Transcript Hardware & Software - ภาควิชาคอมพิวเตอร์

Information Technology
Concepts
Hardware and Software
ทัศนวรรณ ศูนยกลาง
์
ภาควิชาคอมพิวเตอร ์ คณะ
เนื้อหาบรรยาย
• Overview of
Information
Systems (IS)
• Information
Technology
Concepts
• Business and
Specialized IS
• System
Components of an IS
องคประกอบของระบบสารสนเทศ
์
คอมพิวเตอร ์
• ฮารดแวร
์
์ (Hardware)IT
• ซอฟตแวร
์
์ (Software)
• ขอมู
้ ล/ฐานขอมู
้ ล
(Data/Database)
• เครือขายและการสื
่ อสาร
่
(Telecommunication &
Network)
• กระบวนการทางาน
(Procedure)
• บุคลากร (People)
Overview
ฮารดแวร
์
์
(Hardware)
ซอฟตแวร
์
์
(Software)
Overview
o ฮารดแวร
์
์
(Hardware)
 ส่วนประกอบและ
หน้าที่
 หน่วยประมวลผล
 หน่วยจัดเก็บขอมู
้ ล
 หน่วยรับขอมู
้ ล
 หน่วยแสดงผล
 ประเภทของ
คอมพิวเตอร
o ซอฟตแวร
์
์
(Software)
 ประเภทของ
ซอฟตแวร
์
์
 ซอฟตแวร
ระบบ
์
์
 ซอฟตแวร
ประยุ
กต ์
์
์
 ประเด็นและ
แนวโน้ม
Hardware
ทาไมตองรู
เรื
่ งฮารดแวร
้
้ อ
์
์
• Hardware
– เครือ
่ งจักรกลใดๆ ทีช
่ ่ วยในการรับขอมู
้ ลเขา้
ประมวลผล จัดเก็บ และแสดงผล สาหรับระบบ
สารสนเทศ
• การเลือกฮารดแวร
เพื
่ ใช้งานในธุรกิจจะตอง
์
์ อ
้
สนับสนุ น
– วัตถุประสงคของระบบสารสนเทศ
์
– เป้าหมายขององคกร
์
ระบบคอมพิวเตอร ์
• ส่วนประกอบของฮารดแวร
์
์
8
System Unit
• System unit
– บรรจุส่วนประกอบหลัก
ทีใ่ ช้ในการประมวลผล
(CPU และ memory)
• อุปกรณคอมพิ
วเตอรอื
่ ๆ
์
์ น
ทุกชนิดจะเชือ
่ มตอเข
่ ากั
้ บ
กลอง
system unit
่
9
ส่วนประกอบและหน้าทีห
่ ลักของ
ฮารดแวร
์
์
5 หน้าทีห
่ ลัก
• input
• output
• control
• operation
• storage
ส่วนประกอบและหน้าทีห
่ ลักของ
ฮารดแวร
์
์
การทางานของ
ฮารดแวร
์
์
อุปกรณอื
่ ๆ
์ น
นอกเหนือจาก CPU
และ main memory
เรียกวา่ peripheral
devices
หน่วยประมวลผลกลาง
(CPU = control device +
operation device)
หน่วยประมวลผลกลาง
• หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing
Unit – CPU) บรรจุอยูในชิ
ปทีเ่ รียกวา่
่
microprocessor ประกอบดวย
้
– หน่วยคานวณและตรรกะ (Arithmetic & Logic Unit
– ALU หรือ Operation device) จะทาหน้าทีใ่ น
การคานวณทางคณิตศาสตร ์ และเปรียบเทียบทาง
ตรรกศาสตร ์
– หน่วยควบคุม (Control Unit) ทาหน้าทีเ่ ขาถึ
้ งคาสั่ ง
ในโปรแกรม แปลงคาสั่ ง และดาเนินการควบคุม
ทิศทางการไหลเขาและออกของข
อมู
้
้ ลระหวาง
่
หน่วยคานวณและตรรกะ
รีจส
ิ เตอร ์ หน่วยความจา
14
การทางานของหน่วยประมวลผล
กลาง
1 machine cycle ประกอบดวย
้
• Instruction phase
– Step 1: Fetch instruction
– Step 2: Decode instruction
• Execution phase
– Step 3: Execute instruction
– Step 4: Store results
ดึงคาสั่ ง แปลคาสั่ ง ทางานตามคาสั่ ง บันทึกผล
15
ความเร็วในการประมวลผล
หน่วย
• Machine cycle time สามารถวัดไดโดยมี
้
เป็ น
– Nanoseconds - ns (1 ในพันลานวิ
นาที)
้
– Picoseconds - ps (1 ในแสนลานวิ
นาที)
้
• ความสามารถในการประมวลผลคาสั่ งหลักลาน
้
ไดใน
1 วินาที
้
– MIPS (millions of instructions per second)
16
ความเร็วในการประมวลผล
• Clock speed
– สั ญญาณไฟฟ้าทีเ่ ป็ นตัวให้จังหวะการทางาน มีผล
ตอ
่ machine cycle time
– มีหน่วยวัดเป็ นรอบตอวิ
่ นาที (Hertz)
• Megahertz (MHz): 1 ลานรอบต
อวิ
้
่ นาที
• Gigahertz (GHz): 1 พันลานรอบต
อวิ
้
่ นาที
• Data bus width
– ความกวางของบั
สขอมู
้
้ ลระหวาง
่ CPU กับ main
memory (internal bus)
– ยิง่ จานวนบิตมาก CPU ก็มป
ี ระสิ ทธิภาพมากขึน
้
17
• 32-bit CPU ประมวลผลได
ครั
้ ง้ ละ 32 บิต
ประสิ ทธิภาพของหน่วยประมวลผล
• ความเร็วในการประมวลผลขึน
้ อยูกั
่ บประสิ ทธิภาพของ
CPU เป็ นหลัก
• CPU รุนเดี
ยวกันจะมีประสิ ทธิภาพตางกั
นขึน
้ กับความถี่
่
่
ของสั ญญาณนาฬิ กา
• การวัดประสิ ทธิภาพในการทางานของ CPU (CPU
throughput)
– ถา้ CPU ทางานทีค
่ วามถี่ 200Hz และประมวลผล 1
คาสั่ งโดยใช้เวลาเฉลีย
่ ที่ 0.5 clock จะสามารถคานวณหา
18 ใน
จานวนคาสั่ งทีป
่ ระมวลผลได
1 วินาที (MIPS) ไดโดย
้
้
หน่วยจัดเก็บขอมู
้ ล
(Storage device)
หน่วยจัดเก็บขอมู
้ ล
• หน่วยจัดเก็บขอมู
้ ลหรือหน่วยความจา ทา
หน้าทีใ่ นการเก็บขอมู
่ ใช้สาหรับ
้ ลหรือคาสั่ งเพือ
การประมวลผล
• แบงเป็
่ น 2 ประเภทใหญ่ คือ
– หน่วยความจาหลัก
(main memory)
– หน่วยความจาสารอง (second storage unit /
storage media)
20
หน่วยความจุในการจัดเก็บ
Principles of Information
Systems, Ninth Edition
21
หน่วยความจาหลัก
• ในขณะทีค
่ อมพิวเตอรก
์ าลังทางาน ขอมู
้ ลหรือ
โปรแกรมทีใ่ ช้สาหรับการประมวลผลจะถูกเก็บ
ไวที
่ น่วยความจาหลัก
้ ห
• โดยทัว่ ไปมักเรียกวา่ หน่วยความจา แบงเป็
่ น
2 ประเภทหลัก
– RAM (Random Access Memory) หน่วยความจา
ทีข
่ อมู
่ หยุดป้อนกระแสไฟฟ้า
้ ลจะหายไปเมือ
– ROM (Read Only Memory) หน่วยความจาที่
ขอมู
มี
้ ลจะยังคงอยู่ แมว
้ าจะไม
่
่ กระแสไฟฟ้าแลว
้
22
ประเภทของหน่วยความจา
23
ประเภทของหน่วยความจา
• RAM แบงเป็
่ น
cache memory
2 ประเภท นิยมใช้เป็ น main memory และ
• ROM แบงเป็
ยนทับได้
่ น 2 ประเภทคือเขียนทับไมได
่ และเขี
้
เก็บ BIOS และเป็ น flash memory
ใช้
การใช้งานหน่วยความจา
• main memory ใช้จัดเก็บโปรแกรมและขอมู
้ ล
เพือ
่ ให้ CPU ใช้ประมวลผล นิยมใช้ DRAM
• cache memory หน่วยความจาทีใ่ ช้เพิม
่
ความเร็วให้กับคอมพิวเตอร ์ โดยเป็ น
หน่วยความจาทีอ
่ ยูระหว
าง
่
่ CPU กับ main
memory ช่วยในการเก็บขอมู
้ ลทีเ่ ขาถึ
้ งไดก
้ อน
่
หน้านี้แทนการเขาถึ
้ งหน่วยความจาหลักทุกครัง้
การติดตัง้ มีไดหลายระดั
บ ตัวทีใ่ กล้ CPU
้
มากสุดเรียก L1 ตัวถัดไปเรียก L2 นิยมใช้
SRAM
Principles of Information
Systems, Ninth Edition
25
Cache Memory
26
หน่วยความจาสารอง
หน่วยทีจ
่ ด
ั เก็บขอมู
้ ล
โดยทีข
่ อมู
้ ลยังคงอยู่
แมจะปิ
ดเครือ
่ ง
้
สามารถเคลือ
่ นยาย
้
หรือกระจายขอมู
้ ลไดง้ าย
่
แบงประเภทได
ดั
่
้ งนี้
Magnetic disks
• อุปกรณเก็
กเป็ นตัวอาน
์ บขอมู
้ ลทีใ่ ช้แมเหล็
่
่
ประกอบดวยแผ
นโลหะเคลื
อบสารแมเหล็
ก
้
่
่
• Hard disk เป็ นอุปกรณมาตรฐานส
าหรับอาน
์
่
และจัดเก็บขอมู
ั
้ ลในปัจจุบน
แตไม
อการกระแทกและไม
สะดวกในการ
่ ทนต
่
่
่
พกพา
การจัดเก็บขอมู
้ ลบนแผนดิ
่ สก ์
ลาดับในการอาน/เขี
ยน
่
• Seek operation – เลือ
่ นหัวอาน/เขี
ยนมายัง track ทีต
่ อ
่
้
• Rotational latency – แกนของดิสกเลื
่ น sector มาให
์ อ
• Data transfer อาน/เขี
ยนขอมู
่
้ ลบน sector นั้นๆ
Fragmentation
• fragmentation เกิดขึน
้ เมือ
่ ขอมู
้ ลกระจัดกระจาย
อยูบนฮาร
ดดิ
่
์ สก ์
• เกิดจากการเพิม
่ ลบ หรือยายข
อมู
่ ยูบน
้
้ ลทีอ
่
sector ทีต
่ อเนื
่ ่องกันซา้ ๆ กันหลายครัง้ ทาให้
เวลาในการเขาถึ
้ งขอมู
้ ลช้าลง
• แกไขได
โดยการท
า defragmentation หรือ
้
้
optimization โดยใช้ s/w
การคานวณความจุบนแผนดิ
่ สก ์
การคานวณจานวน sector ทีใ่ ช้
Optical disks
• ใช้ laser เป็ นตัวอานและเขี
ยนขอมู
่
้ ล ถามี
้ รอย
ขีดขวนบนแผ
นอาจท
าให้อานข
อมู
่
่
่
้ ลไมได
่ ้
Optical disks
Optical disks
• Storage media - disk อุปกรณเก็
์ บขอมู
้ ล
• Storage device - drive อุปกรณที
์ ใ่ ช้ในการ
อานหรื
อเก็บบันทึกขอมู
่
้ ลบน disk
Flash memory
• ขอมู
้ ง เขียน
้ ลยังคงอยูแม
่ ไม
้ มี
่ กระแสไฟเลีย
ขอมู
้ ลทับไดไม
้ จ
่ ากัดจานวนครัง้ สะดวกในการ
พกพา
ถือไดว
้ าเป็
่ น ROM ประเภทหนึ่ง
• External hard disk / Solid state disk (SSD)
ก็เป็ น flash memory ประเภทหนึ่งทีม
่ ค
ี วามจุ
สูง
Storage hierarchy
http://www.ts.avnet.com/uk/products_and_solutions/storage
/hierarchy.html
หน่วยรับและแสดงผล
(Input/Output device)
หน่วยรับขอมู
้ ล
หน่วยแสดงผล
• อุปกรณแสดงผลจ
าแนกไดเป็
์
้ น 2 ประเภทหลัก
– Display อุปกรณแสดงผลของคอมพิ
วเตอร ์
์
– Printer อุปกรณที
่ อมพิวเตอร ์
์ ใ่ ช้พิมพสิ์ ่ งทีค
ประมวลผลออกมาเป็ นกระดาษ
• ชนิดของ Display
อุปกรณแสดงผล
์
• ชนิดของ Printer
Input/Output interfaces
• อุปกรณรอบข
าง
(peripheral device) ไมว่ าจะ
์
้
่
เป็ นอุปกรณรั
การ
์ บหรือแสดงผล จาเป็ นตองมี
้
เชือ
่ มตอเข
่ การรับส่งขอมู
่ ากั
้ บคอมพิวเตอรเพื
์ อ
้ ล
• ชนิดของการเชือ
่ มตอ
่ (interface) ทีใ่ ช้ตอง
้
เหมาะสมกับอุปกรณ ์
• การเชือ
่ มตอแบ
งเป็
่
่ น 3 รูปแบบ
– serial interface เชือ
่ มตอแบบอนุ
กรม ส่งขอมู
่
้ ลได้
ทีละ 1 บิต
– parallel interface เชือ
่ มตอแบบขนาน
ส่งขอมู
่
้ ล
รวมกันครัง้ ละหลายบิต
Serial interface
• เหมาะสาหรับการส่งขอมู
้ ลระยะไกล เพราะส่ง
ขอมู
้ ลครัง้ 1 บิตจึงเกิดการส่งขอมู
้ ลผิดพลาด
ไดน
้ ้ อย แบงเป็
่ น 2 ประเภท
Serial interface
Parallel interface
• ส่งขอมู
นครัง้ ละหลายๆ บิต โดยส่ง
้ ลพรอมกั
้
ขอมู
นแบบขนาน ทาให้มีโอกาสส่ง
้ ลพรอมกั
้
ขอมู
ไมเหมาะกั
บการส่ง
้ ลผิดพลาดไดง้ าย
่
่
สั ญญาณระยะไกล
แบงเป็
่ น 2 ประเภท
Parallel interface
Wireless interface
• ส่งขอมู
่ วิทยุหรือรังสี อน
ิ ฟราเรด
้ ลโดยใช้คลืน
เป็ นตัวส่งสั ญญาณ
• เหมาะสาหรับการรับส่งขอมลระยะใกล
้
้ เช่น
ภายในบาน
้
แบงเป็
่ น 2 ประเภท
Device driver
• เป็ นโปรแกรมทีท
่ าให้สามารถใช้อุปกรณรอบ
์
ขางได
้
้
• แตละอุ
ปกรณจะต
องมี
driver เพือ
่ ให้ os
่
์
้
สามารถติดตอกั
่ บอุปกรณได
์ ้
• ดังนั้นจะตองเลื
อก driver ทีส
่ นับสนุ นชนิดของ
้
os ให้ถูกตอง
้
• Plug and play เป็ นการทางานของ windows
ทีท
่ าให้สามารถใช้งานอุปกรณรอบข
างได
ทั
์
้
้ นที
เมือ
่ มีการเชือ
่ มตอเขากับคอมพิวเตอร โดยไม
ประเภทของคอมพิวเตอร ์
ประเภทของคอมพิวเตอร ์
Assignment5
• สมมติวานั
่ กศึ กษาคน
หนึ่งตองการซื
อ
้ เครือ
่ ง
้
คอมพิวเตอรเพื
่ ใช้งาน
์ อ
ส่วนบุคคล ให้ระบุ
ความตองการใช
้
้งาน
โดยละเอียด เช่น
– ประเภท/ลักษณะงานทีใ่ ช้
– โปรแกรมทีต
่ องการใช
้
้
งาน
– จะใช้งานเครือ
่ งทีใ่ ด
– อุปกรณรอบข
างที
่
้
์
ตองการใช
้
้งาน
• ค้นหาเครือ
่ งคอมพิวเตอร ์
ให้เหมาะสมตามความ
ตองการ
้
– ระบุรายละเอียดของ
เครือ
่ งทีค
่ ้นมาได้
อุปกรณน
์ าเขา/แสดงผล
้
ซีพย
ี ู
หน่วยความจาหลัก
หน่วยความจาสารอง
อุปกรณที
์ ใ่ ช้ในการ
สื่ อสาร/เครือขาย
่
• ราคา
• ประเภทของคอมพิวเตอร ์
•
•
•
•
•
Assignment6
• เขาไปท
าการบานใน
e-learning โดยตอบ
้
้
คาถามเกีย
่ วกับ
– BIOS
– FSB (Front Side Bus)
– RAID
– RFID
• ตอบโดยใช้แหลงอ
งอยางน
่ างอิ
้
่
้ อย 2 แหลง่
โดยระบุแหลงอ
ง (ทีม
่ า) ของคาตอบใน
่ างอิ
้
รูปแบบการอางอิ
งทีถ
่ ก
ู ตอง
้
้
• เรียบเรียงคาตอบใหม่ ห้ามคัดลอก มาจาก
วัตถุประสงคการเรี
ยนรู้
์
• อธิบายความสาคัญของ CPU และ main memory
• บอกขอดี
้ ของระบบ multiprocessing และ parallel
computing และตัวอยางการน
าไปใช้
่
• อธิบายวิธก
ี ารเขาถึ
และความสามารถในการ
้ ง ความจุ
พกพาของอุปกรณหน
์ ่ วยจัดเก็บสารองหลากหลายชนิดได้
• ระบุและอภิปรายในเรือ
่ งความเร็ว การใช้งาน และ
ความสาคัญของอุปกรณ์ input และ output ชนิดตางๆ
ได้
่
• ระบุลก
ั ษณะและอภิปรายการใช้งานระบบคอมพิวเตอรแบบ
์
single-user และ multiuser ได้
• อธิบายกฎของ Moore และอภิปรายแนวโน้มของการพัฒนา
ฮารดแวร
ในอนาคต
์
์
• ยกตัวอยางนวั
ตกรรมลาสุ
่
่ ดของชิป CPU หน่วยความจา
และอุปกรณรั
้ ล
์ บและแสดงผลขอมู
ส่วนประกอบและหน้าทีห
่ ลักของ
ฮารดแวร
์
์
อุปกรณอื
่ ๆ นอกเหนือจาก
์ น
และ main memory
เรียกวา่ peripheral devices
ประเภทของหน่วยความจา
55