การประมวลผลข้อมูล

                                                                

บทที่ 2

การประมวลผลข้อมูล

(Data Processing)

หัวข้อ (Topic)

2.1  การประมวลผลข้อมูล2.2  หน่วยความจำ2.3  รหัสแทนข้อมูล

วัตถุประสงค์การเรียนรู้ (Learning  Objective)

2.1  อธิบายขั้นตอนการประมวลผลข้อมูลของคอมพิวเตอร์ได้2.2  อธิบายเกี่ยวกับประเภทของหน่วยความจำและเปรียบเทียบความแตกต่างได้2.3  เปรียบเทียบความแตกต่างของรหัสแทนข้อมูลแต่ละแบบได้  และสามารถแสดงวิธีการแปลงรหัส

        แทนข้อมูลของคอมพิวเตอร์ได้

จากเนื้อหาในบทที่  1  ได้กล่าวถึงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วย  3 ส่วนหลัก ๆ  ได้แก่ Hardware   Software  และ Peopleware   จากองค์ประกอบทั้ง 3 ส่วนนี้  เราได้พูดถึงโครงสร้าง Hardware ด้านกายภาพ (Physical)  ของเครื่อง Micro Computer  ประกอบด้วย Monitor        CPU Set / Case        Keyboard      ซึ่งในบทที่  2 นี้จะขอกล่าวถึงในส่วนของ CPU Set /Case  รวมถึงวิธีการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์

2.1  การประมวลผลข้อมูล

                คอมพิวเตอร์อาศัยอุปกรณ์   4  ส่วนหลักในการประมวลผลข้อมูล  ได้แก่

1.         อุปกรณ์นำเข้าข้อมูล  (Input  devices)

2.      อุปกรณ์ประมวลผลข้อมูล (Processor / Central  Processing  Unit:CPU) 

3.      อุปกรณ์แสดงผลข้อมูล (Output  devices)

4.     อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล (Storage)

ซึ่งสามารถอธิบายขั้นตอนการประมวลผลข้อมูลได้ดังนี้

1. การนำข้อมูลเข้าสู่ระบบ (Input)  User ทำการป้อนข้อมูล (Input data) เข้าสู่ระบบ โดยอาศัย

อุปกรณ์ Input device

2.         การประมวลผลข้อมูล (Process) : เครื่องเริ่มทำการประมวลผล  โดยข้อมูลที่ User นำเข้า

มาจะส่งไปเก็บในหน่วยความจำหลัก (Memory :RAM)  จากนั้น Control  Unit จะควบคุมการไหลของข้อมูลผ่านระบบ Bus system จาก  RAM  ไปยัง  ALU  เพื่อให้ทำงานตามคำสั่ง

ระหว่างการประมวลผล  Register จะคอยเก็บชุดคำสั่งขณะที่ load ข้อมูลอยู่  และ Cache

จะคอยดักชุดคำสั่งที่ CPU เรียกใช้บ่อย ๆ  และคอยจัดเตรียมข้อมูลหรือชุดคำสั่งเหล่านั้นเพื่อเอื้อให้ CPU ประมวลผลข้อมูลได้เร็วขึ้น ซึ่งการประมวลผลของเครื่องนี้จะทำงานตามรอบสัญญาณนาฬิกาของเครื่อง (Machine cycle)

Note:  Machine cycle  หมายถึง  รอบเวลาที่ใช้ในการประมวลผลชุดคำสั่งของเครื่องต่อรอบสัญญาณนาฬิกา                  เป็นเวลาที่ร้องขอการทำงาน เช่น การเรียก (Load) ข้อมูล,  การประมวลผล (Execute)  และการจัดเก็บข้อมูล  ซึ่งใน Machine cycle  จะประกอบด้วย 2 ช่วงจังหวะการทำงาน ได้แก่

1.   Instruction time ( I-time)  หมายถึง  ช่วงเวลาที่   Control unit รับคำสั่ง (Fetch) จาก memory และนำคำสั่งนั้นใส่ลงไปใน register    จากนั้น Control unit จะทำการถอดรหัสชุดคำสั่งและพิจารณาที่อยู่ของข้อมูลที่ต้องการ  

2. Execution time  หมายถึง   ช่วงเวลาที่  Control unit จะย้ายข้อมูลจาก  memory ไปยัง registers  และส่งข้อมูลให้    ALU  ทำงานตามคำสั่งนั้น    เมื่อ ALU ทำงานเสร็จ  Control unit จะเก็บผลลัพธ์ไว้ใน memory   ก่อนส่งไปแสดงผลที่ Monitor หรือ Printer

3.  การแสดงผลข้อมูล (Output) หลังจาก CPU ประมวลผลเสร็จเรียบร้อย Control  Unit จะ

ควบคุมการไหลของข้อมูลผ่านBus system เพื่อส่งมอบ (Transfer)  ข้อมูลจาก CPU  ไปยังหน่วยความจำ  จากนั้นส่งข้อมูลออกไปแสดงผลที่ Output device (หากคุณใช้ Card เพิ่มความเร็วในการแสดงผลของจอภาพ ก็จะส่งผลต่อความเร็วของระบบได้เช่นกัน) ผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลข้อมูล (Data)  เรียกว่า   ข่าวสารหรือสารสนเทศ (Information)

4.        การจัดเก็บข้อมูล (Storage) หน่วยจัดเก็บข้อมูล ซึ่งหมายถึงสื่อจัดเก็บสำรอง เช่น

Harddisk     Diskette หรือCD ทำงาน 2 ลักษณะ คือ

1 ) การ Load ข้อมูลเพื่อนำไปประมวลผล   ถ้าข้อมูลถูกจัดเก็บอยู่ใน Harddisk แล้ว

คุณต้องการ Load  ข้อมูลขึ้นมาแก้ไขหรือประมวลผล ข้อมูลที่ถูก Load และนำไปเก็บในหน่วยความจำ (Memory:RAM) จากนั้นส่งไปให้ CPU

2 ) การเก็บข้อมูลเมื่อประมวลผลเสร็จ    เมื่อ CPU ประมวลผลข้อมูลเสร็จ ข้อมูลนั้น

จะถูกเก็บอยู่ในหน่วยความจำ (Memory:RAM) ซึ่ง RAM จะเก็บข้อมูลเพียงชั่วขณะที่เปิดเครื่อง (Power On)  เมื่อไรที่คุณปิดเครื่อง โดยที่ยังไม่สั่งบันทึกข้อมูล (Save)   ข้อมูลก็จะหาย (Loss)   ดังนั้นหาก User  ต้องการจัดเก็บข้อมูลเพื่อไว้ใช้งานในครั้งต่อไปจะต้องสั่งบันทึก โดยใช้คำสั่ง Save   ไฟล์ข้อมูลก็จะถูกนำไปเก็บในสื่อจัดเก็บสำรอง ได้แก่  Diskette      Harddisk    CD  หรือ  

Thumb Drive

แล้วแต่ว่าคุณจะเลือก Save ไว้ในสื่อชนิดใด

     

Processor หรือ CPU (Central Processing Unit)   หน่วยประมวลผลกลาง  จัดเป็นศูนย์กลางของเครื่องในการประมวลผลข้อมูล   เป็นชิป (Chip)  ที่รวมชุดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อน ทำหน้าที่เปรียบเสมือนกับสมองของคอมพิวเตอร์  ทำหน้าที่ในการ “ควบคุม   คำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic) เปรียบเทียบและประมวลผล”  ซึ่งภายใน CPU   แบ่งการทำงานออกเป็น 2 ส่วนหลัก ได้แก่

1.  Control unit    เป็นตัวควบคุมการเข้าถึงชุดคำสั่งของโปรแกรม ควบคุมการสื่อการระหว่าง 

Memory  กับ ALU  โดยจะส่งข้อมูลและชุดคำสั่งจากสื่อจัดเก็บสำรอง (Harddisk) ไปยังหน่วยความจำ (RAM)

        2.  Arithmetic/logic unit (ALU)  ทำการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์และตรรกศาสตร์  แยกการ

ทำงานออกเป็น 2 ส่วนได้แก่ ส่วนคำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic)  และ ส่วนเปรียบเทียบตรรกศาสตร์ (Logic)