1. 001272 Introduction to Computer Information Science 1
การทํางานของคอมพิวเตอรการทํางานของคอมพิวเตอร
วิชา 001272 คอมพิวเตอรสารสนเทศขั้นพื้นฐาน
โดยภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอรและเทคโนโลยีสารสนเทศ
คณะวิทาศาสตร มหาวิทยาลัยนเรศวร
1

2. 001272 Introduction to Computer Information Science
2
จุดประสงคการเรียนรูจุดประสงคการเรียนรู
• ทราบถึงองคประกอบของระบบคอมพิวเตอร
• เขาใจการทํางานรวมกันขององคประกอบตางๆในระบบคอมพิวเตอร
2

3. 001272 Introduction to Computer Information Science
3
ระบบคอมพิวเตอรระบบคอมพิวเตอร
• ระบบคอมพิวเตอรประกอบดวย 5 องคประกอบที่สําคัญคือ
1. มนุษย (People)
2. ฮารดแวร (Hardware)
3. ซอฟตแวร (Software)
4. ขอมูล (Data)
5. การสื่อสาร (Communication)
3

4. 001272 Introduction to Computer Information Science
4
มนุษย (People)(People)
• มนุษยเปนผูขับเคลื่อนใหเกิดการทํางานขึ้นในระบบคอมพิวเตอร
• มนุษยเปนแหลงของขอมูลที่ถูกสงเขาไปประมวลผลในระบบ
– เชน การปอนขอมูลเขาสูระบบ ดวย การพิมพ การสแกน หรือ การคลิกเลือกขอมูล
• มนุษยเปนแหลงของเหตุการณที่ทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงของระบบคอมพิวเตอร
– เชน การออกคําสั่งใหคอมพิวเตอรคํานวณขอมูล สั่งใหแสดงผล หรือ พิมพรายงาน
• มนุษยเปนผูใชประโยชนจากผลลัพธที่เกิดขึ้นจากการทํางานของคอมพิวเตอร
– เชน นําสารสนเทศที่ไดจากการประมวลผลมาใชในการตัดสินใจ
• บทบาทของมนุษยที่มีตอระบบคอมพิวเตอรนั้นมีหลายบทบาท ไดแก เปนผูใช
(Users) เปนผูพัฒนาระบบ (System Developer) หรือ เปนผูดูแลระบบ (System
Administrators)
4

5. ฮารดแวรฮารดแวร (Hardware)(Hardware)
• ฮารดแวรเปนองคประกอบของระบบคอมพิวเตอรที่เปนอุปกรณเชิงกายภาพ
(Physical Devices) เราสามารถจับตองได
• สามารถแบงกลุมตามหนาที่ในสวนของคอมพิวเตอรฮารดแวรไดออกเปน 5
หนวย ดังนี้
1. หนวยรับขอมูล (Input Unit)
2. หนวยประมวลผล (Processing Unit)
3. หนวยแสดงผลขอมูล (Output Unit)
4. หนวยจัดเก็บขอมูล (Storage Unit)
5. หนวยตอประสาน (Connectivity)

6. แบบจําลองโครงสรางของเครื่องคอมพิวเตอร
สวนนําขอมูลเขา
INPUT
หนวยประมวลผล
PROCESSOR
สวนแสดงผลขอมูลออก
OUTPUT
หนวยความจํา
MEMORY
หนวยตอประสาน
Connectivity

7. ซอฟตแวรซอฟตแวร (Software)(Software)
• ซอฟทแวรเปนกลุมของคําสั่งที่กําหนดการ
ทํางานของฮารดแวร
• ซอฟตแวรเปนสิ่งควบคุมใหคอมพิวเตอร
ทํางานไดตามวัตถุประสงคที่เราตองการ
• ซอฟทแวรแบงออกเปน 2 ประเภทคือ
1. ซอฟตแวรระบบ (System Software) ทํา
หนาที่ควบคุมการทํางานขององคประกอบ
ฮารดแวรตางๆ ใหสามารถทํางานรวมกัน
ได
2. ซอฟทแวรประยุกต (Application
Software) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อทํางานตาม
วัตถุประสงคการใชงานของผูใช
001272 Introduction to Computer Information Science
7

8. ขอมูลขอมูล (Data)(Data)
• ขอมูล คือขอเท็จจริงที่เกิดขึ้นจากกิจกรรมตางๆ ในสิ่งแวดลอมของระบบ
• ขอมูล จะถูกนําเขามาจัดเก็บและประมวลผล ในระบบคอมพิวเตอร
• ขอมูลมีหลากหลายชนิด ไดแก
1. ขอมูลเชิงตัวเลข (Numeric Data) เชน จํานวนเต็ม หรือ จํานวนจริง
2. ขอมูลเชิงขอความ (Text Data) เชน ตัวอักขระ หรือ ขอความ
3. ขอมูลเสียง (Audio Data) เชน ไฟลเพลงชนิดตางๆ Wave, MIDI, MP3
4. ขอมูลภาพ (Images Data) เชน ไฟลภาพชนิดตางๆ Bitmap, JPEG, GIF
5. ขอมูลภาพเคลื่อนไหว (Video Data) เชน ไฟลวีดีชนิดตางๆ AVI, MPEG
001272 Introduction to Computer Information Science
8

9. การสื่อสารการสื่อสาร (Communication)(Communication)
• คอมพิวเตอรที่ทํางานเพียงเครื่องเดียวถูกเรียกวา “Standalone computer”
• ปจจุบันดวยเทคโนโยลีเครือขาย (Network technology) ทําใหคอมพิวเตอรสามารถ
สื่อสารแลกเปลี่ยนขอมูลกันได จึงทําใหเกิดเปนโครงสรางของระบบเครือขาย
คอมพิวเตอร (Computer network) ขึ้น
• ระบบเครือขายคอมพิวเตอร ทําใหการประยุกตใชคอมพิวเตอรมีความหลากหลาย
และเกิดประโยชนมากยิ่งขึ้น (ติดตามเนื้อหาเกี่ยวกับระบบเครือขายในบทถัดไป)
001272 Introduction to Computer Information Science
9

10. การทํางานของคอมพิวเตอร
• ในสวนนี้เปนการอธิบายถึงวิธีการทํางานของคอมพิวเตอรในหัวขอ
ตอไปนี้
– วิธีการแปลงสัญญาณของคอมพิวเตอร
– วิธีการแทนขอมูลของคอมพิวเตอร
– วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
– วิธีการเก็บขอมูลของคอมพิวเตอร
– วิธีการประมวลผลของคอมพิวเตอร
– วิธีการเชื่อมตอกับอุปกรณภายนอก

11. วิธีการแปลงสัญญาณของคอมพิวเตอร
• สัญญาณที่มีอยูทั่วไปตามธรรมชาติ เชน
เสียง ไฟฟา หรือคลื่นแมเหล็กไฟฟา จะมี
ลักษณะของสัญญาณเปน “คลื่น
แบบตอเนื่อง” เรียกวา สัญญาณอนาล็อก
(Analog Signal)
• คอมพิวเตอรมีวิธีการประมวลผลสัญญาณ
ในแบบสัญญาณดิจิตอล (Digital Signal)
ซึ่งลักษณะของสัญญาณจะมีเพียงสอง
สถานะคือ เปดและปด (On/Off)
– สัญญาณดิจิตอลจะแทนสัญลักษณของ สถานะ
เปดดวย 1 และสถานะปดดวย 0
1 0 1 0 1 0

12. วิธีการแปลงสัญญาณของคอมพิวเตอร
• ขอมูลสัญญาณที่เปนอนาล็อกจะตองถูกแปลงเปนสัญญาณแบบดิจิตอลเพื่อนําเขาไป
ประมวลผลในคอมพิวเตอร
• ขอมูลสัญญาณที่เปนดิจิตอลก็จะถูกแปลงกลับเปนสัญญาณอนาล็อกเพื่อแสดงผลสูภายนอก
• คอมพิวเตอรจะมีตัวแปลงสัญญาณ 2 ชนิดที่แปลงสัญญาณระหวางอนาล็อกและดิจิตอล
– Analog-Digital Converter (ADC) แปลงจากอนาล็อกเปนดิจิตอล
– Digital-Analog Converter (DAC) แปลงจากดิจิตอลเปนอนาล็อก
ADC CPU DAC01011001 11100101

13. วิธีการแทนขอมูลของคอมพิวเตอร
• ขอมูลทางคอมพิวเตอรมีหลายประเภท เชน จํานวน ขอความ ภาพ หรือ เสียง
• เมื่อนําขอมูลเหลานั้นไปประมวลผลในคอมพิวเตอรจําเปนตองทําการ เขารหัส
แบบดิจิตอลเพื่อแทนขอมูลเดิม และจะตองมีการแปลรหัสจากรหัสดิจิตอลกลับคืน
สภาพเดิม

14. วิธีการแทนขอมูลของคอมพิวเตอร
• ตัวอยางการแทนขอมูล
– ตองการนําเลขจํานวนเต็มที่มีคา 12 ไปเก็บในหนวยความจําของคอมพิวเตอร
– ถาหนวยความจําที่ใชเก็บมีขนาด 8 bits
– เราใชวิธีการแปลงเลขฐานในการแทนขอมูลชนิดจํานวน
– จากเนื้อหาในบทที่แลวเราทราบวา 12 = 11002
– ดังนั้นเลข 12 จะถูกแทนดวย 00001100ในหนวยความจํา
• เชนเดียวกัน ถาเราอานขอมูล 00001100 จากหนวยความจําและเรา
ตองการแปลความหมายของรหัสนี้เปนจํานวนเต็ม เราสามารถทราบได
วารหัสนี้คือ 12

15. วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
• องคประกอบตางๆ ของคอมพิวเตอรจําเปนตองมีการสื่อสารระหวางกัน ดังนั้นจําเปนตองมี
หนวยตอประสานเปนตัวกลางในการเชื่อมตอ
• แผงวงจรหลักที่ทําหนาที่เปนหนวยตอประสานภายในคอมพิวเตอรคือ เมนบอรด (Mainboard)
CPU
RAM
Harddisk

16. วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
• บนเมนบอรดจะมีชองทางการสื่อสารที่เรียกวา BUS ซึ่งทําหนาที่เปนตัวกลางการ
สื่อสารสัญญาณระหวางองคประกอบตางๆ ของคอมพิวเตอร
BUS
ภาพจาก www.rmutphysics.com

17. วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
• รูปแบบการสงสัญญาณของคอมพิวเตอร
–สงสัญญาณแบบอนุกรม (Serial Transmission)
• สัญญาณถูกสงตามลําดับ
• สงสัญญาณไปครั้งละ 1 สัญญาณตอ 1 รอบการสง
–สงสัญญาณแบบขนาน (Parallel Transmission)
• สงสัญญาณไปพรอมๆกัน
• สงหลายสัญญาณตอ 1 รอบการสง

18. วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
• สงสัญญาณแบบอนุกรม (Serial Transmission)
–สงไดแคครั้งละ 1
–ใชสายสัญญาณเพียงเสนเดียว
Receiver Sender
1 0 1 0
รอบที่ 1 2 3 4

19. วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
• สงสัญญาณแบบขนาน (Parallel Transmission)
–สงไดครั้งละหลายสัญญาณ
–ใชสายสงเปนจํานวนมาก
Receiver Sender
1
0
1
0
รอบที่ 1

20. วิธีการสื่อสารขอมูลของคอมพิวเตอร
• ประสิทธิภาพในการสื่อสารขอมูลขึ้นอยูกับ
– ความกวางของ BUS
• เชน BUS ขนาด 32 bits สามารถสงขอมูลแบบขนานไดครั้งละ 32 สัญญาณ
– ความถี่ของ BUS
• เชน BUS ที่มีความถี่ 650 MHz สามารถสงขอมูลได 650 ลานรอบตอวินาที

21. วิธีการเก็บขอมูลของคอมพิวเตอร
• คอมพิวเตอรจะมีการเก็บขอมูล 2 ลักษณะ
– เก็บแบบลบเลือนได
• คือการเก็บขอมูลไวในหนวยความจําหลัก เชน RAM หรือ Cache
• ขอมูลมูลจําเปนตองมีไฟฟารักษาสภาพอยูตลอดเวลา
• ขอมูลจะลบเลือนไปเมื่อทําการปดเครื่อง
– เก็บแบบไมลบเลือน
• คือการเก็บไวในสื่อบันทึกขอมูล เชน Disk, CD, หรือ Flash Memory
• ขอมูลยังรักษาสภาพอยูไดบนสื่อบันทึก ถึงแมไมมีไฟฟา

22. หนวยของขอมูลคอมพิวเตอร
• Bit คือหนวยที่เล็กที่สุดของขอมูลดิจิตอล ซึ่งอาจจะเปนสถานะทางฟาหรือแมเหล็กหรือรหัสที่มีสองสถานะคือ
On/Off ซึ่งอาจแทนดวยสัญลักษณ 0/1
• Byte = 8 bits
• 1 KB = 1024 Byte
• 1 MB = 1024 KB = 1024x1024 Byte
• 1 GB = 1024 MB = 1024x1024x1024 Byte
• 1 TB = 1024 GB = 1024x1024x1024x1024 Byte
1 0 0 1 0 1 1 0
1 Byte

23. วิธีการเก็บขอมูลของคอมพิวเตอร
• หนวยความจําของคอมพิวเตอรมีความจุที่จํากัด เชน
– Harddisk มีความจุประมาณที่ 1 TB
– DVD มีความจุประมาณที่ 4 - 5 GB
– RAM มีความจุประมาณที่ 2 – 4 GB
• ถาขอมูลมีปริมาณมากกวาความจุของหนวยความจํา ขอมูลนั้นก็ไม
สามารถจัดเก็บในหนวยความจําไดทั้งหมด
• ถาไฟลภาพยนตร 1 เรื่องมีขนาด 3 GB แลว Harddisk ขนาด 1 TB จะ
เก็บภาพยนตรไดจํานวนกี่เรื่อง?

24. วิธีการประมวลผลของคอมพิวเตอร
• คอมพิวเตอรประมวลผลตามคําสั่งที่กําหนด
ไวในโปรแกรม (ซอฟตแวร)
• ปกติโปรแกรมจะถูกติดตั้งไวที่สื่อบันทึก
ขอมูล เชนติดตั้งไวบน Harddisk
• โปรแกรมจะถูกโหลดเขาไปยัง
หนวยความจําหลักเมื่อมีการเรียกใชงาน
• CPU จะทําการอานคําสั่งจากหนวยความจํา
หลักเพื่อไปประมวลผล
• ดังนั้นการประมวลผลของคอมพิวเตอรจึงมี
สื่อบันทึกขอมูล หนวยความจําหลัก และ
ซีพียู ที่จะทํางานเกี่ยวของกันเสมอ
CPU
RAM
Harddisk
Bus
Bus
โหลดโปรแกรม
โหลดคําสั่ง
ประมวลผล

25. วิธีการประมวลผลของคอมพิวเตอร
• การทํางานของ CPU
– CPU ใชวิธีการแบบการทําซ้ําๆที่
เรียกวา machine cycle เพื่อประมวลผล
คําสั่งในโปรแกรมตั้งแตตนจนจบโดย
ทําทีละ 1 คําสั่ง
– Machine cycle ประกอบดวย 3
ขั้นตอนคือ Fetch, Decode, และ
Execute
machine cycle

26. วิธีการประมวลผลของคอมพิวเตอร
001272 Introduction to Computer Information Science
26
• Fetch เปนขั้นตอนที่หนวยควบคุมสั่งใหระบบทําการคัดลอกคําสั่งถัดไปและนําไปเก็บไวใน
instruction register (ภายใน CPU) ตําแหนงที่อยูของคําสั่งดังกลาวจะเก็บไวใน program counter
register หลังจากการคัดลอกคําสั่งแลว คาของ program counter จะเพิ่มขึ้นอีก 1 เพื่ออางอิงถึง
คําสั่งถัดไปในหนวยความจํา
• Decode เปนขั้นตอนที่หนวยควบคุมตีความหมายของคําสั่งที่อยูใน instruction register ผลลัพธที่
ไดจะเปนรหัสไบนารี่ (binary code) ที่แทนการกระทํา (Actions) ที่คอมพิวเตอรจะตองทํา
• Execute เปนขั้นตอนที่หนวยควบคุม (Control Unit: CU) สงสัญญาณควบคุมไปยังหนวยอื่น เพื่อ
สั่งใหกระทําการตาม รหัสไบนารี่ ที่ตามความไดจากขั้นตอน Decode กอนหนานี้
– เชนหนวยควบคุมบอกใหหนวยรับขอมูลทําการอานขอมูลจากหนวยความจํา
– หรือให ALU ทําการบวกเลข 2 จํานวนที่เก็บอยูใน input registers แลวเก็บผลลัพธไวใน output register

27. วิธีการประมวลผลของคอมพิวเตอร
• ความเร็วในการประมวลผลของ CPU พิจารณา
จากถามถี่ของสัญญาณนาฬิกา (Clock) ซึ่งเปน
สัญญาณคอยกํากับจังหวะการทํางานของ CPU
• ปจจุบันความถี่สัญญาณนาฬิกาของ CPU อยูที่
ประมาณ 3 GHz (ประมาณ 3 พันลานรอบตอ
วินาที)
• สมมุติให CPU ใช 1 จังหวะของ Clock ทําการ
ประมวลผลคําสั่ง 1 คําสั่ง หมายความวา CPU
สามารถประมวลผลคําสั่งได ประมาณ 3
พันลานคําสั่งตอวินาที
• CPU ในปจจุบันเปนแบบ Multi-core Processor
เชน Dual Core หรือ Quad Core ซึ่งสามารถ
ประมวลผลคําสั่งไดแบบขนาน หมายถึง
ประมวลผลคําสั่งไดหลายคําสั่งพรอมๆกัน
www.techspot.com

28. ประสิทธิภาพการทํางานของคอมพิวเตอร
• ประสิทธิภาพการทํางานของคอมพิวเตอรไมไดขึ้นอยูกับประสิทธิภาพของ CPU เพียงอยางเดียว แตขึ้นอยู
กับทุกๆองคประกอบที่ทํางานสัมพันธกัน ไดแก CPU , RAM, BUS, Harddisk และอุปกรณตอพวงอื่นๆ
• ปญหาเกี่ยวกับประสิทธิภาพการทํางานของเครื่องคอมพิวเตอรในปจจุบันคือ ปญหาคอขวด (Bottleneck)
ถึงแมวา CPU จะมีความเร็วในการประมวลผลสูง แตขอมูลที่จะประมวลผลนั้นตองนํามาจาก RAM และ
สงผาน BUS ซึ่งมีอัตราเร็วที่ต่ํากวา CPU มาก จึงทําให CPU จะตองเสียเวลาในการรอขอมูล
• และถา RAM มีขนาดเล็กไมเพียงพอตอการเก็บขอมูลที่จะประมวลผล ระบบปฏิบัติการจะใชพื้นที่บน
Harddisk สรางเปนหนวยความจําเสมือน (Virtual Memory) ซึ่งการอานขอมูลจาก Harddisk มา
ประมวลผลก็ยิ่งชาลงไปอีก
CPU RAM
3 GHz
650 MHz
BUS

29. ประสิทธิภาพการทํางานของคอมพิวเตอร
• เพื่อใหประสิทธิภาพของการทํางาน
โดยรวมดีขึ้น จึงไดนําหนวยความจําที่มี
ความเร็วในการเขาถึงสูงเรียกวา Cache
มาใชเปนตัวกลางระหวาง CPU และ
RAM
• หลักการคือ นําขอมูลหรือคําสั่งที่ใช
บอยๆ ไปเก็บไวใน Cache เมื่อ CPU ทํา
การอานขอมูลเพื่อนําไปประมวลผลก็จะ
ไปอานขอมูลจาก Cache กอน ถาขอมูล
ไมมีใน Cache จึงจะไปอานจาก RAM
และ Disk ตามลําดับตอไป
ALUCU
registers
Cache (Level 1)
CPU
Cache (Level 2)
RAM
Harddisk

30. วิธีการเชื่อมตอกับอุปกรณภายนอก
• อุปกรณภายนอกไดแก Mouse, Keyboard, Printer, Scanner และอื่นๆ
• คอมพิวเตอรสามารถเชื่อมตอกับอุปกรณภายนอกไดโดยผานสวนเชื่อมตอที่
เรียกวา Port
• Port มีหลายลักษณะ
– Serial Port
– Parallel Port
– USB port
– Infrared Port (Wireless)
– อื่นๆ
001272 Introduction to Computer Information Science
30

31. วิธีการเชื่อมตอกับอุปกรณภายนอก
• ปจจุบันพอรท USB (Universal Serial Bus)
เปนที่นิยมนํามาใหใชคอมพิวเตอรและ
อุปกรณตอพวงตางๆ
• USB มีความเร็วถึง 400 Mbits/s และจะมี
ความเร็วสูงขึ้นในรุนตอไป
• USB สามารถตออุปกรณไดมากสุดถึง 127
ชิ้น โดยใช HUB กระจายสัญญาณ จึงทําให
สามารถเพิ่มพอรทในการเชื่อมตอไดมาก
ขึ้น
• สามารถใชกับระบบ Plug and Play คือ เมื่อ
ติดตั้ง อุปกรณเขาไปอุปกรณนั้นๆจะ
สามารถทํางานไดทันที
001272 Introduction to Computer Information Science
31
USB Hub

32. วิธีการเชื่อมตอกับอุปกรณภายนอก
• อุปกรณภายนอกที่เชื่อมตอกับคอมพิวเตอรสามารถทํางานรวมกับ CPU และ RAM
ไดโดยอาศัยตัวควบคุม (Controller) ทําหนาที่เปนตัวกลางรับสงสัญญาณ
• ดังนั้นการทํางานของอุปกรณเหลานี้จึงเปนอิสระจาการควบคุมของ CPU
• และ CPU ไมจําเปนตองติดตอกับอุปกรณเหลานี้โดยตรง เพราะอุปกรณเหลานี้มี
ความเร็วที่ต่ํากวา CPU มาก

33. คําถามทายบท
1. ถามีไฟลขอมูลขนาด 1 MB และจะตองสงขอมูลนี้ผานบัสที่มีความกวาง
32 บิต และมีความถี่ในการสง 650 MHz จะตองใชเวลาประมาณเทาใด
จึงจะสงไฟลนี้เสร็จ
2. RAM จัดเปนหนวยความจําประเภทใด
ก. แบบเลอะเลือนได ข. แบบลบเลือนได
ค. แบบไมลบเลือน ง. แบบเลอะเทอะ
3. ซอฟตแวรสามารถติดตั้งไวที่ใด
ก. Harddisk ข. RAM
ค. ROM ง. ถูกขอ ก. และ ค.

34. เอกสารอางอิง
• Ron White, Timothy Edward Downs. How Computers Work (9th
Edition). Que. 2007
• H. L. Capron, Computers Tools for an Information Age, Prentice
Hall. 8 edition. 2003.
• http://en.wikipedia.org/