Hardwareฮารดแวร

Olarik Surintamrolarik@hotmail.com

Chapter 3: Hardware 2

COMPUTER HARDWARE

Computer Hardware is the physical part of a computer, including the digital circuit, as distinguished from the computer software that executes within the hardware.

Chapter 3: Hardware 3

COMPUTER HARDWARE

A typical personal computer consists of a case in desktop or tower shape and the following parts:

MotherboardPower supplyStorage controllersVideo display controllersComputer bus controllers

Chapter 3: Hardware 4

COMPUTER HARDWARE

Some type of removable media writerInternal StorageSound cardNetworkingInput deviceOutput device

Chapter 3: Hardware 5

MOTHERBOARD

Motherboard or system board with slots for expansion cards and holding parts including:

Central Processing Unit (CPU)Random Access Memory (RAM)Basic Input-Output System (BIOS)Buses

Chapter 3: Hardware 6

MOTHERBOARD

A motherboard, also known as a mainboard, logic board, or system board, is the central or primary circuit board making up a complex electronic system.

Chapter 3: Hardware 7

Central Processing Unit (CPU)

A central processing unit (CPU), or sometimes simply processor, is the component in a digital computer that interpretsinstructions and processes data contained in computer programs.CPUs provide the fundamental digital computer trait of programmability, and are one of the necessary components found in computers of any era, along with primary storage and input/output facilities. A CPU that is manufactured usingintegrated circuits is known as a microprocessor.

Chapter 3: Hardware 8

ยุคของคอมพิวเตอร (ตามเทคโนโลยีที่ใช)

ยุคที่ 1 (1951) ใชหลอดสุญญากาศ (Vacuum tube)ไดแกเครื่อง EDVAC, UNIVAC-1, IBM 650 ทํางานโดยใชภาษาเครื่อง และภาษาแอสเซมบลี ประมวลผลดวยความเร็วในหนวยวินาที (Second)

Chapter 3: Hardware 9

ยุคของคอมพิวเตอร (ตามเทคโนโลยีที่ใช)

ยุคที่ 2 (ค.ศ. 1959-1964) ใชทรานซิสเตอร (Transistor)ไดแกเครื่อง CDC 6600, IBM 1401, IBM 1620 ทํางานโดยใชภาษาระดับสูง เชนภาษา COBOL, FORTRAN ประมวลผลดวยความเร็วในหนวย Millisecond ทรานซิสเตอรมีคุณสมบัติ คือมีความนาเชื่อถือ และกินไฟต่ํา

Chapter 3: Hardware 10

ยุคของคอมพิวเตอร (ตามเทคโนโลยีที่ใช)

ยุคที่ 3 (ค.ศ. 1965-1970) ใชไอซี (Integrated Circuits)โดยที่ตัวไอซี 1 ตัวทํางานไดเทากับทรานซิสเตอรหลายรอยตัว ทําใหสามารถผลิตเครื่องคอมฯ ขนาดเล็กลงมากเรียกวา Minicomputer เครื่องคอมฯในยุคนี้ ไดแกเครื่อง IBM 360, CDC 3300, NCR 395 ทํางานโดยใชภาษาคอมพิวเตอร เชนภาษา RPG, PL/1 ประมวลผลดวยความเร็วในหนวย Microsecond

Chapter 3: Hardware 11

ยุคของคอมพิวเตอร (ตามเทคโนโลยีที่ใช)

ยุคที่ 4 (ค.ศ. 1971-1980) ใช Microprocessormicroprocessor ถูกนําไปใชในการผลิตเครื่อง Microcomputer เครื่องคอมฯในยุคนี้ ไดแกเครื่อง IBM 370, IBM 3033, UNIVAC 9700 ทํางานโดยใชภาษาคอมพิวเตอร เชนภาษา Basic, Pascal ประมวลผลดวยความเร็วในหนวย Nanosecond

Chapter 3: Hardware 12

ยุคของคอมพิวเตอร (ตามเทคโนโลยีที่ใช)

ยุคที่ 5 (ค.ศ. 1981-ปจจุบนั) ใชสถาปตยกรรมแบบ RISC (Reduced Instruction Set Computer)ซึ่งนํา Processor หลายๆ ตัวมาทํางานคูขนานกัน ทําใหความเร็วในการประมวลผลเพิ่มมากขึ้น เครื่องคอมฯในยุคนี้ ไดแกเครื่องที่ใช CPU MMXtechnology, Celeron, Pentium I-IV ใชภาษาคอมพิวเตอร เชนภาษา C, Visual Basic, Java

Chapter 3: Hardware 13

องคประกอบของ CPU

ประกอบดวยสองสวนหลัก ๆ คือControl UnitArithmetic / Logical Unit

Chapter 3: Hardware 14

องคประกอบของ CPU

Control Unit หนวยควบคมุทําหนาที่อานคาํสั่ง (Instruction) และ ตีความ (Decode) วาเปนคาํสั่งใด ใชขอมูลจากที่ไหน (เปนขอมูลที่ถูกนาํเขาหรอืสงออกจาก ALU หนวยความจําหลกั หนวยจัดเก็บขอมูล หรือหนวยนาํเขา/แสดงผลขอมูล) ซึ่งถือวา เปนการควบคุมการทํางานของฮารดแวรทั้งหมด และประสานงานระหวางหนวยตาง ๆ ในระบบคอมพิวเตอร

Chapter 3: Hardware 15

องคประกอบของ CPU

Arithmetic / Logical Unit หนวยคํานวณ / ตรรกะทําหนาที่ประมวลผลคาํสั่งดวยวีการ ทางคณิตศาสตร เชน บวก (+) ลบ (-) คณู (x) หาร (/) เปนตน และเปรียบเทียบคาของขอมูล เชน มากกวา (>) นอยกวา (>) มากกวาหรือเทากบั เปนตน

Chapter 3: Hardware 16

หลักการทาํงานของ CPU

Chapter 3: Hardware 17

หลักการทาํงานของ CPU

ขั้นตอนที่ 1: อานคําสั่งจากหนวยความจําขั้นตอนที่ 2: ถอดรหัสคําสั่ง (Decode) โดยขอมูลที่ใชในการประมวลผลจะถูกยายจากหนวยความจํามาเก็บไวที่ รีจิสเตอร (Register) เพื่อประมวลผลขอมูลตามคําสั่งขั้นตอนที่ 1 และ 2 เรียกวา "Instruction Phase"เวลาทีใ่ชในการกระทําเฟสนี้เรียกวา "Instruction Time(I-time)"

Chapter 3: Hardware 18

หลักการทาํงานของ CPU

ขั้นตอนที่ 3: ALU จะทําตามคําสั่งที่ตีความได ไมวาจะเปนการคํานวณทางคณิตศาสตรหรือการเปรียบเทียบ ขั้นตอนที่ 4: เก็บผลลัพธ (Store Result) ที่ประมวลผลไดลงในหนวยความจํา ขั้นตอนที่ 3 และ 4 เรียกรวมกันวา "Execution Phase"เวลาทีใ่ชในการกระทําเฟสนี้ เรียกวา "Execution Time (E-time)"

Chapter 3: Hardware 19

Processing Speed

Trillionth of a second (ลานลาน)Picosecond

Billionth of a second (พันลาน)Nanosecond

Millionth of a second (ลาน)Microsecond

Thousandth of a second (พัน)Millisecond

SpeedUnit

Chapter 3: Hardware 20

RAM (Random Access Memory)

refers to data storage formats and equipmentthat allow the stored data to be accessed in any order — that is, at random, not just in sequence.RAM is typically erased when a computer isshut down.

Chapter 3: Hardware 21

RAM Packaging

Dual in-line Package (DIP)DIP คือ RAM ที่อยูในรูปแบบของ IC (Integrate Circuit ) หรือ Memory chip การใชงาน หรือติดตั้ง RAM ชนิดนี้ทําไดโดยการติดลงบน ซ็อคเก็ตของ DIP เทาที่เมนบอรดเตรียมไวให

Chapter 3: Hardware 22

RAM Packaging

SIPP (Single In-linePin Package)ลดความยุงยากของการติดตั้ง RAM แบบ DIP โดยติดลงบนแผน PCB(Printed Circuit Board) SIPP มี Pin ซึ่งเหมอืนขาของ IC แต Pin ของ SIPP จะมีเพียงแถวเดยีวการติดตั้ง SIPP ที่มีลักษณะเปนรูกลมเรียงหนึง่เปนแถวยาวมีจํานวนรูเทากับ Pin ของ SIPP พอดี ประหยดัเนือ้ที่บนเมนบอรด และติดตั้งงายกวา DIP มาก

Chapter 3: Hardware 23

RAM Packaging

SIMM (Single In-line Memory Module)รูปรางหนาตา จะคลายกับ SIPP ในการติดตั้ง SIMM จะไมใชการเสียบลงไปตรงๆ เหมือนการดทั่วไป แตจะเสียบลงแบบเอียงๆแลวดันSIMM ไปดานขางเพื่อให กลไกบนซ็อคเก็ตทําการล็อก SIMM เอาไว

Chapter 3: Hardware 24

RAM Packaging

DIMM (Dual In-line Memory Module)เปน RAM ชนิดใหม และถูกกําหนด ใหเปนมาตรฐานกลางโดย JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)จะคลาย SIMM แตจะมี 168 Pin (ขางละ 84 pin )

Chapter 3: Hardware 25

RAM Packages

DIP 16-pin (RAM chip, usuallypre-FPRAM)SIPP (usually FPRAM)SIMM 30-pin (usually FPRAM)SIMM 72-pin (so-called "PS/2SIMM", usually EDO RAM)DIMM 168-pin (SDRAM)DIMM 184-pin (DDR SDRAM)

Chapter 3: Hardware 26

หนวยความจขุองขอมูล

1 bits = 1 byte1024 bytes = 1 kilobyte (KB)1024 KB = 1 megabyte (MB)1024 MB = 1 gigabyte (GB)1024 GB = 1 terabyte (TB)

Chapter 3: Hardware 27

POWER SUPPLY

A power supply(sometimes known as a power supply unit orPSU) is a device orsystem that supplieselectrical or other typesof energy to an outputload or group of loads.

Chapter 3: Hardware 28

STORAGE CONTROLLERS

Storage controllers of IDE, SATA, SCSI or other type, that control hard disk, floppy disk, CD-ROM andother drives; the controllers sit directly on themotherboard (on-board) or on expansion cards

Chapter 3: Hardware 29

Advanced Technology Attachment(ATA)

Advanced Technology Attachment (ATA) is a standard interface for connecting storage devices such as hard disks and CD-ROM drives insidepersonal computers.Many terms and synonyms for ATA exist, including abbreviations such as IDE, ATAPI, and UDMA.

ATA cables: 40 wire ribbon cable top, 80 wire ribboncable bottom

ATA connection sockets

Chapter 3: Hardware 30

Serial ATA (SATA)

Serial ATA is a computer bus technology primarilydesigned for transfer of data to and from a hard disk.

A 15-pin Serial ATA power connector.

Chapter 3: Hardware 31

Serial ATA (SATA)

First generation (1.5Gb/s) SATA ports on a motherboard

A 7-pin Serial ATA data cable.

Chapter 3: Hardware 32

Small Computer System Interface (SCSI)

SCSI is a standard interface and command set fortransferring data between devices on both internaland external computer buses.SCSI is most commonly used for hard disks andtape storage devices, but also connects a widerange of other devices, including scanners, printers,CD-ROM drives, CD recorders, and DVD drives.

Centronics 50 SCSI plug

Chapter 3: Hardware 33

Small Computer System Interface (SCSI)

Centronics 50 SCSI sockets

SCSI DB25 Cable (25 Pin)

Chapter 3: Hardware 34

REMOVABLE MEDIA WRITER

CDCD-ROM DriveCD Writer

DVDDVD-ROM DriveDVD Writer

Floppy DiskZip DriveUSB Flash Drive

Chapter 3: Hardware 35

INTERNAL STORAGE

Hard Disk Drive (HDD)is a non-volatile data storage device thatstores data on a magnetic surfacelayered onto hard diskplatters.

Chapter 3: Hardware 36

SOUND CARD

A sound card is a computer expansion card that can input andoutput sound undercontrol of computer programs.

Chapter 3: Hardware 37

NETWORKING

Networking to connect thecomputer to the Internetand/or other computers

Modem – for dial-up connectionsNetwork card - forDSL/Cable internet, and/orconnecting to othercomputers

Chapter 3: Hardware 38

INPUT or INPUT DEVICE

KeyboardMouseJoystickWebCamMicrophoneScanner

Chapter 3: Hardware 39

OUTPUT or OUTPUT DEVICE

PrinterMonitorSpeakerheadset