชื่อมตอของ FSB รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 23 -
บัสและสล็อตของอุปกรณความเร็วสูง สล็อตของอุปกรณความเร็วสูง เชน PCI, AGP และ PCI Express เปนตน
Bus Type ISA EISA VL-bus VL-bus PCI PCI PCI PCI
ตารางที่ 4.2 เปรียบเทียบบัสชนิดตางๆ Bus Width Bus Speed MB/sec 16 bits 8 MHz 16 MBps 32 bits 8 MHz 32 MBps 32 bits 25 MHz 100 MBps 32 bits 33 MHz 132 MBps 32 bits 33 MHz 132 MBps 64 bits 33 MHz 264 MBps 64 bits 66 MHz 512 MBps 64 bits 133 MHz 1 GBps
PCI (Peripheral Component Interconnect) และ PCI-X (PCI Extended) บัส PCI เปนบัสความเร็วคอนขางสูง ใชเชื่อมตอระหวางชิปเซ็ตกับอุปกรณความเร็วรองลงมา เชน การดเสียง , การดโมเด็ม, การดแลน เปนตน มาตรฐานของบัส PCI ปจจุบันจะมีความกวางบัส 32 บิต และ 64 บิต ซึ่งบัสแบบ 64 บิตนี้จะเรียกวา PCI-X −
รูปที่ 4.35 ตําแหนงของสล็อตชนิดตางๆ บนเมนบอรด AGP (Accelerated Graphic Port) AGP เปนพัฒนาการที่ตอจากบัส PCI โดยทํางานที่ความถี่ 66 MHz บัส AGP นี้ถูกออกแบบมาสําหรับการด แสดงผลโดยเฉพาะ ซึ่งเปนอุปกรณที่มีการสงขอมูลมากที่สุด และจําเปนตองสงผานขอมูลใหไดเร็วที่สุด เพราะจะมีผล ตอประสิทธิภาพโดยรวมอยางเห็นไดชัด แตก็มีขอจํากัดคือ เมนบอรดสวนใหญจะมีสล็อต AGP อยูเพียงสล็อตเดียว เทานั้น แตสําหรับมาตรฐานของระบบบัสอยาง PCI Express จะสามารถมีไดมากกวา 1 ชองบนเมนบอรดเดียวกัน −
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 24 -
PCI Express PCI Express นั้นเปนบัสที่ทํางานแบบ Serial และสามารถเลือกใชความเร็วมากนอยตามตองการได โดยแบ ง ออกเป น ช อ งสั ญ ญาณ (channel) หรื อ lane ของ PCI ซึ่งจะมีความเร็วในการรับสงขอมูลแตละ ทิ ศ ทาง 250 MB/sec และรวมสองทาง (Full-Duplex) สูงถึง 500 MB/sec ซึ่งขั้นต่ําสุดเรียกวา PCI Express x1 ถูกออกแบบใหมาแทนที่ PCI Bus แบบเดิม ประกอบดวย 1 lane สล็อตก็จะสั้นหนอย สวนขั้นถัดไป จะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเปน 2, 4, 8 และ 16 เทาตามลําดับ ก็จะประกอบดวย 2, 4, 8 และ 16 lane ที่รับสงขอมูล พรอมกัน สล็อตก็จะยาวขึ้น (มีขั้วตอมากขึ้น) เรียกวา เปน PCI Express x2, x4, x8 และสูงสุดคือ PCI Express x16 ที่เร็วถึง 8 GB/sec ซึ่งจะมาแทนที่สล็อต แบบ AGP 8x ที่ใชกันอยูในปจจุบัน น อ ก จ า ก นี้ ด ว ย ข อ จํ า กั ด ที่ มี ม า น ม น า น เมนบอรดสวนใหญจะสามารถมีสล็อต AGP ไดเพียง สล็อตเดียวเทานั้น แตสําหรับมาตรฐานใหมอยาง PCI Express x16 ที่จะมาแทนที่สล็อต AGP แบบเดิมนั้นจะ สามารถมีไดมากกวา 1 ชองบนเมนบอรดเดียวกัน −
(1)
(2)
รูปที่ 4.36 (1) รูปตัวอยางของเมนบอรดที่ใช PCI Express x1 (สั้น) และ PCI Express x16 (ยาว) บริเวณวงกลมสีน้ํา เงิน (ซายมือ) (2) รูปตัวอยาง Socket แบบใหม LGA775 หรือ Socket T สําหรับซีพียู Prescott บริเวณวงกลมสีเขียว (ขวามือ)
5.) BIOS (Basic Input/Output System) BIOS คือ ชิปที่ถูกติดตั้งมาบนเมนบอรดจากโรงงาน ภายในบรรจุ โปรแกรมหรือชุดคําสั่งขนาดเล็กสําหรับควบคุมการทํางานขั้นพื้นฐาน เชน การ ทํากระบวนการ POST (Power-On Self Test) ของเครื่อง รวมทั้งโปรแกรมที่ ใชตั้งคาการทํางานใหกับเครื่อง ที่เรียกวา BIOS หรือ CMOS Setup ที่จะ บันทึกข อมูลและคาต างๆ ไวในชิป หนวยความจํ าอีกประเภทหนึ่งที่เ รียกว า ซีมอส (CMOS) ซึ่งเปนหนวยความจําที่กินไฟนอย และเก็บขอมูลไดโดยใช แบตเตอรี่ที่อยูบนเมนบอรด ซึ่งจะคอยจายไฟเลี้ยงใหตลอดเวลาแมในขณะที่ปด เครื่อง ถาแบตเตอรี่กอนนี้หมดหรือถูกถอดออก คาที่ตั้งไวก็จะหายและกลับไป ใชคาเริ่มตนแทน รูปที่ 4.37 ตัวอยาง BIOS
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 25 -
6.) ถานหรือแบตเตอรี่ไบออส (BIOS Battery) แบตเตอรี่ไบออสเปนอุปกรณที่อยูบนเมนบอรด เปนสวนที่ไมคอยมีผูสนใจนัก จนกระทั่งเมื่อนาฬิกาของเครือ่ ง คอมพิวเตอรผิดพลาดและ CMOS เริ่มเก็บขอมูลไมอยู ซึ่งบอกใหรูวาแบตเตอรี่ไบออสใกลจะหมดอายุแลว ถาปลอยไว เชนนี้นานๆ ก็อาจจะทําใหเกิดปญหาตางๆ ตามมาได แบตเตอรี่ที่ใชจะเปนแบบลิเธียม (Lithium) เนื่องจากมีความคงทน และสามารถใชงานได นานเปนป ๆ โดยมีอายุการใชงานเฉลี่ยจะอยูที่ประมาณ 3 ป ลักษณะจะคลายกระดุมหรือเหรียญสี เงิน ถูกวางอยูในเบาพลาสติกสีดํา และอาจมีแผนโลหะติดอยูเปนขั้วไฟสําหรับตอเขากับเมนบอรด รูปที่ 4.38 แบตเตอรี่ไบออส 7.) ขั้วตอและพอรตตางๆ
รูปที่ 4.39 ขั้วตอและพอรตตางๆ
3.6 อุปกรณแสดงผล หนวยแสดงผลเปนสวนที่แสดงขอมูลจากคอมพิวเตอรไปสูมนุษย เปนตัวกลางการสื่อสารระหวางคอมพิวเตอร กับมนุษย เราเรียกเครื่องมือในสวนนี้วา อุปกรณแสดงผล (Output Devices) อุปกรณแสดงผลสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท ตามลักษณะของขอมูลที่แสดงออกมา ไดแก • อุปกรณแสดงผลที่มนุษยจับตองไมได (Softcopy Output Device) หมายถึง อุปกรณแสดงขอมูลที่ มนุษยไมสามารถจับตองขอมูลที่แสดงนั้นได เชน ขอมูลตัวอักษรหรือภาพบนจอภาพ หรือขอมูล เสียงจากลําโพง เรียกขอมูลประเภทนี้วา Softcopy • อุปกรณแสดงผลที่มนุษยจับตองได (Hardcopy Output Device) หมายถึง อุปกรณแสดงขอมูลที่ มนุษยสามารถจับตองขอมูลที่แสดงนั้นได เชน ตัวอักษรหรือภาพบนกระดาษ เปนตน เราเรียกขอมูล ประเภทนี้วา Hardcopy
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 26 -
ตัวอยางอุปกรณแสดงผล ไดแก 3.6.1 จอภาพ (Monitor) จอภาพเปนอุปกรณที่ใชในการแสดงขอมูลที่มนุษยจับตองไมได (Softcopy Output Device) แสดงออกมาใน ลักษณะของขอความและรูปภาพ หลักการในการแสดงภาพหรือขอมูลบนจอจะคลายกับการทํางานของจอโทรทัศน คือ เกิดจากคอมพิวเตอรสง สัญญาณใหเกิดการยิงแสงอิเล็กตรอนไปยังพื้นผิวของจอภาพ ซึ่งฉาบไวดวยสารฟอสฟอรัสที่สามารถเรืองแสงไดเมื่อ โดนอิเล็กตรอนตกกระทบ แตความแตกตางที่สําคัญที่สุดระหวางจอภาพกับจอโทรทัศนก็คือ คุณภาพและความ ละเอียดของภาพที่ปรากฏขึ้นบนจอ โดยภาพบนจอภาพของคอมพิวเตอรจะตองมีคุณภาพที่ดีกวา เนื่องจากลักษณะ การใชงานที่ผูใชตองอยูใกลชิดจอคอมพิวเตอรมากกวานั่นเอง จอภาพสี (Color) เปนจอภาพที่ใชกันโดยทั่วไปในปจจุบัน ซึ่งลักษณะการแสดงผลจะอาศัยสัญญาณดิจิตอล เชนกัน แตจะแยกออกเปน 3 สัญญาณ ตามแมสีของแสง คือ แดง เขียว และน้ําเงิน (Red, Green, Blue: RGB) ซึ่งจะ ทําใหเกิดสีตางๆ มากมายตามหลักการผสมของแมสีนั่นเอง จอภาพในปจจุบันสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภท ไดแก จอภาพแบบ CRT(Cathode Ray Tube) เปนจอภาพที่มีรูปทรง ใหญโตเทอะทะ เพราะภายในบรรจุหลอดภาพแบบ CRT เอาไว แต กอนจะมีลักษณะหนาจอโคงมนทําใหมุมมองภาพบริเวณขอบจอไม คมชั ด แต ก็ ไ ด พั ฒ นามาเป น จอแบบที่ มี ลั ก ษณะแบบราบ หรื อ ที่ เรียกวาจอแบบ Flat ทําใหภาพทั่วทั้งจอมองเห็นไดคมชัดเทาๆกัน ขอดีของจอชนิดนี้คือ ราคาถูก และใหความสวางมากกวาจอแบบ รูปที่ 4.40 จอภาพแบบ CRT LCD แตขอเสียคือ หากจองมองหนาจอเปนเวลานานๆ จะทําให รูสึกเมื่อยลา และอาจเสียสายตาได จอภาพแบบ LCD(Liquid Crystal Display) เปนจอที่มีรูปรางบาง น้ําหนักเบา และหนาจอแบบราบ เปนเทคโนโลยีใหมในการแสดงผล โดย ใหแสงสองจากดานหลัง (backlight) ผานผลึกเหลวและฟลเตอรของแมสี ทั้ง 3 สี เกิดเปนภาพขึ้น ขอดีของจอชนิดนี้คือ ไมทําใหสายตาเมื่อยลา เมื่อจองมองเปนระยะเวลานานๆ ซึ่งดูแลวสบายตากวา CRT แตขอเสีย คือ ราคาแพง รูปที่ 4.41 จอภาพแบบ LCD ขนาดของจอภาพโดยทั่วไปมีหนวยเปนนิ้ว ซึ่งเปนการวัดระยะจากมุม หนึ่งไปยังอีกมุมหนึ่งในแนวทะแยงบนจอภาพ ขนาดความกวางของจอภาพมีหลายขนาด ซึ่งก็จะมีความละเอียดในการ แสดงผล(resolution)มากนอยไมเทากัน โดยความละเอียดของภาพจะมีหนวยวัดเปนจุดภาพหรือที่เรียกวา พิกเซล (Pixel) ในแนวตั้งและแนวนอนของจอภาพ เชน 640x480, 800x600, 1,024x768 และ 1,280x1,024 เปนตน ยิ่งมี ขนาดของพิกเซลมากขนาดของภาพจะมีความละเอียดสูงมากขึ้น ภาพที่ปรากฏจะมีความสวยงามมากขึ้น และขนาด ของภาพที่แสดงผลบนจอจะเล็กลง ทําใหมีเนื้อที่ใชงานบนจอมากขึ้น รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 27 -
การทํางานของจอภาพตองใชรวมกับแผงวงจรควบคุมจอภาพ (Graphic Adapter Card) หรือที่เรียกสั้นๆ วา การดแสดงผล ซึ่งเปนแผงวงจรอิเล็กทรอนิกสที่เสียบเขาไปในเมนบอรด เพื่อทําหนาที่เปนตัวรับคําสั่งในการ แสดงผลจากโปรแกรมตางๆ แลวแปลงสัญญาณนั้นเปนสัญญาณที่จอภาพเขาใจได จากนั้นจึงสงสัญญาณที่แปลงแลว ไปยังจอภาพ
รูปที่ 4.42 ตัวอยางการดแสดงผล นอกจากนี้ยังมีจอภาพอีกประเภทที่มีลักษณะพิเศษ นั่นคือ จอภาพระบบสัมผัส (Touch Screen Monitor) ซึ่งเปนจอภาพที่มีการสงผานขอมูลเขาสูคอมพิวเตอรอาศัยการสัมผัสที่จอภาพ ซึ่งมักทําเปนลักษณะรายการ (Menu) ใหผูใชเลือก โดยที่ตัวผิวจอจะถูกปกคลุมดวยแผนพลาสติกที่มีลําแสงอินฟาเรด ซึ่งมนุษยไมสามารถมองเห็นได สัญญาณที่เกิดจากการสัมผัสกับลําแสงอินฟาเรดจะถูกสงเขาสูระบบเพื่อตีความหมาย และประมวลผล จากนั้นจึง แสดงผลออกมาทางจอภาพเดียวกัน ซึ่งลักษณะเชนนี้กอใหเกิดความรวดเร็วและสะดวกในการสื่อสารระหวางมนุษย กับคอมพิวเตอร จะเห็นวา จอภาพประเภทนี้เปนอุปกรณที่ทําหนาที่ทั้งปอนขอมูล (Input Device) เขาสูระบบคอมพิวเตอรและ เปนอุปกรณแสดงผล (Output Devive) ออกมาสูผูใชในตัวเดียวกัน 3.6.2 เครื่องพิมพ (Printer) คือ อุปกรณแสดงผลลัพที่ใชพิมพขอมูลที่เปนเอกสาร ขอความ และรูปภาพใหไปปรากฏบนกระดาษ เพื่อ สามารถนําไปใชในงานอื่นๆ ได เครื่องพิมพโดยทั่วไปแบงออกไดเปน 3 ประเภท คือ • เครื่องพิมพแบบจุด (Dot Matrix Printer) คือ เครื่องพิมพที่ อาศัยการใชหัวเข็มไปกระแทกกระดาษ โดยผานผาหมึกทําให เปนจุดขึ้น ซึ่งมีลักษณะการทํางานคลายเครื่องพิมพดีด คุณลักษณะเดนของเครื่องพิมพแบบนี้ คือ สามารถพิมพลงบน กระดาษที่มีหลายสําเนาหลายชุดได ทําใหไมตองเสียเวลาพิมพ • เครื่องพิมพแบบพนหมึก (Ink Jet Printer) คือ เครื่องพิมพที่ใชวิธีพน น้ําหมึกลงไปบนวัตถุงาน โดยหมึกจะถูกฉีดออกจากรูขนาดเล็กบน หัวพิมพ คุณลักษณะเดนของเครื่องพิมพแบบนี้ คือ สามารถพิมพ ภาพสี ไ ด โดยมี ต ลั บ หมึ ก สี แ ยกอิ ส ระ สามารถถอดเปลี่ ย นใหม ไ ด คุณภาพการพิมพคมชัดกวาแบบใชหัวเข็ม ใหความละเอียดสูง รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
รูปที่ 4.43 เครือ่ งพิมพแบบจุด
รูปที่ 4.44 เครือ่ งพิมพแบบพนหมึก ภาคเรียนที่ 1/2552
- 28 -
• เครื่องพิมพแบบเลเซอร (Laser Printer) มีหลักการทํางาน เหมือนกับเครื่องถายเอกสาร เปนเครื่องพิมพที่พัฒนามาจาก เครื่องพิมพแบบจุดและแบบพนหมึก สามารถพิมพไดเร็วกวา แบบอื่นและมีความคมชัดมาก จึงไดรับความนิยมนํามาใชงาน ในสํานักงานทั่วไป อยางไรก็ตามเครื่องพิมพเลเซอร ยังมีราคา สูงกวาเครื่องพิมพแบบจุดและแบบพนหมึก
รูปที่ 4.45 เครือ่ งพิมพแบบเลเซอร
3.6.3 พลอตเตอร (Plotter) เนื่องจากการแสดงรูปกราฟกทางเครื่องพิมพ (Printer) จะมีขอจํากัดทางดานคุณภาพและขนาดของภาพ ดังนั้นจึงมีการผลิตพลอตเตอรขึ้นมาเพื่อใชในงานที่มีการสรางรูปภาพทางกราฟก เชน การออกแบบ แผนผัง และชารต ตางๆ เปนตน พลอตเตอร คือ เครื่องวาดลายเสน ทํางานโดยอาศัยแขนจับปากกา ลากลายเสนในแนวแกน X-Y บนกระดาษ เชนเดียวกับการเขียนดวยปากกาหรือดินสอ โดยพลอตเตอรจะรับสัญญาณจากเครื่องคอมพิวเตอร เพื่อใชควบคุมการ เลื่อนปากกาไปบนกระดาษซึ่งสามารถเลือกสี หรือปากกาที่มีเสนหนาบางอยางไรก็ได พลอตเตอรแบงออกไดเปน 3 ประเภท คือ 1. พลอตเตอรแบบทรงกระบอก (Drum Plotter) จะมีปากกา มากกวา 1 ดามที่มีขนาดและหลายสี ผลัดกันเคลื่อนที่ไปมาบนกระดาษ ภายใตการ ควบคุมของเครื่องคอมพิวเตอรเพื่อสรางภาพขึ้นมา ซึ่งการจะเลือกวาจะใชปากกา ดามไหน คอมพิวเตอรจะเปนตัวจัดการเอง พลอตเตอรชนิดนี้ มักเปนแบบตั้งพื้นและ มีขนาดใหญ ใชในการสรางภาพที่ตอเนื่อง เชน สําหรับวัดความสั่นสะเทือนของ แผนดินไหว หรือวาดภาพกราฟกที่มีขนาดใหญและยาวมากๆ เชน ภาพโครงสราง ของยานอวกาศ เปนตน รูปที่ 4.46 พลอตเตอร 2. พลอตเตอรแบบระนาบ (Flatbed Plotter) จะมีปากกา มากกวา 1 ดามเชนกัน แตการเคลื่อนที่จะมีแตปากกาเทานั้นที่มีการเคลื่อนที่ ทั้งสองแกน ในขณะที่กระดาษผลลัพธจะอยูกับที่ พลอตเตอรแบบนี้ มักมีขนาดไมใหญนัก ตั้งบนโตะคอมพิวเตอรได ภาพที่วาดจึงไมใหญมาก เชน รูปกราฟตางๆ เปนตน 3. อิเล็กโตรสแตติคพลอตเตอร (Electrostatic Plotter) เปนพลอตเตอรที่ใชในการสรางภาพอยาง คราวๆ ไมละเอียดมากนัก ใชสําหรับตรวจสอบความถูกตองของงาน เมือ่ เรียบรอยดีแลวจึงสงใหพลอตเตอร 2 แบบ แรกสรางภาพผลลัพธที่มีความละเอียดสูงตอไป
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 29 -
3.7 การดแสดงผล (Graphic card)
รูปที่ 4.47 ภาพจําลองการทํางานของการดแสดงผลใน การใหแสงเงาและพื้นผิวแกภาพ [3]
ภาพที่เห็นในจอมอนิเตอรนั้นถูกสรางขึ้นจากจุด เล็กๆ จํานวนมากหลายลานจุดที่เรียกวาพิกเซล(pixels) ในการสร า งจุ ด เล็ ก ๆเหล า นี้ ขึ้ น มาเป น ภาพ เครื่ อ ง คอมพิวเตอรตองการอุปกรณบางอยางที่สามารถแปลง ขอมูลไบนารีจาก CPU ใหเปนรูปภาพ อุปกรณนั้นคือ Graphics card หรือ การดแสดงผลนั่นเอง การ ด แสดงผลมี ก ารทํ า งานที่ ซั บ ซ อ น แต หลักการพื้นฐานและสวนประกอบของมันไมยากตอการ ทําความเขาใจนัก ลองคิดวาเครื่องคอมพิวเตอรเปนบริษัทหนึ่งซึ่ง มี ฝ า ยศิ ล ป อ ยู ด ว ย เมื่ อ คนในบริ ษั ท ต อ งการชิ้ น งาน รูปภาพหรือโปสเตอรสักชิ้นก็จะเปนหนาที่ของฝายศิลป ในการผลิตชิ้นงานนั้นขึ้นมา การ ด แสดงผลก็ ใ ช ห ลั ก การเดี ย วกั น เมื่ อ ซี พี ยู กําลังประมวลผลหากมีขอมูลเกี่ยวกับภาพที่ตองแสดงผล ซีพียูจะสงขอมูลเกี่ยวกับภาพนั้นไปยังการดแสดงผล ซึ่ง การดแสดงผลจะมีหนาที่คิดวาจะตองใชจุด(Pixels) ในการ สรางรูปภาพขึ้นมาอยางไร หลังจากนั้นจึงสงขอมูลตอไป ยังจอภาพ (monitor) โดยผานสายเคเบิลหรือสายแพ
[3]
รูปที่ 4.48 การดแสดงผล หรือ Graphic Card การดแสดงผลที่ใชในปจจุบัน ไดแก การดวิจีเอ (VGA : Video Graphics Array) สามารถแสดงผลไดตั้งแต 16 สี ที่ความละเอียด 640x480 พิกเซล และตอมาไดพัฒนาเปนการดซุปเปอรวีจีเอ (SVGA : Super Video Graphics Array) ซึ่งสามารถแสดงสีได 256 สี ที่ความละเอียด 800x600 พิกเซล ปจจุบันนี้พัฒนาจนถึงการดเอ็กจีเอ (XGA : Exchanced Graphics Array) ซึ่งสามารถแสดงจํานวนสีไดถึง 16.7 ลานสี ที่ความละเอียด 1600x1200 พิกเซล และ Quantum Extended Graphics Array (QXGA) ซึ่งสามารถแสดงจํานวนสีที่ความละเอียด 2040 x 1536 พิกเซล ซึ่งให สีที่สมจริงตามธรรมชาติ เหมาะสําหรับงานตกแตงภาพและงานพิมพที่ตองการความละเอียดสูง
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 30 -
3.8 การดแสดงสัญญาณเสียง (Sound Card) Sound card หรือการดเสียงเปนอุปกรณสรางและจัดการกับ ระบบเสียงทั้งหมดในเครื่องคอมพิวเตอร เชน เลนไฟลเสียงในรูปแบบ ตางๆ สรางเสียงดนตรีตามคําสั่งแบบ MIDI บันทึกและแปลงเสียงลงเปน ไฟลแบบดิจิตอล ตลอดจนผสมเสียงจากหลายๆแหลงที่มาเขาดวยกัน เปนตน รูปที่ 4.49 การดเสียง เครื่องคอมพิวเตอรแบบพกพา (Laptop) เครื่องคอมพิวเตอร PC ประกอบดวย mainboard การด แสดงผล ฮารดดิสก และอุปกรณอื่นๆ ซึ่งจะอยูภายในเคส จอภาพ คียบอรด และอุปกรณรับ-แสดงผลอื่นๆจะถูก เชื่อมโยงดวยสายเคเบิล/สายแพ หรือใชเทคโนโลยีไรสาย ถึงแมจะมีอุปกรณตางๆมากมาย แตภายในเคสก็ยังมีพื้นที่ วางสําหรับเพิ่มเติมอุปกรณอื่นๆ และชองวางสําหรับแตละอุปกรณอยางพอเพียง
รูปที่ 4.50 ตัวอยางโครงสรางภายในเคส [3] เครื่องคอมพิวเตอร Laptop นั้นเล็กกวาและเบากวาเครื่องคอมพิวเตอร PC มากนัก จอภาพเปนสวนหนึ่งของ ตัวเครื่องเชนเดียวกับคียบอรด นอกจากนี้ laptop ยังมีชองวางภายในเครื่องนอย อุปกรณภายในตางๆ ถูกจัดวางใหใช พื้นที่อยางคุมคาที่สุด
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 31 -
รูปที่ 4.51 โครงสรางภายใน IBM ThinkPad [3] เริ่มตนการทํางานของคอมพิวเตอร (Boot up) ถาขาดกระแสไฟฟา เครื่องคอมพิวเตอรก็จะเปนเพียงกลองเหล็กธรรมดากลองหนึ่ง แตเมื่อเวลาที่มีกระแสไฟ เขาไปหลอเลี้ยงวงจรคอมพิวเตอรแลวจะพบวากลองเหล็กนี้จะกลายเปนกลองวิเศษขึ้นมาทันที สามารถทําไดตั้งแต เปนเครื่องเลนของเด็กไปจนถึงเปนอุปกรณยิงจรวดทําสงครามกัน ทั้งนี้ความมหัศจรรยตางๆ ที่คอมพิวเตอรสามารถ ทําไดนั้น มีจุดเริ่มตนตั้งแตตอนกดสวิทชเปดเครื่องกันเลยทีเดียว เมื่อทําการกดสวิทช Power On เครื่องคอมพิวเตอร จะอานสิ่งที่ตองทํามาจาก BIOS (Basic Input Output System) โดย BIOS จะสั่งใหทํากระบวนการหนึ่งที่เรียกวา POST (Power On Self Test) กระบวนการนี้ถูกบรรจุใน หน ว ยความจํ า (MEMORY) ของคอมพิ ว เตอร แต ป จ จุ บั น มักจะเก็บใน EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) มากกวา คือเปนหนวยความจําที่อานอยาง เดี ย ว และไม ต อ งใช ก ระแสไฟเลี้ ย ง แต ส ามารถใช กระแสไฟฟาเขาไปลบ หรือแกไขโปรแกรมใน EPROM ได เรียกวาการแฟลช (flash) ROM รูปที่ 4.52 BIOS uses Flash memory of ROM [3]
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 32 NOTE: การเริ่มตนการทํางานของคอมพิวเตอร (BOOT UP) แบงออกเปน 2 ประเภท คือ Cold Boot ซึ่งเปนการบูทที่เริ่มตนจากการกดสวิทช Power On ของเครื่องคอมพิวเตอรใหคอมพิวเตอรเริ่มการ ทํางาน POST และบูทตามลําดับ Warm Boot เปนการสั่งบูทระบบใหม ดวยการกดปุม Reset หรือการกดปุม Ctrl+Alt+Del หรือการสั่ง Restart เครื่องคอมพิวเตอร เรียกไดวาเปนการสั่งบูทดวยซอฟตแวร
กระบวนการ POST POST คือกระบวนการที่คอมพิวเตอรตรวจสอบความพรอมของอุปกรณตางๆ ที่ติดตั้งอยู ไมวาจะเปน เมนบอรด, ซีพียู, ชนิดและขนาดของหนวยความจํา, ชนิดและขนาดของฮารดดิสก, ชนิดและขนาดของดิสกไดรฟ, ชนิดของมอนิเตอร และพอรต I/O อื่นๆ เชน คียบอรด, เมาส, พอรตอนุกรม, พอรตขนาน เปนตน โดยคา Configuration ของอุปกรณเหลานี้จะเก็บในหนวยความจําพิเศษที่เรียกวา CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ซึ่งเปนหนวยความจําที่ตองใชกระแสไฟฟาเลี้ยง แตใชกระแสไฟฟานอยมาก ดังนั้นบน เมนบอร ด ของคอมพิ ว เตอร จ ะมี ถ าน 3 โวลต อ ยูด ว ยเสมอ เพื่ อ ให ค อมพิว เตอร ส ามารถจํ าค า Hardware/System Configuration ตางๆไวได และถาถานที่อยูบนเมนบอรดมีไฟออน หรือถานหมด เครื่องคอมพิวเตอรก็จะเขาไปที่เมนู การตั้งคา Hardware/System Configuration ใหมทุกครั้ง NOTE: สําหรับอุปกรณตอพวงอื่นๆ BIOS จะไมรูจัก เพราะจะทําให BIOS มีขนาดใหญมากในการเก็บขอมูลเพื่อใหรูจักอุปกรณ ทุกตัว ดังนั้น อุปกรณเฉพาะดาน เชน เครื่องพิมพ, กลองถายภาพดิจิตอล, สแกนเนอร นั้น เราตองนําซอฟตแวรที่เรียกวา Device driver ติดตั้งเขาไปในระดับของ OS
เราสามารถสังเกตกระบวนการ POST ไดจากเสียงสัญญาณที่คอมพิวเตอรจะตอบสนองออกมาเมื่อสิ้นสุด กระบวนการ โดยปกติ ถาการตรวจสอบอุปกรณตางๆ เรียบรอย ไมมีปญหา ก็จะสงสัญญาณปบสั้น ๆ 1 ครั้ง ถามี อาการผิดปกติใดๆ ก็จะสงสัญญาณที่มีรหัสเสียงสั้นและยาวตางกัน แลวแตอาการของขอผิดพลาด (Error) นั้นๆ ใน BIOS จะเก็ บวิ ธี ก ารเพื่อ บอกคอมพิ วเตอร วา จะเริ่ม ทํา งานอย างไร และยั ง เก็บ วิธี ก ารพื้น ฐานที่ ระบบปฏิบัติการ (Operating System: OS) ใชติดตอกับอุปกรณพื้นฐาน เชน ฮารดดิสก, การดแสดงผล, คียบอรด เปน ตน หลังจากผานกระบวนการ POST แลว BIOS ก็จะบอกใหโปรเซสเซอร (ซีพียู) ไปอานฮารดดิสกเพื่อทําการ บูท (ซึ่งใน BIOS รุนใหมๆ สามารถตั้งคาไดวาจะใหบูทจากอุปกรณตัวใดกอน ไมวาจะเปนจาก Floppy Disk, CDROM, IDE0, IDE1) ซึ่งการบูท (Boot) ก็คือขั้นตอนที่คอมพิวเตอรเริ่มทําการโหลดระบบ ปฏิบัติการ (OS) เขาไปใน หนวยความจํา RAM นั่นเอง
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 33 -
3. ซอฟตแวร ซอฟตแวร หมายถึง โปรแกรมหรือชุดขอมูลคําสั่งตางๆ ที่สั่งงานใหคอมพิวเตอรทํางานตามวัตถุประสงค ตามที่ไดกลาวมาแลวในชวงเริ่มตนของบทนี้ การทํางานของคอมพิวเตอรโดยพื้นฐานเปนเพียงการกระทํากับขอมูลที่ เปนตัวเลขฐานสอง ซึ่งใชแทนขอมูลที่เปนตัวเลข ตัวอักษร รูปภาพ หรือแมแตเปนเสียงพูดก็ได โปรแกรมคอมพิวเตอร ที่ใชสั่งงานคอมพิวเตอรจึงเปนซอฟตแวร เพราะเปนลําดับขั้นตอนการทํางานของคอมพิวเตอร คอมพิวเตอรเครื่องหนึ่ง ทํางานแตกตางกันไดมากมายดวยซอฟตแวรที่แตกตางกัน ซอฟตแวรจึงหมายรวมถึงโปรแกรมคอมพิวเตอรทุก ประเภทที่ทําใหคอมพิวเตอรทํางานได 4.1 ภาษาคอมพิวเตอร เมื่อมนุษยตองการใชคอมพิวเตอรชวยในการทํางาน มนุษยจะตองบอกขั้นตอนวิธีการใหคอมพิวเตอรทราบ การที่บอกสิ่งที่มนุษยเขาใจใหคอมพิวเตอรรับรู และทํางานไดอยางถูกตอง จําเปนตองมีสื่อกลาง ถาเปรียบเทียบกับ ชีวิตประจําวันแลว เรามีภาษาที่ใชในการติดตอซึ่งกันและกัน เชนเดียวกันถามนุษยตองการจะถายทอดความตองการ ใหคอมพิวเตอรรับรูและปฏิบัติตาม จะตองมีสื่อกลางสําหรับการติดตอเพื่อใหคอมพิวเตอรรับรู เราเรียกสื่อกลางนี้วา ภาษาคอมพิวเตอร ภาษาคอมพิวเตอรในแตละยุคประกอบดวย 4.1.1 ภาษาเครื่อง (Machine Languages) เนื่องจากคอมพิวเตอรทํางานดวยสัญญาณทางไฟฟา ใชแทนดวยตัวเลข 0 และ 1 ได ผูออกแบบคอมพิวเตอร ใชตัวเลข 0 และ 1 นี้เปนรหัสแทนคําสั่งในการสั่งงานคอมพิวเตอรซึ่ง คอมพิวเตอรสามารถเขาใจได เราเรียก เลขฐานสองที่ประกอบกันเปนชุดคําสั่งและใชสั่งงานคอมพิวเตอรวาภาษาเครื่อง การใชภาษาเครื่องถึงแมคอมพิวเตอรจะเขาใจไดทันที แตมนุษยจะมีขอยุงยากมากเพราะเขาใจและจดจํา ภาษาเครื่องไดยาก ดังนั้นจึงมีผูสรางภาษาคอมพิวเตอรในรูปแบบอื่นที่เปนตัวอักษร
รูปที่ 4.53 โปรแกรมคอมพิวเตอรโปรแกรมแรกซึ่งถูกเขียนขึ้นในป 1948 โดย Tom Kilburn สําหรับเครื่อง Mark I เพื่อหาตัวประกอบของตัวเลขที่มีคาสูงที่สุด ซึ่งมันใชเวลาคํานวณ 52 นาที สําหรับตัวเลข 218 [2] รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 34 -
4.1.2 ภาษาแอสเซมบลี (Assembly Languages) เปนภาษาคอมพิวเตอรในยุคที่ 2 ถัดจากภาษาเครื่อง ภาษาแอสเซมบลีชวยลดความยุงยากในการเขียน โปรแกรมเพื่อติดตอกับคอมพิวเตอร แตอยางไรก็ตาม ภาษาแอสเซมบลีก็ยังมีความใกลเคียงภาษาเครื่องอยูมาก โดย ใชตัวแปลภาษาที่เรียกวาแอสเซมเบลอร (Assembler) เพื่อแปลชุดภาษาแอสเซมบลีใหเปนภาษาเครื่อง 4.1.3 ภาษาระดับสูง (High-Level Languages) เปนภาษาคอมพิวเตอรในยุคที่ 3 เริ่มมีการใชชุดคําสั่งที่เรียกวา Statements ที่มีลักษณะเปนประโยค ภาษาอังกฤษ ทําใหผูเขียนโปรแกรมสามารถเขาใจชุดคําสั่งเพื่อสั่งใหคอมพิวเตอรทํางานงายขึ้น ผูคนทั่วไปสามารถ เรียนรูและเขียนโปรแกรมไดงายขึ้น เนื่องจากภาษาระดับสูงใกลเคียงภาษามนุษย ตัวแปลภาษาระดับสูงเพื่อใหเปน ภาษาเครื่องมีอยู 2 ชนิด คือ คอมไพเลอร (Compiler) และ อินเทอรพรีเตอร (Interpreter) • คอมไพเลอร จะทําการแปลโปรแกรมที่เขียนเปนภาษาระดับสูงทั้งโปรแกรมใหเปนภาษาเครื่องกอน แลวจึงใหคอมพิวเตอรทํางานตามภาษาเครื่องนั้น • อินเทอรพรีเตอร จะทําการแปลทีละคําสั่ง แลวใหคอมพิวเตอรทําตามคําสั่งนั้น เมื่อทําเสร็จแลวจึง แปลคําสั่งลําดับตอไป ดังนั้นขอแตกตางระหวางคอมไพเลอรกับอินเทอรพรีเตอรจึงอยูที่การแปลทั้งโปรแกรมหรือแปลทีละคําสั่ง สําหรับ ตัวอยางภาษาระดับสูง ไดแก ภาษาโคบอล(COBOL) ฟอรแทรน (FORTRAN) เบสิก (Basic) ปาสคาล (Pascal) และ ภาษาซี(C) เปนตน 4.1.4 ภาษายุคที่ 4 (Fourth-Generation Languages: 4GL) เนื่องจากภาษาระดับสูงนั้นเปนภาษาที่ตองกําหนดขั้นตอนการทํางาน(Procedural) จึงทําใหในบางครั้ง จําเปนตองเขียนโคดโปรแกรมที่ยาวยืดเยื้อกวาจะไดผลลัพธตามที่ตองการ ดังนั้นจึงเกิดภาษายุคที่ 4 ขึ้น ซึ่งเปนภาษา ที่ไมตองกําหนดขั้นตอนการทํางาน (Non-Procedural) เพียงแตสั่งวาตองการขอมูลอะไร ก็สามารถแสดงผลลัพธได ตามตองการ ตัวอยางภาษายุคที่ 4 เชน ชุดคําสั่งภาษา SQL (Structured Query Language) 4.1.5 ภาษาเชิงวัตถุ (Object-Oriented Languages) เปนภาษาคอมพิวเตอรในยุคที่ 5 ที่เรียกวา การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-Oriented Programming: OOP) ซึ่งจะมองทุกสิ่งเปนวัตถุ (Object) โดยวัตถุจะประกอบดวยขอมูล (Data) และวิธีการ (Method) และจะมีคลาส (Class) เปนตัวกําหนดคุณสมบัติของวัตถุ รวมทั้งความสามารถในการถายทอดคุณสมบัติ (Inheritance) การ Encapsulation และการนํากลับมาใชใหม ภาษาเชิงวัตถุสามารถนํามาพัฒนาระบบงานที่มีความซับซอนไดเปนอยางดี ตัวอยางภาษานี้เชน Visual Basic, C++ และ JAVA เปนตน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 35 -
4.2 ชนิดของซอฟตแวร สามารถแบงออกไดเปน 2 ชนิด ไดแก ซอฟตแวรระบบและซอฟตแวรประยุกต 4.2.1 ซอฟตแวรระบบ คือ ซอฟตแวรที่บริษัทผูผลิตสรางขึ้นมาเพื่อใชจัดการกับระบบคอมพิวเตอร หนาที่การทํางานของซอฟตแวร ระบบคือดําเนินงานพื้นฐานตาง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร เชน รับขอมูลจากคียบอรดแลวแปลความหมายให คอมพิวเตอรเขาใจ นําขอมูลไปแสดงผลบนจอภาพหรือนําออกไปยังเครื่องพิมพ จัดการขอมูลบนหนวยความจํา เมื่อเราเปดเครื่องคอมพิวเตอรขึ้นมา ทันทีที่มีการจายกระแสไฟฟาใหกับคอมพิวเตอร คอมพิวเตอรจะทํางาน ตามโปรแกรมทันที โปรแกรมแรกที่สั่งใหคอมพิวเตอรทํางานนี้เปนซอฟตแวรระบบ ซอฟตแวรระบบอาจเก็บไวในรอม หรือในแผนจานแมเหล็ก(สมัยกอน) หากไมมีซอฟตแวรระบบคอมพิวเตอรจะทํางานไมได ซอฟตแวรระบบยังใชเปน เครื่องมือในการพัฒนาซอฟตแวรอื่น ๆ และยังรวมไปถึงซอฟตแวรที่ใชในการแปลภาษาตาง ๆ คอมพิวเตอรประกอบดวย หนวยรับเขา หนวยแสดงผล หนวยความจํา และหนวยประมวลผล ในการทํางาน ของคอมพิวเตอรจําเปนตองมีการดําเนินงานกับหนวยตางๆ ดังนั้นจึงตองมีซอฟตแวรระบบเพื่อใชจัดการระบบเหลานี้ หนาที่หลักของซอฟตแวรระบบประกอบดวย • จัดการหนวยรับเขาและหนวยแสดงผล เชน สงรหัสตัวอักษรออกทางจอภาพหรือเครื่องพิมพ และ ติดตอกับอุปกรณรับเขาและแสดงผลอื่น ๆ • จัดการหนวยความจําเพื่อนําขอมูลจากแผนบันทึก(เชนฮารดดิสกหรือ handy drive)มาบรรจุยัง หนวยความจําหลัก หรือในทํานองกลับกันคือนําขอมูลจากหนวยความจําหลักมาเก็บไวในแผนบันทึก • ใชเปนตัวเชื่อมตอระหวางผูใชงานกับคอมพิวเตอรใหสามารถใชงานไดงายขึ้น ซอฟตแวรระบบโดยพื้นฐานที่เห็นกันทั่วไปแบงออกเปน 1) ระบบปฏิบัติการ 2) ตัวแปลภาษา ซอฟตแวรทั้ง สองประเภทนี้ทําใหเกิดพัฒนาการประยุกตใชงานไดงายขึ้น
Hardware
Operating System
Application program
User
รูปที่ 4.54 ความสัมพันธระหวางฮารดแวรและซอฟตแวรชนิดตางๆ
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 36 -
1.) ระบบปฏิบัติการ ระบบปฏิบัติการหรือที่เรียกยอ ๆ วา โอเอส (Operating System: OS) เปนซอฟตแวรใชในการดูแลระบบ คอมพิวเตอร เครื่องคอมพิวเตอรทุกเครื่องจะตองมีซอฟตแวรระบบปฏิบัติการนี้ ระบบปฏิบัติการที่นิยมใชกันมากและ เปนที่รูจักกันดี เชน ดอส (Disk Operating System: DOS) วินโดวส (Windows) โอเอสทู (OS/2) ยูนิกซ (UNIX) ดอส เปนซอฟตแวรจัดระบบงานที่พัฒนามานานแลว การใชงานจึงใชคําสั่งเปนตัวอักษร ดอสเปน ซอฟตแวรที่รูจักกันดีในหมูผูใชไมโครคอมพิวเตอร วินโดวส เปนระบบปฏิบัติการที่พัฒนาตอจากดอส เพื่อเนนการใชงานที่งายขึ้น โดยงานแตละงานจะอยูใน กรอบชองหนาตางที่แสดงผลบนจอภาพ การใชงานเนนรูปแบบกราฟก ผูใชงานสามารถใชเมาสเลื่อนตัวชี้ ตําแหนงเพื่อเลือกตําแหนงที่ปรากฏบนจอภาพ ทําใหใชงานคอมพิวเตอรไดงาย วินโดวสจึงไดรับความ นิยมในปจจุบัน โอเอสทู เปนระบบปฏิบัติการแบบเดียวกับวินโดวส แตบริษัทผูพัฒนาคือบริษัทไอบีเอ็ม เปน ระบบปฏิบัติการที่ใหผูใชสามารถใชทํางานไดหลายงานพรอมกัน และการใชงานก็เปนแบบกราฟก เชนเดียวกับวินโดวส ยูนิกซ เปนระบบปฏิบัติการที่พัฒนามาตั้งแตครั้งที่ใชกับเครื่องมินิคอมพิวเตอร ระบบปฏิบัติการยูนิกซ เปนระบบปฏิบัติการที่สามารถใชงานไดหลายงานพรอมกัน และทํางานไดหลาย ๆ งานในเวลาเดียวกัน ยูนิกซจึงใชไดกับเครื่องที่เชื่อมโยงและตอกับเครื่องปลายทางไดหลายเครื่องพรอมกัน ระบบปฏิบัติการยังมีอีกมาก โดยเฉพาะระบบปฏิบัติการที่ใชในเครือขายคอมพิวเตอรเพื่อใหคอมพิวเตอร ทํางานรวมกันเปนระบบ เชน ระบบปฏิบัติการเน็ตแวร วินโดวสเอ็นที ชนิดของระบบปฏิบัติการ สามารถจําแนกออกไดเปน 3 ชนิดดวยกัน คือ ประเภทใชงานเดียว (Single-tasking) ระบบปฏิบัติการประเภทนี้จะกําหนดใหคอมพิวเตอรใชงานไดครั้งละหนึ่งงานเทานั้น ใชในเครื่อง ขนาดเล็กอยางไมโครคอมพิวเตอร เชน ระบบปฏิบัติการดอส เปนตน ประเภทใชหลายงาน (Multi-tasking) ระบบปฏิ บั ติ ก ารประเภทนี้ ส ามารถควบคุ ม การทํา งานพร อ มกั น หลายงานในขณะเดี ย วกั น ผู ใ ช สามารถทํางานกับซอฟตแวรประยุกตไดหลายชนิดในเวลาเดียวกัน โดยระบบปฏิบัติการจัดสรรทั้งเวลา และ เนื้อที่ที่ตองใชในการประมวลผลคําสั่งของซอฟตแวรแตละชนิด เชน ระบบปฏิบัติการ Windows 98 ขึ้นไป และ UNIX เปนตน ประเภทใชงานหลายคน (Multi-user) ในหนวยงานบางแหงอาจใชคอมพิวเตอรขนาดใหญทําหนาที่ประมวลผล ทําใหในขณะใดขณะหนึ่งมี ผูใชคอมพิวเตอรพรอมกันหลายคน แตละคนจะมีสถานีงานของตนเองเชื่อมตอกับคอมพิวเตอร จึงตองใช ระบบปฏิบัติการที่มีความสามารถสูง เพื่อใหผูใชทุกคนสามารถทํางานเสร็จในเวลา เชน ระบบปฏิบัติการ Windows NT และ UNIX เปนตน
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 37 -
2.) ตัวแปลภาษา (Translator Program) ในการพัฒนาซอฟตแวรจําเปนตองมีซอฟตแวรที่ใชในการแปลภาษาระดับสูง เพื่อแปลภาษาระดับสูงใหเปน ภาษาเครื่อง ภาษาระดับสูงมีหลายภาษา ภาษาระดับสูงเหลานี้สรางขึ้นเพื่อใหผูเขียนโปรแกรมเขียนชุดคําสั่งไดงาย เขาใจได ตลอดจนถึงสามารถปรับปรุงแกไขซอฟตแวรในภายหลังได ภาษาระดับสูงที่พัฒนาขึ้นมาทุกภาษาจะตองมีตัวแปลภาษาสําหรับแปลภาษา ภาษาระดับสูงซึ่งเปนที่รูจักและ นิยมกันมากในปจจุบัน เชน ภาษาปาสคาล ภาษาเบสิก ภาษาซี และภาษาโลโก 1) ภาษาปาสคาล เปนภาษาสั่งงานคอมพิวเตอรที่มีรูปแบบเปนโครงสราง เขียนสั่งงานคอมพิวเตอรเปน กระบวนความ ผูเขียนสามารถแบงแยกงานออกเปนชิ้นเล็ก ๆ แลวมารวมกันเปนโปรแกรมขนาดใหญได 2) ภาษาเบสิก เปนภาษาที่มีรูปแบบคําสั่งไมยุงยาก สามารถเรียนรูและเขาใจไดงาย มีรูปแบบคําสั่งพื้นฐานที่ สามารถนํามาเขียนเรียงตอกันเปนโปรแกรมได 3) ภาษาซี เปนภาษาที่เหมาะสําหรับใชในการพัฒนาซอฟตแวรอื่น ๆ ภาษาซีเปนภาษาที่มีโครงสรางคลองตัว สําหรับการเขียนโปรแกรมหรือใหคอมพิวเตอรติดตอกับอุปกรณตาง ๆ 4) ภาษาโลโก เปนภาษาที่เหมาะสําหรับการเรียนรูและเขาใจหลักการโปรแกรมภาษาโลโกไดรับการพัฒนา สําหรับเด็ก นอกจากนี้ ยังมีภาษาคอมพิวเตอรอีกมากมาย เชน ภาษาฟอรแทรน ภาษาโคบอล ภาษาอารพีจี
(ก) Turbo C++ (ตัวแปลภาษา C/C++)
(ค) LOGO (ตัวแปลภาษา LOGO)
(ข) Visual C++ (ตัวปลภาษา C/C++)
(ง) JAVA Builder (ตัวแปลภาษา JAVA)
รูปที่ 4.55 ตัวแปลภาษาชนิดตางๆ
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 38 -
การทํางานของตัวแปลภาษา การประมวลผลโปรแกรมที่เขียนขึ้นดวยภาษาระดับสูง จําเปนตองอาศัยโปรแกรมที่ทําหนาที่ชวยในการแปล โปรแกรมภาษาระดับสูงใหเปนภาษาเครื่อง โปรแกรมแปลภาษาที่ใชแบงออกเปน 2 ลักษณะ ไดแก
คอมไพเลอร (Compiler) เปนโปรแกรมที่ทําหนาที่ในการแปลโปรแกรมที่เขียนดวยภาษาระดับสูงที่ เรียกวา โปรแกรมตนฉบับ (source code/program) ใหเปนโปรแกรมภาษาเครื่อง (object program) ถามี ข อ ผิ ด พลาดเครื่ อ งจะพิ ม พ ร หั ส หรื อ ข อ ผิ ด พลาดออกมาด ว ย หากไม มี ข อ ผิ ด พลาดผู ใ ช ส ามารถสั่ ง ประมวลผลโปรแกรมและสามารถเก็บโปรแกรมที่แปลภาษาเครื่องไวใชงานตอไปไดอีก โดยไมตองทําการ แปลโปรแกรมซ้ําอีก
ตั ว อย า งโปรแกรมแปลภาษาแบบนี้ เช น โปรแกรมแปลภาษาฟอร แ ทรน โปรแกรมแปลภาษาโคบอล โปรแกรมแปลภาษาปาสคาล โปรแกรมแปลภาษาซี เปนตน
อินเทอรพรีเตอร (Interpreter) เปนโปรแกรมที่ทําหนาที่ในการแปลโปรแกรมที่เขียนดวยภาษาระดับสูง ใหเปนภาษาเครื่องเชนเดียวกับคอมไพเลอร ความแตกตางจะอยูที่อินเทอรพรีเตอรจะทําการแปลและ ประมวลผลทีละคําสั่ง ขอเสียของอินเทอรพรีเตอรคือ ถานําโปรแกรมนี้มาใชงานอีกจะตองทําการแปล โปรแกรมทุกครั้ง ตัวอยางภาษาที่ใชอินเทอรพรีเตอรในการแปล เชน ภาษา HTML เปนตน
4.2.2 ซอฟตแวรประยุกต เปนซอฟตแวรที่ใชกับงานดานตาง ๆ ตามความตองการของผูใชที่สามารถนํามาใชประโยชนไดโดยตรง ปจจุบันมีผูพัฒนาซอฟตแวรใชงานทางดานตาง ๆ ออกจําหนายมากมาย การประยุกตงานคอมพิวเตอรจึงกวางขวาง และแพรหลาย เราอาจแบงซอฟตแวรประยุกตออกเปนสองกลุมคือ ซอฟตแวรสําเร็จและซอฟตแวรที่พัฒนาขึ้นใชงาน เฉพาะ ซอฟตแวรสําเร็จในปจจุบันมีมากมาย เชน ซอฟตแวรประมวลคํา ซอฟตแวรตารางทํางาน ฯลฯ เทคโนโลยีคอมพิวเตอรไดพัฒนากาวหนาอยางรวดเร็ว โดยเฉพาะการที่มีคอมพิวเตอรขนาดเล็กทําใหมีการใช งานคลองตัวขึ้น จนในปจจุบันสามารถนําคอมพิวเตอรขนาดเล็กติดตัวไปใชงานในที่ตาง ๆ ไดสะดวก การใชงานคอมพิวเตอรตองมีซอฟตแวรประยุกต ซึ่งอาจเปนซอฟตแวรสําเร็จที่มีผูพัฒนาเพื่อใชงานทั่วไปทํา ใหทํางานไดสะดวกขึ้น หรืออาจเปนซอฟตแวรใชงานเฉพาะซึ่งผูใชเปนผูพัฒนาขึ้นเองเพื่อใหเหมาะสมกับสภาพการ ทํางานของตน ซอฟตแวรสําเร็จ ในบรรดาซอฟตแวรประยุกตที่มีใชกันทั่วไป ซอฟตแวรสําเร็จ (Package) เปนซอฟตแวรที่มีความนิยมใชกัน สูงมาก ซอฟตแวรสําเร็จเปนซอฟตแวรที่บริษัทพัฒนาขึ้น แลวนําออกมาจําหนาย เพื่อใหผูใชงานซื้อไปใชไดโดยตรง ไมตองเสียเวลาในการพัฒนาซอฟตแวรอีก ซอฟตแวรสําเร็จที่มีจําหนายในทองตลาดทั่วไป และเปนที่นิยมของผูใชมี 5 กลุมใหญ ไดแก 1) ซอฟตแวรประมวลคํา เปนซอฟตแวรประยุกตใชสําหรับการพิมพเอกสาร สามารถแกไข เพิ่ม แทรก ลบ และจัดรูปแบบเอกสารไดอยางดี ปจจุบันมีการเพิ่มขีดความสามารถของซอฟตแวรประมวลคําอีกมากมาย 2) ซอฟตแวรตารางทํางาน เปนซอฟตแวรที่ชวยในการคิดคํานวณ การทํางานของซอฟตแวรตารางทํางาน ใชหลักการ
เสมือนมีโตะทํางานที่มีกระดาษขนาดใหญวางไว มีเครื่องมือคลายปากกา ยางลบ และเครื่องคํานวณเตรียมไว รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 39 -
ใหเสร็จ บนกระดาษมีชองใหใสตัวเลข ขอความหรือสูตร สามารถสั่งใหคํานวณตามสูตรหรือเงื่อนไขที่กําหนด ซอฟตแวรตารางทํางานที่นิยมใช เชน Excel เปนตน 3) ซอฟตแวรจัดการฐานขอมูล การใชคอมพิวเตอรอยางหนึ่งคือการใชเก็บขอมูล และจัดการกับขอมูลที่ จัดเก็บในคอมพิวเตอร จึงจําเปนตองมีซอฟตแวรจัดการขอมูล การรวบรวมขอมูลหลาย ๆ เรื่องที่เกี่ยวของกันไวใน คอมพิวเตอร เราก็เรียกวาฐานขอมูล ซอฟตแวรจัดการฐานขอมูลจึงหมายถึงซอฟตแวรที่ชวยในการเก็บ การเรียกคน มาใชงาน การทํารายงาน การสรุปผลจากขอมูล ซอฟตแวรจัดการฐานขอมูลที่นิยมใช เชน Access, Dbase 4) ซอฟตแวรนําเสนอ เปนซอฟตแวรที่ใชสําหรับนําเสนอขอมูล การแสดงผลตองสามารถดึงดูดความสนใจ ซอฟตแวรเหลานี้จึงเปนซอฟตแวรที่นอกจากสามารถแสดงขอความในลักษณะที่จะสื่อความหมายไดงายแลวจะตอง สรางแผนภูมิ กราฟ และรูปภาพได ตัวอยางของซอฟตแวรนําเสนอ เชน เพาเวอรพอยต 5) ซอฟตแวรสื่อสารขอมูล ซอฟตแวรสื่อสารขอมูลนี้หมายถึงซอฟตแวรที่จะชวยใหไมโครคอมพิวเตอร ติดตอสื่อสารกับเครื่องคอมพิวเตอรอื่นในที่หางไกล โดยผานทางสายโทรศัพท ซอฟตแวรสื่อสารใชเชื่อมโยงตอเขากับ ระบบเครือขายคอมพิวเตอร เชน อินเทอรเน็ต ทําใหสามารถใชบริการอื่น ๆ เพิ่มเติมได สามารถใชรับสงไปรษณีย อิเล็กทรอนิกส ใชโอนยายแฟมขอมูล ใชแลกเปลี่ยนขอมูล เปนตน ซอฟตแวรใชงานเฉพาะ การประยุกตใชงานดวยซอฟตแวรสําเร็จมักจะเนนการใชงานทั่วไป แตอาจจะนํามาประยุกตโดยตรงกับงาน ทางธุรกิจบางอยางไมได เชนในกิจการธนาคาร มีการฝากถอนเงิน งานทางดานบัญชี หรือในหางสรรพสินคาก็มีงาน การขายสินคา การออกใบเสร็จรับเงิน การควบคุมสินคาคงคลัง ดังนั้นจึงตองมีการพัฒนาซอฟตแวรใชงานเฉพาะ สําหรับงานแตละประเภทใหตรงกับความตองการของผูใชแตละราย ซอฟตแวรใชงานเฉพาะมักเปนซอฟตแวรที่ผูพัฒนาตองเขาไปศึกษารูปแบบการทํางานหรือความตองการของ ธุรกิจนั้น ๆ แลวจัดทําขึ้น โดยทั่วไปจะเปนซอฟตแวรที่มีหลายสวนรวมกันเพื่อรวมกันทํางาน ซอฟตแวรใชงาน เฉพาะที่ใชกันในทางธุรกิจ เชน ระบบงานทางดานบัญชี ระบบงานจัดจําหนาย ระบบงานในโรงงานอุตสาหกรรม บริหารการเงิน และการเชาซื้อ 4.3. ระบบติดตอใชงานคอมพิวเตอร ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอรสามารถชวยจัดการใหผูใชเรียกใชหรือติดตอกับเครื่องไดทันที โดยรูปแบบของ การติดตอกับเครื่องจะขึ้นกับระบบปฏิบัติการที่ถูกติดตั้ง ระบบติดตอใชงานคอมพิวเตอรอาจแบงไดเปนสามกลุม ดวยกัน คือ 4.3.1 กลุมพิมพคําสั่งเขาทีละบรรทัด ระบบติ ดต อ แบบนี้เ ปน ระบบติด ตอ แบบ แรกที่พัฒนามาพรอมๆ กับคอมพิวเตอร เปนการ ป อ นคํ า สั่ ง ที ล ะบรรทั ด ซึ่ ง ไม เ อื้ อ ต อ การใช ง าน คอมพิ ว เตอร เ ท า ใดนั ก เพราะผู ใ ช ต อ งจํ า คํ า สั่ ง ตางๆ ใหไดเสียกอน เชน การเรียกใชคําสั่งของ ดอส แต ห ากใช จ นเกิ ด ความชํ า นาญ ข อ ดี คื อ สามารถเรียกโปรแกรมมาทํางานไดรวดเร็วที่สุด ใชพื้นที่หนวยความจํานอย เพราะลดการแสดงผล รูปที่ 4.56 ระบบติดตอผูใชแบบพิมพคําสั่งเขาทีละบรรทัด ในสวนของกราฟก รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552
- 40 -
4.3.2 กลุมเลือกรายการเมนู ในระบบนี้จะแสดงรายการยอยของคําสั่งตางๆ ซึ่งโดยทั่วไปเปนขอความตัวอักษร ไมเปนรูปกราฟก ผูใช เพียงแตเลื่อนตัวชี้ แถบสี หรือสัญลักษณลูกศรขึ้นหรือลงไปยังรายการที่ตองการ แลวกดปุมเลือกรายการนั้น ระบบ ติดตอคอมพิวเตอรแบบนี้ใชงานไดงายขึ้น ไมตองจําคําสั่งมาก เพราะจะมีรายการคําสั่งแสดงไวใหเลือก
รูปที่ 4.57 ระบบติดตอผูใชแบบเลือกรายการเมนู 4.3.3 กลุมเลือกสัญรูป มี ลั ก ษณะคล า ยระบบกลุ ม เลื อ กรายการเมนู เพียงแตวารายการของกลุมนี้จะเปนรูปภาพหรือสัญรูป สํ า หรั บ เลื อ ก โดยมี เ มาส เ ป น ตั ว เลื่ อ นตั ว ชี้ แ ละเลื อ ก รายการ ในบางกรณี ก็ อ าจเป น รายการเมนู ย อ ยของ ขอมูลในระบบ ระบบติดตอคอมพิวเตอรระบบนี้ใชงาน งาย ไมตองเรียนรูหรือจดจําคําสั่งที่ซับซอน ระบบนี้มีผู นิยมหรือกลาวถึงกันมากคือ ระบบติดตอผูใชเชิงกราฟก เรียกวา Graphic User Interface หรือ GUI ซอฟตแวร ประเภท GUI เปนซอฟตแวรขนาดใหญจึงใชพื้นที่ หน ว ยความจํ า มาก ต อ งใช ตั ว ประมวลผลที่ มี ขี ด ความสามารถสูงจึงจะทํางานไดผล รูปที่ 4.58 ระบบติดตอผูใชแบบเลือกสัญรูป
แหลงอางอิง: [1] อนิรุทธิ์ รัชตะวราห, คูมือชางคอมพิวเตอร 2006, โปรวิชั่น, 2548. [2] Ron White, How computers work, Pearson Education, 2002 [3] http://www.howstuffworks.com [4] http://www.cybered.co.th/warnuts/wbi/wbi2/web/intro.htm
รายวิชา ง40101 เทคโนโลยีสารสนเทศและการเขียนโปรแกรมขั้นตน
ภาคเรียนที่ 1/2552