1

คอมพวเตอรฮารดแวร Hardware Computer

ภาควชาวทยาการคอมพวเตอรและเทคโนโลยสารสนเทศ คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยนเรศวร

2

วตถประสงค

• เพอรจกองคประกอบของเครองคอมพวเตอรและอปกรณตอพวงตางๆ

• อธบายหนาทของฮารดแวรในแตละสวนได

3

ฮารดแวรคออะไร? • เปนสวนหนงของระบบคอมพวเตอรทเราสามารถจบตองได • สามารถแบงกลมตามหนาทในสวนของคอมพวเตอรฮารดแวรได

ออกเปน 5 สวน แตละสวนตางท าหนาททแตกตางกนไป แตกมความสมพนธเกยวของกน ดงน

1. หนวยรบขอมล (Input Unit) 2.สวนประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU) 3. หนวยแสดงผลขอมล (Output Unit) 4. หนวยจดเกบขอมล (Storage Unit) 5. สวนตอประสาน (Connectivity)

4

เครองคอมพวเตอรและอปกรณตอพวง

5

แบบจ าลองโครงสรางของเครองคอมพวเตอร

สวนน าขอมลเขา INPUT

หนวยประมวลผล PROCESSOR

สวนแสดงผลขอมลออก OUTPUT

หนวยความจ า MEMORY

หนวยเชอมตอ

Connectivity

6

หนวยรบขอมล (INPUT UNIT)

• Input Unit เปนหนวยอปกรณทท าหนาท รบค าสงหรอรบขอมล จากผใช หรอ จากสงแวดลอม เขาสคอมพวเตอรเพอใหคอมพวเตอรด าเนนการประมวลผลตอไป

• ขอมลทสามารถน าเขาไปประมวลผลในคอมพวเตอรสามารถเปนไดหลายประเภท เชน ตวอกษร ขอความ จ านวน รปภาพ ส อณหภม เสยง หรอ ขอมลอนๆ ทสามารถแปลงเปนรหสดจตอลได

• อปกรณรบขอมลเขามหลายรปแบบ

7

การจ าแนกประเภทอปกรณน าเขา (Input Devices Classification)

• น าเขาโดยการพมพ – เชน Keyboard, Button

• น าเขาแบบชต าแหนง – เชน Mouse, Tracking Ball, Touch Screen, Light Pen (Stylus)

• น าเขาโดยการอานจากแสง – เชน Bar-code reader, Scanner, Digital Camera, OCR

• น าเขาโดยการอานจากหมกแมเหลก – เชน Magnetic Ink Character Reader (MICR)

• น าเขาโดยการอานจากสอบนทก – เชน Disk Drive, CD-ROM Drive, Card reader

• น าเขาโดยการรบจากเสยง – เชน Microphone

• น าเขาจากคลนแมเหลกไฟฟา – RFID Reader

• อนๆ

8

อปกรณน าเขาดวยการพมพ

• แปนพมพ (Keyboard) แบบตางๆ

9

Keyboard ทถกออกแบบมาพเศษ

Maltron One hand สามารถใชมอเดยวในการพมพ

Keyboard บางประเภทถกออกแบบมาเพอรองรบลกษณะทางกายภาพของมนษย เพอใหผใชสามารถพมพไดเรวและท างานไดนานขน (สามารถลดความเมอยลาได)

10

Software Virtual Keyboard

เปน Software ทท าหนาทเปน Keyboard คอยรบการปอนขอความเขาสคอมพวเตอร ซงสามารถใช Mouse ในการคลกเลอกตวอกษรแทนการพมพท Keyboard จรง

11

อปกรณน าเขาดวยการพมพอนๆ • ปมกด (Button)

12

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Mouse ใชลกกลง (Rolling ball) เปนตวก าหนดการเคลอนทของ Mouse

ใชตวตรวจจบแสง (Optical Sensor) ตรวจจบการเคลอนทของ Mouse

13

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Track Ball

14

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Touch Screen เปนทงอปกรณ Input และ Output

15

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Stylus , Light Pen

16

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Touch Pad

17

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Pointing Stick

18

อปกรณน าเขาจากการชต าแหนง

• Joystick

19

อปกรณน าเขาโดยการอานจากแสง

• Bar-code Reader

แถบบารโคด เครองอานบารโคด

20

อปกรณน าเขาโดยการอานจากแสง

• Scanner

21

อปกรณน าเขาโดยการอานจากแสง

• Fingerprint Scanner

22

อปกรณน าเขาโดยการอานจากแสง

• Retina (Eye) Scanner

23

อปกรณน าเขาโดยการอานจากหมกแมเหลก

• Magnetic Ink Character Reader (MICR)

MICR Font คอหมกแมเหลกทพมพลงบนเอกสาร

24

อปกรณน าเขาโดยอานจากสอบนทก

DVD Drive

Card Reader

Floppy Drive

25

อปกรณน าเขาจากเสยง

• Microphone

26

อปกรณน าเขาโดยอานจากคลนแมเหลกไฟฟา

• RFID Reader

– RFID :Radio Frequency Identification

RFID tag

RFID Reader

27

หนวยแสดงผล (Output Unit)

• คออปกรณตางๆ ทใชส าหรบแสดงผลการท างานหรอผลลพธทไดหลงจากทคอมพวเตอรประมวลผลขอมลเปนทเรยบรอยแลว

• ขอมลทไดหลงการประมวลผล กคอขอมลตามทผใชงานตองการ ซงกมหลากหลายรปแบบ ขนอยกบอปกรณแสดงผลขอมล

• อปกรณแสดงผลขอมลทเราใชกบบอยๆ กคอ จอภาพ (monitor),

เครองพมพ (printers) และล าโพง (speaker)

28

อปกรณแสดงผลดวยเสยง

• ล าโพง (Speaker) •ชดหฟง (Headset)

29

ประเภทของจอภาพแสดงผล • จอภาพสเดยว (Monochrome Monitor) • จอภาพส (Color Monitor)

• จอภาพแบบแบน (LCD; Liquid Crystal Display) • จอแบบสมผส (Touch Screen)

30

Pixel

จอภาพแสดงผล (Monitor)

Dot pitch

31

ประเภทเครองพมพ (Printer)

เครองพมพแบบกระทบ (Dot Matrix Printer) เครองพมพแบบพนหมก (Inkjet Printer)

เครองพมพเลเซอร (Laser Printer)

32

เครองพมพแบบกระทบ (Impact Printer)หรอ (Dot

Matrix Printer)

ขอดของเครองพมพลกษณะน คอ หมกพมพเปนตลบ ราคาไมสงมากนก สามารถพมพกระดาษหลายกอปปได ความเรวในการพมพวดเปน ตวอกษรตอวนาท (cps: Character per second)

ตลบผาหมก

33

เครองพมพแบบพนหมก (Inkjet Printer)

ความเรวในการพมพวดเปนหนาตอนาท (ppm :pages per minutes)

34

เครองพมพเลเซอร (Laser Printer)

ความเรวในการพมพวดเปนหนาตอนาท (ppm :pages per minutes)

35

Plotter

• Plotter เปนเครองพมพขนาดใหญ ซงใชส าหรบงานพมพทตองใชพนทในการพมพมาก ตวอยางเชน แผนปายโฆษณา โปสเตอร หรอ แผนผงขนาดใหญ

36

หนวยความจ า (Memory)

• หนวยความจ า คอหนวยส าหรบเกบขอมลของคอมพวเตอร • หนวยความจ า แบงเปนสองประเภท

– หนวยความจ าหลก (Primary Memory) • คอหนวยความจ าภายในเครองคอมพวเตอร ซงเกบขอมลทพรอมจะน ามาประมวลผลได

ทนท ในขณะทคอมพวเตอรก าลงท างานอย (เปดเครองอย)

– หนวยความจ ารอง (Secondary Memory) • คอสอบนทกขอมลตางๆ ทเกบขอมลของคอมพวเตอรไวตอนทเครองคอมพวเตอรไม

ท างาน (ปดเครอง) ขอมลในสอบนทกขอมลจะถกน ามาใชไดกตอเมอมการอานจากสอบนทกขอมลเขามาสหนวยความจ าหลก

37

ชนดของหนวยความจ าหลก

• RAM (Random Access Memory)

• ROM (Read Only Memory)

38

Random Access Memory (RAM)

• หนวยความจ ากคอพนทท างานของคอมพวเตอร ซงจะจดเกบค าสง และขอมลทใชระหวางทมการประมวลผล หนวยความจ าแบบนคอ หนวยความจ าหลก (main memory หรอ primary storage) กคอ RAM (Random Access Memory) นนเอง

• ความจของ RAM ถอวามความส าคญมาก เพราะถาเราม RAM ทมความจสง ในระหวางทมการประมวลผลกจะมพนทส าหรบเกบค าสงและขอมลทตองใชไดเพยงพอ

39

ROM (Read Only Memory)

• นอกจากหนวยความจ าหลกทเปน RAM แลวในคอมพวเตอรเรายงม ROM (Read only memory) คอหนวยความจ าหลกภายในเครองคอมพวเตอรเชนกน โดยปกตแลว ROM จะมความจไมใหญนก และมกจะใชเกบค าสงหรอขอมลการตงคาทจ าเปนส าหรบชวยใหเครองคอมพวเตอรเรมตนท างาน

40

ROM

41

หนวยความจ ารอง (Secondary Memory)

• สอบนทกแมเหลก (Magnetic Storage Media)

• สอบนทกทตองอานดวยแสง (Optical Storage Media)

• สอบนทกแบบโซลดสเตท (Solid State Media)

42

หนวยความจ ารอง (Secondary Memory)

• สอบนทกแมเหลก (Magnetic Storage Media) – เทปแมเหลก (Magnetic Tape)

• ขอมลจะถกบนทกเปนสญญาณแมเหลกบนผวของสายเทป • การอานและเขยนขอมลจะเปนแบบล าดบ (Sequential Access

Read/Write) นนคอจะตองอาน/เขยนจากหวเทปไปหาปลายเทป

– จานแมเหลก (Magnetic Disk) • ยกตวอยางเชน Floppy Disk หรอ HardDisk • ขอมลจะถกบนทกเปนสญญาณแมเหลกบนผวของจานแมเหลก • การอานและเขยนขอมลจะมลกษณะเปนการเขาถงแบบตรง (Direct

Access Read/Write)

43

Magnetic Tape

44

หลกการท างานของ Magnetic Tape

หวอาน/เขยนเทป

Sequential Access Read/Write

45

Magnetic Disk

Floppy Disk HardDisk

46

หลกการท างานของ Disk

Track

Sector

หวอาน/เขยนของ Drive

โครงสรางแบง Track และ Sector

การอานเขยนจะเปนแบบ Direct Access

Read/Write คอจะตองระบถงต าแหนงของ

Track และ Sector ทตองการอานหรอเขยน

47

หลกการท างานของ Harddisk

Hard disk ใชหลกการเดยวกนกบ Disk แตจะมจ านวนจานแมเหลก

มากกวา โดยมการเรยงเปนชนๆ

48

หนวยความจ ารอง (Secondary Memory)

• สอบนทกทตองอานดวยแสง (Optical Storage Media) – ไดแก แผน CD-ROM ,CD-RW, DVD – ใชแสงในการอานขอมลทผวของแผน ดงนนถาแผนเปนรอยอาจท าใหขอมลท

อานไมถกตอง

49

หลกการของแผน CD

ภาพถายผว CD ระดบไมครอน

พนผวทไมเรยบ คอการเขารหสขอมล

บนผวของแผน CD

-ถาเปนพนเรยบใหรหสเปน 0

-ถาเปนพนยกขนใหรหสเปน 1

50

หนวยความจ าส ารอง (Secondary Memory)

• สอบนทกแบบโซลดสเตท (Solid State Media) – สอบนทกขอมลแบบโซลดสเตท เปนชปทสามารถอานและเขยนขอมลได – ขอมลทอยในชปจะไมลบเลอน – การเปลยนสถานะของขอมลในชปจะใชกระบวนการทางไฟฟาควบคมเพอ

การเปลยนแปลงสถานะ

– ชปประเภทนมกถกเรยกวา Flash Memory – เปนทนยมใชกนอยางแพรหลายในอปกรณ Digital แบบพกพา เชน กลอง

ดจตอล หรอ โทรศพทเคลอนท เปนตน

51

Flash memory

• การเกบขอมลจะเปนแบบดจตอลโดยเกบใน cell ทอยในชป

52

Flash memory

• ขอด: – 1. สามารถเกบขอมลไดดกวา magnetic disk เนองจากเปนการเกบขอมลโดย

ใช chip – 2. ในขณะทท าการบนทกจะไมมการหมนของอปกรณภายใน flash memory

card ท าใหมความคงทนตอการกระทบกระเทอนไดมากกวา magnetic disk จงเขาถงขอมลไดเรวกวา disk

– 3. มขนาดเลก และ สามารถถอดออกไดงาย

• ขอเสย: – 1. ปจจบนมขอจ ากดดานความจ ซงมความจนอยกวาฮารดดสก

53

หนวยประมวลผล Processing Unit

• หนวยประมวลผลคอหนวยทแปลค าสงแลวท าการประมวลผลค าสงเพอใหไดผลลพธตามทตองการ ไดแก –หนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit: CPU)

–หนวยประมวลผลรวม (Coprocessor/ Chipsets)

54

หนวยประมวลผลกลาง Central Processing Unit: CPU • เปน Chip หลกทท าหนาทประมวลผลค าสง • องคประกอบของ CPU

– หนวยความจ าภายใน (Inner memory) • รจสเตอร (Register) • แคช (cache)

– วงจรหนวยควบคม (Control Unit: CU)

– วงจรหนวยค านวณและเปรยบเทยบ (Arithmetic and Logics Unit: ALU)

55

แผงวงจรบน CPU

56

องคประกอบของ CPU

ALU CU

registers

Cache (Level 1)

CPU

Data Line

Control Signal

Input/Output Devices

57

องคประกอบของ CPU

• รจเตอร (Register) คอหนวยความจ าทอยใน CPU ทมความเรวสง มขนาดเลก ใชส าหรบเกบค าสงหรอขอมลทก าลงถกประมวลผล

• แคช (Cache) คอหนวยความจ าทมอตราเรวในการเขาถงสง (เปน SRAM) ส าหรบเกบขอมลทรอจะสงไปประมวลผลยง CPU – เนองจาก CPU มความเรวในการประมวลผลทสงมากถาตองรอคอยขอมลจากหนวยความจ าท

ชากวา CPU มากๆ กจะท าใหประสทธภาพในการะประมวลผลโดยรวมต า ดงนนจงจ าเปนตองใชหนวยความจ าทมอตราเรวใกลเคยงกบ CPU มากทสดเพอจะไดสงขอมลใหกบ CPU ไดอยางทนถวงท

• หนวยควบคม (CU ) คอวงจรทควบคมใหหนวยตางๆ ท างานประสานกนได • หนวยค านวณและเปรยบเทยบ (ALU) คอวงจรส าหรบค านวณทางคณตศาสตรและ

เปรยบเทยบทางตรรกะของ CPU

58

ตวประมวลผลรวม (Coprocessor/Chipset)

• ตวประมวลผลรวม (Coprocessor) คอตวประมวลผลทสรางขนเพอท าหนาทเฉพาะ ชวยลดหนาทในการประมวลผลของ CPU โดยแบงหนาทในการประมวลผลเฉพาะอยางไป ท าให CPU ท างานนอยลง – เชน Chipset ประมวลผลเสยง หรอ กราฟฟกส เปนตน

59

หนวยเชอมตอ (Connectivity Unit) • หนวยเชอมตอ คอ ชองทางในการสอสารระหวางหนวยอปกรณอนๆ • ไดแก ระบบสอสารบนแผงวงจรหลก (Mainboard) ท าหนาทเปนตวเชอมโยง

อปกรณตางๆของคอมพวเตอรใหสามารถสอสารและท างานรวมกนได

Input/Output Port

60

แผงวงจรหลก (Mainboard)

61

การสอสารกบอปกรณภายนอก

• การสอสารกบอปกรณตอพวง (Peripherals Devices) • การสอสารกบคอมพวเตอรเครองอนผานระบบเครอขาย

62

พอรตสอสารส าหรบอปกรณตอพวง Input/Output Port • พอรตสอสารส าหรบอปกรณตอพวง เปนชองทางส าหรบการเชอมตอ

กบอปกรณตอพวงประเภท Input/Output แบบตางๆ • ตวอยางของพอรตสอสาร

– พอรตยเอสบ (USB Port) – พอรตอนกรม (Serial Port ) – พอรตขนาน (Parallel Port) – พอรตแบบไรสาย (Wireless Port) เชน

• Infrared Port • Bluetooth Port

– อนๆ

63

พอรตสอสารทนยมใชอยในปจจบน

Serial Port

Parallel Port

USB port

Infrared Port

64

พอรตแบบไรสาย Wi-Fi port หรอ Wireless port

• Wi-Fi หรอ Wireless หมายถง เครอขายไรสาย มกใชกบระบบเครอขาย ไมวาจะเปนในองคกรหรอในระบบเครอขายอนเตอรเนต

• เปนเทคโนโลยทชวยใหการตดตอสอสารระหวางเครองคอมพวเตอร กบอปกรณเครอขาย โดยไมใชสายสญญาณในการเชอมตอ แตใชคลนวทยเปนชองทางการสอสารแทน ท าใหไมตองเดนสายสญญาณ และตดตงใชงานไดสะดวกขน

65

ค าถามทายบท

1. อปกรณขอใดตอไปน สามารถเปนไดทง อปกรณแสดงผลและอปกรณน าเขา

ก. Mouse ข. Monitor แบบ Touch Screen

ค. Keyboard ง. Speaker

2. อปกรณขอใดตอไปน ไมใช อปกรณน าเขาขอมล (Input Device)

ก. Speaker ข. Mouse

ค. Joystick ง. Keyboard

3. ขอใดไมเปนสวนประกอบของ CPU

ก. ALU ข. Register ค. CU ง. RAM

4. ขอใดไมใชองคประกอบหลกของคอมพวเตอร ก. Storage ข. Output

ค. Memory ง. Process

5. ขอใดไมเปนอปกรณแสดงผล ก. เครองสแกนลายนวมอ ข. เครองพมพ

ค. จอภาพ ง. ล าโพง

6. พอรตเชอมตออปกรณชนดใดมความเรวสงทสด ก. สวนเชอมตอแบบขนาน ข. ยเอสบ 2.0

ค. อนฟราเรด ง. บลทท (Bluetooth)

7. หนวยวดความละเอยดของจอภาพคอ

ก. เมกกะเฮรต ข. พกเซล

ค. ไบท ง. บต

8. ขอใดกลาว ไมถกตอง เกยวกบ แรม (RAM)

ก. ขอมลยงอยแมปดเครองไปแลว ข. สามารถบนทกขอมลได

ค. บนทกขอมลไดหลายครง ง. เปนหนวยความจ าหลก