เราสามารถแบ่งโครงสร้างหลัก ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ได้เป็น 3 ส่วนดังนี้
1. อินพุต - เอาท์พุต ( Input - Output ) เป็นส่วนของคอมพิวเตอร์ที่ใช้ติดต่อกับโลกภายนอกโดยรับ-ส่งข้อมูลกับคอมพิวเตอร์ เพื่อให้กลไกภายในตรับไปปฏิบัติโดยผ่านทางอินพุตทำให้ผู้ใช้สามารถรับทราบผลการปฏิบัติงานของเครื่องได้ ตัวอย่างของอุปกรณ์อินพุต ได้แก่ แป้นพิมพ์ ตัวขับดิสก์ เป็นต้น และตัวอย่างของอุปกรณ์เอาท์พุต ได้แก่ จอภาพและเครื่องพิมพ์ เป็นต้น
2. หน่วยประมวลผลกลาง หรือ ซีพียู ( Central Processing Unit : CPU ) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ปฏิบัติตามคำสั่งที่ได้รับมาจากอินพุต
หรือนำเอาข้อมูลจากส่วนอินพุตมาประมวลผล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ การปฏิบัติงานตามคำสั่งหรือการประมวลผลนี้เราเรียกว่าการเอ็กซีคิ้ว
(execute)การเอ็กซีคิ้วชุดคำสั่งหรือโปรแกรมเรียกว่าการรัหรืออาจกล่าวว่าโปรแกรมถูกเอ็กซีคิ้ว
หน่วยประมวลผลกลางเราสามารถแบ่งย่อยลงไปได้อีก 2 ส่วนคือ
-หน่วยควบคุม ( control unit ) มีหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ในระบบทั้งหมดให้มีการทำหน้าที่ให้ถูกต้อง
-หน่วยคำนวณ ( arithmetic logic unit ) มีหน้าที่ในการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์
เช่น บวก ลบ คูณ หาร และงานทางด้านตรรกศาสตร์ เช่น AND OR นอกจากนี้ยังสามารถทำโอเปอร์ชั่นอื่นๆ อีก เช่น การเลื่อนบิต
( shift ) หรือการทำคอมพลีเมนต์ ( complement ) เพื่อสลับค่าตัวเลขจากบวกเป็นลบ หรือจากลบเป็นบวก
เช่น -5 หรือ +5 เป็นต้น สำหรับหน่วยควบคุมมีหน้าที่ควบคุมการทำงานส่วนต่างๆ เป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่ถูกต้อง
อาศัยเทคโนโลยีก้าวหน้าในปัจจุบัน เราสามารถผลิตซีพียู ลงบนแผงวงจรรวมหรือไอซี (Integrated
Circuit) ที่มีขนาดเล็ก ๆ ได้ และเราเรียกกันว่าไมโครโปรเซสเซอร์ หรือ โปรเซสเซอร์
3.หน่วยความจำ (Memory) เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเพื่อสามารถเก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่คอมพิวเตอร์
ต้องการใช้เอาไว้ ดังนั้นหน่วยความจำจึงเป็นสิ่งจำเป็นมาก ในคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ๆ อาจมีหน่วยความจำขนาดหลายเมกกะไบต์
(106 ไบต์) หรือ หลายจิกกะไบต์ (109 ไบต์ ) เราอาจแบ่งหน่วยความจำออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ
- หน่วยความจำปฐมภูมิ เป็นหน่วยความจำที่ติดต่อกับซีพียูโดยตรงมี 2 ชนิดคือ แบบที่ข้อมูลที่เก็บไว้ไม่สูญหาย
แม้ไม่มีไฟฟ้าป้อน เป็นหน่วยความจำที่เรียกกันทั่วไปว่า รอม ( Read Only Memory : ROM ) ข้อมูลที่เก็บไว้ภายใน
ถูกสร้างขึ้นในขณะที่สร้างหน่วยความจำจากโรงงาน ผู้ผลิต และไม่สามารถแก้ไขได้ (แต่ในปัจจุบันหน่วยความจำประเภทนี้ได้รับการพัฒนา
ให้สามารถบันทึกและลบข้อมูลภายในได้ แต่ต้องอาศัยอุปกรณ์พิเศษเฉพาะหน่วยความจำชนิดนี้ ได้แก่ programmeble ROM
หรือ PROM และ erasable PROM หรือ EPROM ) ส่วนหน่วยความจำอีกชนิดหนึ่งคือ แรม ( Random
Access Momery , RAM ) ข้อมูลที่เก็บไว้จำเป็นต้องใช้กระแสไฟเพื่อรักษาข้อมูลให้คงอยู่ ถ้าไม่มีกระแสไฟฟ้าข้อมูล
ที่เก็บไว้ก็หายไปหมด
-หน่วยความจำทุติยภูมิ หน่วยความจำประเภทนี้ เราจะไม่ถือเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยประมวลผล แต่เป็นส่วนหนึ่งของ
อุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุตมากกว่า ตัวอย่างของหน่วยความจำ ประเภทนี้ได้แก่ ดิสก์ เทป เป็นต้น
เพื่อให้เกิดความเข้าใจในการศึกษาระบบปฏิบัติการ การจัดแบ่งโครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์อาจแตกต่างจากที่เคย
พบมา เราจะแบ่งโครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์เป็นดังนี้
1. ระบบภายใน ในส่วนนี้ประกอบไปด้วย ซีพียู และหน่วยความจำปฐมภูมิ ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกส่วนนี้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์
หรือ คอมพิวเตอร์
2. ระบบภายนอก ในส่วนนี้คือ ส่วนอุปกรณ์ อินพุต-เอาท์พุต และหน่วยความจำทุติยภูมิ ทั้งหมดนี้เราเรียกว่าเป็นอุปกรณ์
รอบข้าง (peripheral)
เป็นการแสดงการติดต่อข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งยังคงเหมือนกับ แต่ลดความยุ่งยากลง เพื่อให้ดูเข้าใจง่ายขึ้น ในส่วนของอุปกรณ์
อินพุตจะรับข้อมูล หรือ รับคำสั่ง แล้วส่งให้ซีพียูประมวลผล เมื่อซีพียูมีข้อมูลจะส่งกลับให้ผู้ใช้ ซีพียูจะส่งข้อมูลไปทางอุปกรณ์เอาท์พุต ในการ
ทำงานของซีพียูบางครั้งซีพียูอาจส่งข้อมูลไปเก็บ เอาไว้ในหน่วยความจำทุติยภูมิ เช่น ดิสก์ ในลักษณะนี้ดิสก์จะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เอาท์พุต
และในทำนองเดียวกัน ซีพียูอาจรับหรือต้องการข้อมูลมาจากดิสก์เช่นเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้ดิสก์จะเป็นอุปกรณ์อินพุต นั่นคือ หน่วยความจำ
ทุติยภูมิสามารถเป็นได้ทั้งอุปกรณ์อินพุต และ เอาท์พุตการที่เราแยกหน่วยความจำปฐมภูมิกับหน่วยความจำทุติยภูมิออกกัน
เนื่องจากว่าหน่วยความจำปฐมภูมินั้น ติดต่อกับซีพียูโดยตรงไม่ต้องผ่านอุปกรณ์อื่น แต่สำหรับหน่วยความจำทุติยภูมิเป็น
อุปกรณ์ภายนอกแยกออกไป และ ข้อสำคัญก็คือ การติดต่อระหว่างอุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุตและหน่วยความจำทุติยภูมิต้องมีการอุปกรณ์ช่วยเหลือ
1. อินพุต - เอาท์พุต ( Input - Output ) เป็นส่วนของคอมพิวเตอร์ที่ใช้ติดต่อกับโลกภายนอกโดยรับ-ส่งข้อมูลกับคอมพิวเตอร์ เพื่อให้กลไกภายในตรับไปปฏิบัติโดยผ่านทางอินพุตทำให้ผู้ใช้สามารถรับทราบผลการปฏิบัติงานของเครื่องได้ ตัวอย่างของอุปกรณ์อินพุต ได้แก่ แป้นพิมพ์ ตัวขับดิสก์ เป็นต้น และตัวอย่างของอุปกรณ์เอาท์พุต ได้แก่ จอภาพและเครื่องพิมพ์ เป็นต้น
2. หน่วยประมวลผลกลาง หรือ ซีพียู ( Central Processing Unit : CPU ) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ปฏิบัติตามคำสั่งที่ได้รับมาจากอินพุต
หรือนำเอาข้อมูลจากส่วนอินพุตมาประมวลผล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ การปฏิบัติงานตามคำสั่งหรือการประมวลผลนี้เราเรียกว่าการเอ็กซีคิ้ว
(execute)การเอ็กซีคิ้วชุดคำสั่งหรือโปรแกรมเรียกว่าการรัหรืออาจกล่าวว่าโปรแกรมถูกเอ็กซีคิ้ว
หน่วยประมวลผลกลางเราสามารถแบ่งย่อยลงไปได้อีก 2 ส่วนคือ
-หน่วยควบคุม ( control unit ) มีหน้าที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ในระบบทั้งหมดให้มีการทำหน้าที่ให้ถูกต้อง
-หน่วยคำนวณ ( arithmetic logic unit ) มีหน้าที่ในการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์
เช่น บวก ลบ คูณ หาร และงานทางด้านตรรกศาสตร์ เช่น AND OR นอกจากนี้ยังสามารถทำโอเปอร์ชั่นอื่นๆ อีก เช่น การเลื่อนบิต
( shift ) หรือการทำคอมพลีเมนต์ ( complement ) เพื่อสลับค่าตัวเลขจากบวกเป็นลบ หรือจากลบเป็นบวก
เช่น -5 หรือ +5 เป็นต้น สำหรับหน่วยควบคุมมีหน้าที่ควบคุมการทำงานส่วนต่างๆ เป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่ถูกต้อง
อาศัยเทคโนโลยีก้าวหน้าในปัจจุบัน เราสามารถผลิตซีพียู ลงบนแผงวงจรรวมหรือไอซี (Integrated
Circuit) ที่มีขนาดเล็ก ๆ ได้ และเราเรียกกันว่าไมโครโปรเซสเซอร์ หรือ โปรเซสเซอร์
3.หน่วยความจำ (Memory) เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเพื่อสามารถเก็บข้อมูลหรือคำสั่งที่คอมพิวเตอร์
ต้องการใช้เอาไว้ ดังนั้นหน่วยความจำจึงเป็นสิ่งจำเป็นมาก ในคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ๆ อาจมีหน่วยความจำขนาดหลายเมกกะไบต์
(106 ไบต์) หรือ หลายจิกกะไบต์ (109 ไบต์ ) เราอาจแบ่งหน่วยความจำออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ
- หน่วยความจำปฐมภูมิ เป็นหน่วยความจำที่ติดต่อกับซีพียูโดยตรงมี 2 ชนิดคือ แบบที่ข้อมูลที่เก็บไว้ไม่สูญหาย
แม้ไม่มีไฟฟ้าป้อน เป็นหน่วยความจำที่เรียกกันทั่วไปว่า รอม ( Read Only Memory : ROM ) ข้อมูลที่เก็บไว้ภายใน
ถูกสร้างขึ้นในขณะที่สร้างหน่วยความจำจากโรงงาน ผู้ผลิต และไม่สามารถแก้ไขได้ (แต่ในปัจจุบันหน่วยความจำประเภทนี้ได้รับการพัฒนา
ให้สามารถบันทึกและลบข้อมูลภายในได้ แต่ต้องอาศัยอุปกรณ์พิเศษเฉพาะหน่วยความจำชนิดนี้ ได้แก่ programmeble ROM
หรือ PROM และ erasable PROM หรือ EPROM ) ส่วนหน่วยความจำอีกชนิดหนึ่งคือ แรม ( Random
Access Momery , RAM ) ข้อมูลที่เก็บไว้จำเป็นต้องใช้กระแสไฟเพื่อรักษาข้อมูลให้คงอยู่ ถ้าไม่มีกระแสไฟฟ้าข้อมูล
ที่เก็บไว้ก็หายไปหมด
-หน่วยความจำทุติยภูมิ หน่วยความจำประเภทนี้ เราจะไม่ถือเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยประมวลผล แต่เป็นส่วนหนึ่งของ
อุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุตมากกว่า ตัวอย่างของหน่วยความจำ ประเภทนี้ได้แก่ ดิสก์ เทป เป็นต้น
เพื่อให้เกิดความเข้าใจในการศึกษาระบบปฏิบัติการ การจัดแบ่งโครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์อาจแตกต่างจากที่เคย
พบมา เราจะแบ่งโครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์เป็นดังนี้
1. ระบบภายใน ในส่วนนี้ประกอบไปด้วย ซีพียู และหน่วยความจำปฐมภูมิ ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกส่วนนี้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์
หรือ คอมพิวเตอร์
2. ระบบภายนอก ในส่วนนี้คือ ส่วนอุปกรณ์ อินพุต-เอาท์พุต และหน่วยความจำทุติยภูมิ ทั้งหมดนี้เราเรียกว่าเป็นอุปกรณ์
รอบข้าง (peripheral)
เป็นการแสดงการติดต่อข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งยังคงเหมือนกับ แต่ลดความยุ่งยากลง เพื่อให้ดูเข้าใจง่ายขึ้น ในส่วนของอุปกรณ์
อินพุตจะรับข้อมูล หรือ รับคำสั่ง แล้วส่งให้ซีพียูประมวลผล เมื่อซีพียูมีข้อมูลจะส่งกลับให้ผู้ใช้ ซีพียูจะส่งข้อมูลไปทางอุปกรณ์เอาท์พุต ในการ
ทำงานของซีพียูบางครั้งซีพียูอาจส่งข้อมูลไปเก็บ เอาไว้ในหน่วยความจำทุติยภูมิ เช่น ดิสก์ ในลักษณะนี้ดิสก์จะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เอาท์พุต
และในทำนองเดียวกัน ซีพียูอาจรับหรือต้องการข้อมูลมาจากดิสก์เช่นเดียวกัน ซึ่งในกรณีนี้ดิสก์จะเป็นอุปกรณ์อินพุต นั่นคือ หน่วยความจำ
ทุติยภูมิสามารถเป็นได้ทั้งอุปกรณ์อินพุต และ เอาท์พุตการที่เราแยกหน่วยความจำปฐมภูมิกับหน่วยความจำทุติยภูมิออกกัน
เนื่องจากว่าหน่วยความจำปฐมภูมินั้น ติดต่อกับซีพียูโดยตรงไม่ต้องผ่านอุปกรณ์อื่น แต่สำหรับหน่วยความจำทุติยภูมิเป็น
อุปกรณ์ภายนอกแยกออกไป และ ข้อสำคัญก็คือ การติดต่อระหว่างอุปกรณ์อินพุต-เอาท์พุตและหน่วยความจำทุติยภูมิต้องมีการอุปกรณ์ช่วยเหลือ
การอ้างอิง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น