ระบบของคอมพิวเตอร์

ระบบของคอมพิวเตอร์

        คอมพิวเตอร์ คือ อุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่ออำนวยความสะดวกและช่วยในการทำงานของมนุษย์ โดยมีการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป พัฒนาการของคอมพิวเตอร์มีมาอย่างต่อเนื่องจนในปัจจุบันคอมพิวเตอร์เป็นที่นิยม และราคาถูกลงมากเมื่อเทียบกับสมัยก่อน อีกทั้งความสามารถและประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ก็เพิ่มขึ้นทั้งในด้าน ความเร็วในการประมวลผลข้อมูล และความสามารถในการเก็บข้อมูลมากขึ้น และปลอดภัยมากขึ้น

             เมื่อปิดคอมพิวเตอร์ มันก็เปรียบเสมือนสิ่งของที่ประกอบด้วย พลาสติก โลหะ สายไฟมากมาย และวงจรต่างๆ  ที่เชื่อมต่อกันอย่างซับซ้อนมากมาย แต่เมื่อเปิดคอมพิวเตอร์ขึ้น กระแสไฟฟ้าจะกระตุ้นให้วงจรเหล่านั้นทำงาน และเกิดเรื่องน่าอัศจรรย์ขึ้นมากมาย แต่เริ่มแรกที่กระแสไฟฟ้าเข้าสู่คอมพิวเตอร์ มันจะยังไม่ทำงานใดๆทั้งนั้น นอกจากจะตรวจสอบตัวเองก่อนว่ามีอุปกรณ์อะไรบ้างที่มีอยู่ในตัวมันและยังใช้งานได้หรือไม่ เหมือนกับ คนไข้อาการโคม่าที่พอฟื้นขึ้นมาก็จะตรวจดูตัวเองก่อนว่า อวัยวะของตัวเองอยู่ครบหรือไม่ นั่นเอง เมื่อคอมพิวเตอร์ตรวจสอบอุปกรณ์ต่างๆ ในตัวมันแล้วไม่มีปัญหา ก็จะเริ่มทำการ บูท (boot) ระบบ ซึ่งต้องอาศัยโปรแกรมที่เรียกว่า ระบบปฏิบัติการ ซึ่งทำหน้าที่เสมือนผู้ดูแลการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ในคอมพิวเตอร์ ให้ทำงานตามคำสั่ง

     การทำงาน
          เมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ กระแสไฟฟ้าจะวิ่งไปตามเส้นทางที่ได้กำหนดไว้ไปยัง ซีพียู เพื่อลบข้อมูลเก่าที่ยังคงค้างอยู่ใน หน่วยความจำของซีพียู หรือเรียกว่า เรจิสเตอร์ (Register) สัญญาณทางไฟฟ้าจะไปตั้งค่าเรจิสเตอร์ของซีพียูตัวหนึ่ง มีชื่อว่า ตัวนับโปรแกรม หรือ Program counter ค่าที่ตั้งให้นั้น ค่าที่ตั้งนั้นเป็นค่าที่บอกให้ ซีพียู รู้ตำแหน่งของคำสั่งถัดไปที่จะต้องทำ ซึ่งตอนเปิดเครื่อง ตำแหน่งที่ต้องส่งไปก็คือตำแหน่งเริ่มต้นของคำสั่งบูตนั่นเอง ชุดคำสั่งหรือโปรแกรมบูตจะเก็บอยู่ในหน่วยความจำที่เรียกว่า ไบออส (BIOS ย่อมาจาก Basic Input/Output System) หรือ รอมไบออส (ROM BIOS ย่อมาจาก Read Only Memory Basic Input/Output System) จากนั้น ซีพียูจะส่งสัญญาณไปตามบัส (Bus) ซึ่งเป็นวงจรทีเชื่อมอุปกรณ์ทุปอย่างเข้าด้วยกัน เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ทุกอย่างทำงาน

        คอมพิวเตอร์ทำงานได้โดยมีส่วนประกอบที่สำดัญ คือ

                  หน่วยประมวลผล, หน่วยความจำ, และหน่วยรับ-แสดงผล

หน่วยประมวลผลมีหน้าที่ตีความและดึงคำสั่งมาทำงาน ส่วนหน่วยความจำมีหน้าที่เก็บข้อมูลรอจนกว่าจะมีการเรียกใช้ หรือนำไปเก็บไว้ที่อื่น และหน่วยรับและแสดงผลข้อมูล อุปกรณ์เหล่านี้จะติดต่อกันบนแผงวงจรหลัก หรือ เมนบอร์ด การ์ดควบคุมจะต่อกับแผงวงจรหลัก เพื่อให้ระบบติดต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ ได้ การ์ดส่วนใหญ่ที่พบในคอมพิวเตอร์ ได้แก่ การ์ดจอ, การ์ดเสียง, การ์ดโมเด็ม, การ์ดเครือข่าย เป็นต้น

อุปกรณ์ภายนอกระบบที่ต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านทางพอร์ตต่างๆ ได้แก่ แป้นพิมพ์, เมาส์, เครื่องพิมพ์, เครื่องสแกน, ไมโครโฟน, จอภาพ, ลำโพง เป็นต้น 

         อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ต่างๆ ที่กล่าวข้างต้นเป็นเพียงองค์ประกอบหนึ่งของระบบคอมพิวเตอร์เท่านั้น ซึ่ง อุปกรณ์ต่างเหล่านั้น จัดอยู่ในอค์ประกอบประเภท ฮาร์ดแวร์ (hardware) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เราสามารถจับต้องได้ ฮาร์ดแวร์ แบ่งเป็น 5 ประเภท อุปกรณ์รับข้อมูล (input), อุปกรณ์ส่งข้อมูล (output), อุปกรณ์ประมวลผลข้อมูล (system unit), อุปกรณ์เก็บข้อมูล (storage device), และอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล (communication device)
องค์ประกอบอื่นๆ ได้แก่ ซอฟต์แวร์ (software) คือ ชุดของคำสั่งที่เป็นตัวกำหนดการทำงานต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ สามารถเรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า โปรแกรม เช่น window, winamp, winzip, wordprocessor, powerdvd เป็นต้น ส่วนบุคคล (peopleware) คือ บุคคลที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ เช่น บุคคลทั่วไป, นักเขียนโปรแกรม, นักวิเคราะห์ระบบ เป็นต้น และข้อมูล (data) คือ ข้อมูลที่เก็บอยู่ในคอมพิวเตอร์เพื่อไว้ใช้งานต่อไป ซึ่งสามารถเป็นได้ ทั้ง รหัสต่างๆ ตัวอักขระ ตัวเลข รูปภาพ เสียง และ วิดีโอ เป็นต้น

เลขฐาน ต่างๆ

เลขฐานสอง

ระบบเลขฐานสอง  คือ  ระบบตัวเลขที่มีค่าฐานเป็นสอง มีสัญญลักษณ์ 2 ตัว คือ 0 กับ 1  ค่าตามตำแหน่งของส่วนที่เป็นจำนวนเต็มของเลขฐานสอง คือ

ตารางเปรียบเทียบเลขฐานสอง

เลขฐานสิบ เเลขฐานสอง 0 00 1 01 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111 8 1000 9 1001

การแปลงเลขฐาน 10 ให้เป็นเลขฐาน 2 ทำได้โดยเอาเลขฐานสิบตั้ง  แล้วหารด้วยเลข 2 ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งผลลัพธ์เป็น "0" ในการหารนั้นจะต้องเขียนเศษไว้ทุกครั้ง  จากนั้นให้เขียนเศษที่ได้จากการหารโดยเรียงลำดับจากด้านล่างขึ้นด้านบน

ตัวอย่าง   จงแปลง   ให้อยู่ในรูปเลขฐานสอง

ผลลัพธ์ของการแปลง       ให้อยู่ในรูปเลขฐาน 2  คือ

การแปลงเลขฐาน 2 ให้เป็นเลขฐาน 10 ทำได้โดยวิธีการคูณตัวเลขฐาน 2  ในแต่ละหลักด้วยค่าประจำตำแหน่ง แล้วนำผลลัพธ์ที่ได้มารวมกัน จะได้เป็นค่าของเลขฐานสิบ

ตัวอย่าง   จงแปลง   ให้อยู่ในรูปเลขฐานสิบ

= = = 64+16+6 =

ผลลัพธ์ของการแปลง  ให้อยู่ในรูปเลขฐานสิบ  คือ                        ****************************************************************************************

เลขฐานแปด 

ระบบเลขฐานแปด เป็นระบบตัวเลขที่มีค่าฐานเป็นแปด มีตัวเลขอยู่ 8 ตัว คือ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ซึ่งสามารถเปรียบเทียบค่าเลขฐานได้ตามตาราง

เลขฐานสิบ เลขฐานสอง เลขฐานแปด 0 000 0 1 001 1 2 010 2 3 011 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7

การแปลงเลขฐาน 10 ให้เป็นเลขฐาน 8 ทำได้โดยเอาเลขฐานสิบตั้ง  แล้วหารด้วยเลข 8 ไปเรื่อยๆ จนกระทั่งผลลัพธ์เป็น "0" ในการหารนั้นจะต้องเขียนเศษไว้ทุกครั้ง  จากนั้นให้เขียนเศษที่ได้จากการหารโดยเรียงลำดับจากด้านล่างขึ้นด้านบน

ตัวอย่าง      มีค่าเท่าไรในเลขฐานแปด

ผลลัพธ์ของการแปลง  ให้อยู่ในรูปเลขฐานแปด คือ  

การแปลงเลขฐาน 8 ให้เป็นเลขฐาน 10 ทำได้โดยวิธีการคูณตัวเลขฐาน 8 ในแต่ละหลักด้วยค่าประจำตำแหน่ง แล้วนำผลลัพธ์ที่ได้มารวมกัน จะได้เป็นค่าของเลขฐานสิบ

ตัวอย่าง        มีค่าเท่าไร ในเลขฐานสิบ

= = = 64 + 16 + 6 =

ผลลัพธ์ของการแปลง   มีค่าเท่ากับ

หลักการแปลงเลขฐานสองเป็นเลขฐานแปด

จัดเลขฐานสองทีละ 3 ตัว โดยเริ่มจากหลังไปหน้า   นำเลขที่จัดได้ แปลงเป็นเลขฐานสิบ   เขียนเลขฐานแปดแทนที่เลขฐานสอง เป็นคำตอบที่ได้

ตัวอย่าง      มีค่าเท่าไรในเลขฐานแปด

1 001 101 1 1 5

มีค่าเท่ากับ

หลักการแปลงเลขฐานแปดเป็นเลขฐานสอง

แปลงเลขฐานแปดให้เป็นเลขฐานสอง  เต็มสามหลัก วางเรียงตามลำดับ   จากข้อ 1 เลขฐานสองที่ไม่ครบสามหลัก  ให้ใส่เลข  0  ด้านหน้า  ให้ครบสามหลัก   ค่าที่ได้คือคำตอบเลขฐานสอง

ตัวอย่าง      มีค่าเท่าไรในเลขฐานสอง

2 5 4 3 10 101 100 11 10 101 100 011

มีค่าเท่ากับ

*********************************************************************

   เลขฐาน 16

ระบบเลขฐาน 16  มีตัวเลขอยู่ 16  ตัว  คือ

0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  A  B  C  D  E  F ตาราง เปรียบเทียบเลขฐานสิบหก เลขฐานสิบ เลขฐานสอง เลขฐานสิบหก 0 0000 0 1 0001 1 2 0010 2 3 0011 3 4 0100 4 5 0101 5 6 0110 6 7 0111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F

การแปลงเลขฐาน 10 ให้เป็นเลขฐาน 16 ทำได้โดยเอาเลขฐานสิบตั้ง แล้วหารด้วยเลข 16 ไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งผลลัพธ์เป็น"0" ในการหารนั้นจะต้องเขียนเศษไว้ทุกครั้ง จากนั้นให้เขียนเศษที่ได้จากการหาร โดยเรียงลำดับจากด้านล่างขึ้นด้านบน

ตัวอย่าง       มีค่าเท่าไร ในเลขฐานสิบหก

เลข  10  ในฐาน  16  แทนด้วยตัวอักษร  A

มีค่าเท่ากับ

การแปลงเลขฐาน16 ให้เป็นเลขฐาน 10 ทำได้โดยวิธีการคูณตัวเลขฐาน 16 ในแต่ละหลักด้วยค่าประจำตำแหน่ง แล้วนำผลลัพธ์ที่ได้มารวมกัน จะได้เป็นค่าของเลขฐานสิบ

ตัวอย่าง       มีค่าเท่าไร ในเลขฐานสิบ

=  246

มีค่าเท่ากับ

หลักการแปลงเลขฐานสองเป็นเลขฐานสิบหก

จัดเลขฐานสองทีละ  4  ตัว โดยเริ่มจากหลังไปหน้า   นำเลขที่จัดได้ แปลงเป็นเลขฐานสิบ   เขียนเลขฐานสิบหกแทนที่เลขฐานสอง เป็นคำตอบที่ได้

ตัวอย่าง      มีค่าเท่าไรในเลขฐานสิบหก

100 1101 4 13 (D)

มีค่าเท่ากับ

หลักการแปลงเลขฐานสิบหกเป็นเลขฐานสอง

แปลงเลขฐานแปดให้เป็นเลขฐานสอง  เต็มสี่หลัก วางเรียงตามลำดับ   จากข้อ 1 เลขฐานสองที่ไม่ครบสามหลัก  ให้ใส่เลข  0  ด้านหน้า  ให้ครบสี่หลัก   ค่าที่ได้คือคำตอบเลขฐานสอง

ตัวอย่าง      มีค่าเท่าไรในเลขฐานสอง

4 F 3 (ฐาน 16) 4 15 3 (ฐาน 16) 100 1111 11 (ฐาน 2) 100 1111 0011 (ฐาน 2)

มีค่าเท่ากับ   *******************************************************