· Web view2.4 ข าราชการคร และบ คลากร ทางการศ กษา ได ร บการ ยกย องเช ดช เก ยรต
หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) · Web view......
Transcript of หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) · Web view......
อ.ไพสฐ
ในปจจบนคอมพวเตอร ไดเขามามบทบาทเกยวของกบชวตประจำาวน และกลายเปนสงสำาคญในชวตมนษยมากขน คอมพวเตอรมบทบาท ในทกวงการอาชพ ซงจะพบไดวาธรกจ ตาง ๆ ไดนำาคอมพวเตอร เขามาชวยดำาเนนงาน และใหบรการ
ลกคา เพออำานวยความสะดวก และเกดความคลองตวในการดำาเนนการอยางมประสทธภาพ คอมพวเตอร หมายถง อปกรณ อเลกทรอนกสทมความสามารถในการ แปลคำาสงในโปรแกรม และทำางานตามคำาสงนนๆ ซงเกยวของ กบการ รบขอมลนำา
เขา การคำานวณ การปฏบตการทางตรรกะ และการสรางผลลพธตามทผใชตองการ
ประวตคอมพวเตอร คอมพวเตอรในยคเรมแรก ไดแก เครองจกรกลหรอสงประดษฐขนเพอชวยในการ คำานวณ โดยทยงไมมการ นำาวงจร
อเลกทรอนกส เขามาใชประโยชนรวมดวย ลำาดบเครองมอขนมามดงน
ในระยะ 5,000 ปทผานมา มนษยเรมรจกการใชนวมอและนวเทาของตนเพอชวยในการคำานวณ และพฒนา มา ใชอปกรณอน ๆ เชน ลกหน ใชเชอกรอยลกหนคลายลกคด
ตอมาประมาณ 2,600 ปกอนครสตกาล ชาวจนไดประดษฐเครองมอเพอใชในการ คำานวณขนมาชนดหนง เรยกวา ลกคด ซงถอไดวา เปนอปกรณใชชวยการคำานวณทเกาแกทสดในโลกและคงยงใชงานมาจนถงปจจบน
พ.ศ. 2158 นกคณตศาสตรชาวสกอตแลนดชอ John Napier ไดประดษฐอปกรณใช ชวยการ
คำานวณขนมา เรยกวา Napier's Bones เปนอปกรณทลกษณะคลายกบตารางสตรคณในปจจบน เครอง มอชนดนชวยให สามารถ ทำาการคณและหาร ไดงายเหมอนกบทำาการบวก หรอลบโดยตรง
พ. ศ 2185 นกคณตศาสตรชาวฝรงเศลชอ Blaise Pascal ซงในขณะนนมอายเพยง 19 ป ได
ออกแบบ เครองมอในการคำานวณโดย ใชหลกการหมนของฟนเฟองหนงอนถกหมนครบ 1 รอบ ฟนเฟองอกอนหนงซง
อย ทางดานซายจะถกหมนไปดวยในเศษ 1 สวน 10 รอบ เครองมอของปาสคาลนถกเผยแพรออกสสาธารณะชน เมอ
พ.ศ. 2188 แตไมประสบความสำาเรจเทาทควรเนองจากราคาแพง และเมอใชงานจรงจะเกดเหตการณทฟนเฟองตด ขดบอยๆ ทำาใหผลลพธทไดไมคอยถกตองตรงความเปนจรง
เครองมอของปาสคาล สามารถใชไดดในการคำานวณการบวกและลบ สวนการคณและหารยงไมดเทาทควร ดงนนในป พ.ศ. 2216 นกปราชญษชาวเยอรมนชอ Gottfriend von Leibnitz ไดปรบปรงเครง
คำานวณของ ปาสคาลใหสามารถทหการคณและหารไดโดยตรง โดยทการคณใชหลกการบวกกนหลายๆ ครง และการหาร ก
คอการลบกนหลายๆ ครง แตเครองมอของ Leibnitz ยงคงอาศยการหมนวงลอ ของเครองเองอตโนมต นบวาเปนเครองมอทชวยใหการคำานวณทางคณตศาสตรทดยงยากกลบเปนเรองทงายขน
พ.ศ. 2344 นกประดษฐชาวฝรงเศลชอ Joseph Marie Jacquard ไดพยายามพฒนา เครองทอผาโดยใช บตรเจาะรในการบนทกคำาสง ควบคมเครองทอผาใหทำาตามแบบทกำาหนดไว และแบบดงกลาวสามารถนำา
มา สรางซำาๆ ไดอกหลายครง ความพยายามของ Jacquard สำาเรจลงใน พ.ศ. 2348 เครองทอผานถอวา เปน เครองทำางานตามโปรแกรมคำาสงเปนเครองแรก
พ.ศ. 2373 Chales Babbage ถอกำาเนดทประเทศองกฤษ เมอ พ.ศ. 2334 จบ
การศกษาทางดานคณตศาสตร จากมหาวทยาลยแคมบรดจ และไดรบตำาแหนง Lucasian Professor ซงเปนตำาแหนงท Isaac Newton เคยไดรบมากอน ในขณะทกำาลงศกษาอยนน Babbage ไดสราง
เครอง หาผลตาง (Difference Engine) ซงเปนเครองทใชคำานวณ และพมพตารางทางคณศาสตร
อยางอตโนมต จนกระทงป พ.ศ. 2373 เขาไดรบความชวยเหลอจากรฐบาลองกฤษเพอสรางเครอง
Difference Engine ขนมาจรงๆ แตในขณะท Babbage ทำาการสรางเครอง
Difference Engine อยนน ไดพฒนาความคดไปถง เครองมอในการคำานวนทมความสามารถสงกวาน
1
อ.ไพสฐ
ซงกคอเครองทเรยกวาเครองวเคราะห (Analytical Engine) และไดยกเลกโครงการสรางเครอง
Difference Engine ลงแลวเรมตนงานใหม คอ งานสรางเครองวเคราะห ในความคดของเขา โดยท
เครองดงกลาวประกอบไปดวยชนสวนทสำาคญ 4 สวน คอ
1. สวนเกบขอมล เปนสวนทใชในการเกบขอมลนำาเขาและผลลพธทไดจากการคำานวณ
2. สวนประมวลผล เปนสวนทใชในการประมวลผลทางคณตศาสตร
3. สวนควบคม เปนสวนทใชในการเคลอนยายขอมลระหวางสวนเกบขอมล และสวนประมวลผล
4. สวนรบขอมลเขาและแสดงผลลพธ เปนสวนทใชรบทราบขอมลจากภายนอกเครองเขาสสวนเกบ และ แสดงผลลพธท ไดจากการคำานวณใหผใชไดรบทราบ
เปนทนาสงเกตวาสวนประกอบตางๆ ของเครอง Alaytical Engine มลกษณะ
ใกลเคยงกบสวนประกอบ ของระบบคอมพวเตอร ในปจจบน แตนาเสยดายทเครอง Alalytical Engine ของ Babbage นนไมสามารถ สรางใหสำาเรจขนมาได ทงนเนองจากเทคโนโลย สมยนนไมสามารถสรางสวน
ประกอบตางๆ ดงกลาว และอกประการหนงกคอ สมยนนไมมความจำาเปน ตองใชเครองทมความสามารถสงขนาดนน ดงนน
รฐบาล องกฤษจงหยดใหความสนบสนนโครงการของ Babbage ในป พ.ศ. 2385 ทำาใหไมมทนทจะ
ทำาการวจยตอไป สบเนองจากมาจากแนวความคดของ Analytical Engine เชนนจงทำาให
Charles Babbage ไดรบการยกยอง ใหเปน บดาของเครองคอมพวเตอร
พ.ศ. 2385 ชาวองกฤษ ชอ Lady Auqusta Ada Byron ไดทำาการแปลเรองราวเกยว
กบเครอง Anatical Engine จากภาษาฝรงเศลเปนภาษาองกฤษ ในระหวางการแปลทำาให Lady Ada เขาใจถงหลกการทำางาน ของเครอง Analytical Engine และไดเขยนรายละเอยดขนตอนของ
คำาสงใหเครองนทำาการคำานวณทยงยาก ซบซอนไวในหนงสอทางคณตศาสตรเลมหนง ซงถอวาเปนโปรแกรมคอมพวเตอร
โปรแกรมแรกของโลก และจากจดนจงถอวา Lady Ada เปนโปรแกรมเมอรคนแรกของโลก (มภาษาทใชเขยน
โปรแกรมทเกแก อยหนงภาษาคอภาษา Ada มาจาก ชอของ Lady Ada) นอกจากน Lady Ada ยงคนพบอกวาชดบตรเจาะร ทบรรจคำาสงไวสามารถนำากลบมาทำางานซำาไดถาตองการ นนคอหลกของการทำางานวนซำา หรอ
เรยกวา Loop เครองมอทใชในการคำานวณทถกพฒนาขนในศตวรรษท 19 นน ทำางานกบเลขฐานสบ
(Decimal Number) แตเมอเรมตนของศตวรรษท 20 ระบบคอมพวเตอรไดถกพฒนาขนจงทำาใหม
การเปลยนแปลงมาใช เลขฐานสอง (Binary Number) กบระบบคอมพวเตอร ทเปนผลสบเนองมาจากหลกของพชคณต
พ.ศ. 2397 นกคณตศาสตรชาวองกฤษ George Boole ไดใชหลกพชคณตเผยแพรกฎของ
Boolean Algebra ซงเปนคณตศาสตรทใชอธบายเหตผลของตรรกวทยาทตวแปรมคาไดเพยง "จรง" หรอ "เทจ" เทานน ( ใชสภาวะเพยงสองอยางคอ 0 กบ 1 รวมกบเครองหมายในเชงตรรกพนฐาน คอ AND,
OR และ NOT) สงท George Boole คดคนขน นบวามประโยชนตอระบบคอมพวเตอรในปจจบน
อยางยง เนองจากเปน การยากทจะใชกระแสไฟฟา ซงมเพยง 2 สภาวะ คอ เปด กบ ปด ในการแทน เลขฐานสบซงมอยถง
10 ตว คอ 0 ถง 9 แตเปนการงายกวาเราแทนดวยเลขฐานสอง คอ 0 กบ 1 จงถอวาสงนเปนรากฐานทสำาคญ ของการ ออกแบบวงจรระบบคอมพวเตอรในปจจบน
2
อ.ไพสฐ
พ.ศ. 2423 Dr. Herman Hollerith นกสถตชาวอเมรกนไดประดษฐเครองประมวลผล ทางสถตซง ใชกบบตรเจาะร เครองนไดรบการพฒนา ใหดยงขนและมาใชงานสำารวจสำามะโนประชากร ของสหรฐอเมรกา ในป
พ.ศ. 2433 และชวยใหการสรปผลสำามะโนประชากรเสรจสนภายในระยะเวลา 2 ปครง (โดยกอนหนานนตองใช
เวลาถง 7 ปครง) เรยกบตรเจาะรนวา บตรฮอลเลอรธ และชออนๆ ทใชเรยกบตรน กคอ บตร ไอบเอม หรอบตร 80 คอลมน เพราะผผลตคอ บรษท IBM
การกำาเนดของเครองคอมพวเตอรอเลกทรอนกส เครองมอทงหลายทถกประดษฐขนมาในยคกอนนนสวนมากประกอบดวยฟนเฟอง รอก คาน ซงเปนวสด ทม ขนาดใหญ และมนำาหนกมากทำาใหการทำางานลาชาและผดพลาดอยเสมอ ดงนนในยคตอมาจงพยายาม พฒนาเครองมอ ใหม
ขนาดเลกลง แตมประสทธภาพสงขน ดงน
พ.ศ. 2480 ศาสตราจารย Howard Aiken แหงมหาลยวทยาลยฮาวารด ไดพฒนาเครอง
คำานวณ ตาม แนวคด ของ Babbage รวมกบวศวะกรของบรษท IBM สรางเครองคำานวณตามความคดของ
Babbage ได สำาเรจ โดยเครองดงกลาวทำางานแบบเครองจกรกลปนไฟฟา และใชบตรเจาะรเปนสอในการนำาเขา
ขอมลส เครองเพอทำาการประมวลผล การพฒนาดงกลาวมาเสรจสนในป พ.ศ. 2487 โดยเครองมอนมชอวา
MARK 1 และเนองจากเครองนสำาเรจไดจากการสนบสนน ดานการเงนและบคลากรจากบรษท IBM ดงนนจง
มอกชอ หนงวา IBM Automatic Sequence Controlled Calculator และนบเปนเครองคำานวณแบบอตโนมตเครองแรกของโลก
พ.ศ. 2486 ซงเปนชวงสงครามโลกครงท 2 ศนยวจยของกองทพบกสหรฐอเมรกามความจำาเปนทจะตอง คดคนเครองชวยคำานวณ เพอใชคำานวณหาทศทางและระยะทางในการสงขปนาวธ ซงถาใชเครองคำานวณทม อยในสมยนนจะ
ตองใชเวลาถง 12 ชวโมงในการคำานวณ การยง 1 ครง ดงนนกองทพจงใหกองทนอดหนนแก John W. Mauchly และ Persper Eckert จากหมาวทยาลยเพนซลวาเนย ในการสรางคอมพวเตอร จาก
อปกรณอเลกทรอนกสขนมา โดยนำาหลอดสญยากาศ (Vacuum Tube) จำานวน 18,000 หลอด มาใชในการสราง ซงมขอดคอ ทำาใหเครองมความเรว และมความถกตองแมนยำาในการคำานวณมากขน ในดานของความเรว
นน เครองจกกลมความเฉอยของการเคลอนทของชนสวนประกอบ แตคอมพวเตอรอเลกทรอนกส จะใชอเลกตรอนเปนตวค ลอนท ทำาใหสามารถสงขอมลดวยกระแสไฟฟาได ดวยความเรวใกลเคยงกบความเรวของแสง สวนความถกตองแมนยำาใน
การทำางานของเครองจกรกลอาศยฟนเฟอง รอก คาน ในการทำางาน ทำาใหทำางานไดชา และเเกดความผดพลดไดงาย
พ.ศ. 2489 เครองคอมพวเตอรท Mauchly และ Eckert คดคนขนไดมชอวา ENIAC ยอ
มาจาก (Electronic Numberical Integrater and Caculator) ประสบความสำาเรจในป พ.ศ. 2489 ถงแมวาจะไมทนใชในสงครามโลกครงทสอง แตความเรวในการตำานวณของ
ENIAC ทำาใหวงการคอมพวเตอรขณะนน ยอมรบความสามารถของเครองคอมพวเตอรอเลกทรอนกส แตอยางไร
กตาม ENIAC ทำางานดวยไฟฟาทงหมดทำาใหในการทำางานแตละครงจงทำาใหเกดความรอนสงมาก จำาเปนตองตดตง
ไวในหองทมเครองปรบอากาศดวย นอกจากน ENIAC ยงเกบไดเฉพาะขอมลทเปนตวเลขขนาด 10 หลก และเกบ
ไดเพยง 20 จำานวน เทานน สวนชดคำาสงนน ยงไมสามารถเกบไวในเครองได การสงชดคำาสงเขาเครองจะตองใชวธการ เดนสายไฟสรางวงจร ถามการแกไขโปรแกรม กตองมการเดนสายไฟกนใหม ซงใชเวลาเปนวน
ความคดตอมาในการพฒนาเครองคอมพวเตอรใหดขนกคอ การคนหาวธการเกบโปรแกรมไวในเครอง เพอลดความยงยาก
ของขนตอนการปอนคำาสงเขาเครอง มนกคณตศาสตรเชอสายฮงการเรยนชอ Dr.John Von Neumann ไดพบวธการเกบโปรแกรมไว ในหนวยความจำาของเครองเชนเดยวกบการเกบขอมลและตอวงจร
3
อ.ไพสฐ
ไฟฟา สำาหรบการคำานวณ และการปฏบตการพนฐาน ไวใหเรยบรอยภายในเครอง แลวเรยกวงจรเหลานดวยรหสตวเลขท
กำาหนดไว เครองคอมพวเตอรทถกพฒนาขนตามแนวความคดนไดแก EVAC (Electronic Ddiscreate Variable Automatic Computer) ซงสรางเสรจใน พ.ศ. 2492 และนำามาใชงานจรงในป พ.ศ. 2494 และในเวลาใกลเคยงกน ทมหาวทยาลยเคมบรดส ประเทศองกฤษ
ไดมการสรางคอมพวเตอรมลกษณะคลายกบเครอง EVAC และใหชอวา EDSAC (Electronic Delay Strorage Automatic Caculator)
หนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หนวยประมวลผลกลางหรอซพย เรยกอกชอหนงวา โปรเซสเซอร (Processor) หรอ ชป (chip)
นบเปนอปกรณ ทมความสำาคญมากทสด ของฮารดแวรเพราะมหนาทในการประมวลผลขอมลทผใชปอน เขามาทางอปกรณ
อนพต ตามชดคำาสงหรอโปรแกรมทผใชตองการใชงาน หนวยประมวลผลกลาง ประกอบดวยสวนประสำาคญ 3 สวน คอ
1. หนวยคำานวณและตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU) หนวยคำานวณตรรกะ ทำาหนาทเหมอนกบเครองคำานวณอยในเครองคอมพวเตอรโดยทำางานเกยวของกบ การคำานวณทาง
คณตศาสตร เชน บวก ลบ คณ หาร นอกจากนหนวยคำานวณและตรรกะของคอมพวเตอร ยงมความสามารถอกอยางหนงท เครองคำานวณธรรมดาไมม คอ ความสามารถในเชงตรรกะศาสตร หมายถง ความสามารถในการเปรยบเทยบตามเงอนไข
และกฏเกณฑทางคณตศาสตร เพอใหไดคำาตอบออกมาวาเงอนไข นนเปน จรง หรอ เทจ เชน เปรยบเทยบมากวา นอยกวา
เทากน ไมเทากน ของจำานวน 2 จำานวน เปนตน ซงการเปรยบเทยบนมกจะใชในการเลอกทำางานของเครองคอมพวเตอร จะ ทำาตามคำาสงใดของโปรแกรมเปน คำาสงตอไป
2. หนวยควบคม (Control Unit) หนวยควบคมทำาหนาทคงบคมลำาดบขนตอนการการประมวลผลและการทำางานของอปกรณตางๆ ภายใน หนวยประมวลผลก
ลาง และรวมไปถงการประสานงานในการทำางานรวมกนระหวางหนวยประมวลผลกลาง กบอปกรณนำาเขาขอมล อปกรณ แสดงผล และหนวยความจำาสำารองดวย เมอผใชตองการประมวลผล ตามชดคำาสงใด ผใชจะตองสงขอมลและชดคำาสงนน ๆ เขาสระบบ คอมพวเตอรเสยกอน โดยขอมล และชดคำาสงดงกลาวจะถกนำาไปเกบไวในหนวยความจำาหลกกอน จากนนหนวย
ควบคมจะดงคำาสงจาก ชดคำาสงทมอยในหนวยความจำาหลกออกมาทละคำาสงเพอทำาการแปล ความหมายวาคำาสงดงกลาวสง ให ฮารดแวรสวนใด ทำางานอะไรกบขอมลตวใด เมอทราบความหมายของ คำาสงนนแลว หนวยควบคมกจะสง สญญาณคำาสง
ไปยงฮารแวร สวนททำาหนาท ในการประมวลผลดงกลาว ใหทำาตามคำาสงนน ๆ เชน ถาคำาสง ทเขามานนเปนคำาสงเกยวกบ การคำานวณ หนวยควบคมจะสงสญญาณ คำาสงไปยงหนวยคำานวณและตรรกะ ใหทำางาน หนวยคำานวณและตรรกะกจะไป
ทำาการดงขอมลจาก หนวยความจำาหลกเขามาประมวลผล ตามคำาสงแลวนำาผลลพธทไดไปแสดงยงอปกรณแสดงผล หนวย คงบคมจงจะสงสญญาณคำาสงไปยง อปกรณแสดงผลลพธ ทกำาหนดใหดงขอมลจากหนวยความจำาหลก ออกไปแสดงให
เหนผลลพธดงกลาว อกตอหนง
3. หนวยความจำาหลก (Main Memory) คอมพวเตอรจะสามารถทำางานไดเมอมขอมล และชดคำาสงทใชในการประมวลผลอยในหนวยความ จำาหลกเรยบรอยแลว
เทานน และหลกจากทำาการประมวลผลขอมลตามชดคำาสงเรยบรอบแลว ผลลพธทได จะถกนำาไปเกบไวทหนวยความจำาหลก และกอนจะถกนำาออกไปแสดงทอปกรณแสดงผล
CD-ROM แผนซดรอมเปนสอในการเกบขอมลแบบออปตคอล (Optical Storage) ใชลำาแสงเลเซอร
ในการอานขอมล แผนซดรอม ทำามาจากแผนพลาสตกเคลอบดวยอลมเนยม เพอสะทอนแสงเลเซอรทยงมา เมอแสงเลเซอร
ทยงมาสะทอนกลบไป ทตวอานขอมลทเรยกวา Photo Detector กอานขอมลทไดรบกลบมาวาเปนอะไร
และสงคา 0 และ 1 ไปใหกลบซพย เพอนำาไปประมวลผลตอไป
ความเรวของไดรฟซดรอม มหลายความเรว เชน 2x 4x หรอ 16x เปนตน ซงคา 2x หมายถงไดรวซดรอมม
4
อ.ไพสฐ
ความเรวในการหมน 2 เทา ไดรสตวแรกทเกดขนมามความเรว 1x จะมอตราในการโอนถายขอมล (Data Tranfer Rate) 150 KB ตอวนาท สวนไดรฟทมความเรวสงกวาน กจะมความเรวในการโอนถาย
ขอมล ตามตาราง
ความเรวของไดรว ซดรอม อตราการโอนถายขอมล (กโลไบตตอวนาท)1x 1502x 3003x 4504x 6006x 9008x 1200
10x 1500
ความเรวในการเขาถงขอมล (Access Time) ความเรวในการเขาถงขอมลคอ ชวงระยะเวลาทไดรวซดรอมสามารถอานขอมลจากแผนซดรอม แลวสงไป
ประมวลผล หนวยทใชวดความเรวนคอ มลลวนาท (milliSecond) หรอ ms ปกตแลวความเรวมตราฐาน
ท เปนของไดรวซดรอม 4x กคอ 200 ms แตตวเลขนจะเปนตวเลขเฉลยเทานน เปนไปไมไดแนนอนวาไดรว ซด รอมจะมความเรวในการเขาถงขอมลบนแผนซดรอมเทากนทงหมด เพราะวาความเรวทแทจรงนนจะขนอย กบวาขอมลท
กำาลงอาน อยในตำาแหนงไหนบนแผนซด ถาขอมลอยในตำาแหนงดานใน หรอวงในของแผนซด กจะมความเรวในการเขาถงสง แตถาขอมลอยดานนอกหรอวงนอกของแผน กจะทำาใหความเรวลดลงไป
แคชและบฟเฟอร ไดรวซดรอมรนใหมๆ มกจะมหนวยความจำาทเรยกวาแคชหรอบพเฟอรตดตงมาบนบอรดของซดรอมไดรว มาดวย แคชหรอ
บพเฟอรทวานกคอชปหนวยความจำาธรรมดาทตดตงไวเพอเกบขอมลชวคราวกอนทจะสง ขอมลไปประมวลผลตอไป เพอ ชวยเพมความเรวในการอานขอมลจากไดรวซดรอม ซงแคชนมหนาทเหมอน กบแคชในฮารดดกส ทจะชวยประหยดเวลา ใน
การอานขอมลจากแผนซด เพราะถาขอมลทรองขอมามอย ในแคชแลว กไมตองเสยเวลาไปอานขอลจากแผนอก ขนาดของ
แคชในไดรวซดรอมทวๆ ไปกคอ 256 กโลไบต ซงถายงมแคชทมขนาดใหญ กยงชวยเพมความเรวในการสงถายขอมล
ใหสงขนไปอกขอดของการตดตงแคชลงไปในไดรวซดรอมกคอ แคชจะชวยใหสามารถรบ- สงขอมล ไดดวยความเรว สมำาเสมอ เมอแอพพลเคชนรองขอขอมล มายงไดรวซดรอม แทนทจะตองไปอานขอมลจากแผนซด ซงม ความเรวตำา ก
สามารถอานขอมล ทตองการจากแคช ทมความเรวมากกวาแทนได ยงมแคชจำานวนมากแลวก สามารถทจะเกบขอมลมาไวใน แคชไดเยอะขน ทำาใหเสยเวลาอานขอมลจากแผนซดนอยลง
อนเตอรเฟซของไดรวซดรอม อนเตอรเฟซของไดรวซดรอมมอย 2 ชนดคอ IDE ซงมราคาถก มความเรวในการสงถายขอมลอยในขน ทยอมรบได
และชนด SCSI มราคาแพงกวาแบบ IDE แตกจะมความเรวในการสงถายขอมลสงขนดวย เหมาะสำาหรบนำามาใช
5
อ.ไพสฐ
เปนซดเซรฟเวอร เพราะตองการความเรว และความแนนอนในการสงถายขอมลมากวาไดรฟซดรอมจะมอย 2 แบบ คอ แบบตดตงภายใน และแบบตดตงถายนอก แบบตดตงภายในมขอดคอ ประหยดพนทในการวางซดรอมไดรวและไมตองใชอด
แปเตอรเพอจายไฟใหกบไดรวซดรอม และทสำาคญมราคาถกกวาแบบตดตงภายนอก แบบบตดตงภายนอกมขอดคอ สามารถพกพาไปใชกบ เครองอนไดสะดวก
เทคโนโลยซดรอม
เทคโนโลยซดรอมแบบทนยมใชกนมอย 2 ประเภทคอ CLV (Constant Linear Velocity)
และ CAV (Constant Angular Velocity) การทำางานของ
CLV คอตวไดรฟจะทำางานทความเรวในการสงผานขอมลทแนนอน ( ความเรว X) แตมอเตอร นนหมนทความเรวระดบตางๆ
กนขนอยกบเนอทในการเกบขอล โดยหากอานขอมลบรเวณดานในของแผนซด ตวไดรฟจะหมนทความเรวสง แตเมอมการ
อานขอมลบรเวณดานนอก ตวไดรฟจะลดความเรวรอบลง โดย ความเรวรอบนจะอยระหวาง 500 ถง 4,000 รอบตอนาท สำาหรบซดรอมความเรว 8 เทา ซงเทคโนโลยนทำา การเพมความเรวในการถายขอมลโอนขอมลไดยาก เนอจาก
ตองคงความเรว ในการโอนถายขอมลท 16 เทานน เมอขอมลถกเกบอยในพนทวงในของแผนซด ตวไดรฟจำาเปนตอง หมนดวยความเรวสง เพอใหคงอตราการ ถายโอนขอมลนนไว ทำาใหเกดปญหาความรอนและเกดขอมผดพลาดในการรบ
ขอมลไดมากขนแตสำาหรบเทคโนโลย CAV ซงเปนเทคโนโลยทใหมกวานนจะมการทำางานทตางกนโดยตวไดรฟ
CAV นนจะมความเรวในการหมนคง ทเชนเดยวกบทเปนอยในฮารดดสก เมอมการอานขอมลบรเวณวงในของ แผนซด
รอมนนตวไดรฟอาจจะทำาความเรวในระดบ 8-12 เทา แตประโยชนทไดจาก แตประโยชนทไดจาก ตวไดรฟเทคโนโลยนก
คอเมอไดรฟ ทำาการอานขอมลบรเวณวงนอกของแผนซดความเรว ในการอานจะเพมขน เปน 16 เทา เพราะเนอทดาน นอกของซดนนจะเกบขอมลมากวาพนทวงในของแผน
Mainboard เมนบอรดเปนอปกรณทสำาคญรองมาจากซพย เมนบอรดทำาหนาทควบคม ดแลและจดการๆ ทำางานของ อปกรณชนดตางๆ
แทบทงหมดในเครองคอมพวเตอร ตงแตซพย ไปจนถงหนวยความจำาแคช หนวยความจำาหลก ฮารดดกส ระบบบส บน เมนบอรดประกอบดวยชนสวนตางๆ มากมายแตสวนสำาคญๆ ประกอบดวย
1. ชดชพเซต
ชดชพเซตเปนเสมอนหวใจของเมนบอรดอกทหนง เนองจากอปกรณตวนจะมหนาทหลกเปน เหมอนทง อปกรณ แปลภาษา ใหอปกรณตางๆ ทอยบนเมนบอรดสามารถทำางานรวมกนได และทำาหนาทควบคม อปกรณ
ตางๆ ใหทำางานไดตามตองการ โดยชพเซตนนจะประกอบดวยชพเซตนนจะประกอบไปดวยชพ 2 ตว คอชพ
System Controller และชพ PCI to ISA Bridge
ชพ System Controller หรอ AGPSET หรอ North Bridge เปนชพททำาหนาท ควบคมการทำางานของ อปกรณหลกๆ ความเรวสงชนดตางๆ บนเมนบอรดทประกอบดวยซพย หนวยความจำาแคชระดบ
6
อ.ไพสฐ
สอง (SRAM) หนวยความจำาหลก (DRAM) ระบบกราฟกบสแบบ AGP และระบบบสแบบ PCI ชพ PCI to ISA Bridge หรอ South Bridge จะทำาหนาทเปนอปกรณทใชเชอมตอกน
ระหวางระบบบสแบบ PCI กบอปกรณอนๆ ทมความเรวในการทำางานตำากวาเชนระบบบสแบบ ISA ระบบบสอนกรม
แบบ USB ชพคอนโทรลเลอร IDE ชพหนวยความจำารอมไออส ฟลอบป ดกส คยบอรด พอรตอนกรม และพอรตขนาน ชดชพเซตจะมอยดวยกนหลายรนหลายยหอโดยลกษณะการใชงานจะขนอยกบซพยทใชเปนหลก เชนชด ชพเซต
ตระกล 430 ของอนเทลเชนชพเซต 430FX, 430HX 430VX และ 430TX จะใชงาน
รวมกบซพย ตระกลเพนเทยม เพนเทยม MMX, K5, K6, 6x86L, 6x86MX (M II) และ IDT Winchip C6 ชดชพเซต ตระกล 440 ของอเทลเชนชพเซต 440FX, 440LX,
440EX และชพเซต 440BX จะใชงานรวมกบ ซพยตระกลเพนเทยมโปร เพนเทยมท และเซลเลอรอน และชด
ชพเซตตระกล 450 ของอนเทลเชนชดชพเซต 450GX และ 450NX กจะใชงานรวมกบซพยตระกลเพน
เทยมทซนอนสำาหรบเครองคอมพวเตอรระดบ Server หรอ Workstation นอกจากนยงมชพเซตจาก
บรษทอนๆ อกหลายรนหลายยหอทถกผลตออกมา แขงกบอนเทลเชนชดชพเซต Apollo VP2, Apollo VP3 และ Apollo mVp3 ของ VIA, ชดชพเซต Aladin IV+ และ Aladin V
ของ ALi และชดชพเซต 5597/98, 5581/82 และ 5591/92 ของ SiS สำาหรบซพย
ตระกลเพนเทยม เพนเทยม MMX, K5, K6, 6x86L, 6x86MX (M II) และ IDT Winchip C6 ชดชพเซต Apollo BX และ Apollo Pro ของ VIA, ชดชพเซต
Aladin Pro II M1621/M1543C ของ ALi และชดชพเซต 5601 ของ Sis สำาหรบซพยตระกลเพนเทยมท และเซลเลอรอน ซงชพเซตแตละรน แตละยหอนนจะมจดดจดดอยแตกตางกนไป
2. หนวยความจำารอมไบออส และแบตเตอรรแบคอพ
ไบออส BIOS (Basic Input Output System) หรออาจเรยกวาซมอส
(CMOS) เปนชพหนวยความจำาชนด หนงทใชสำาหรบเกบขอมล และโปรแกรมขนาดเลกทจำาเปนตอการบตของระบบ
คอมพวเตอร โดยในอดต สวนของชพรอมไบออสจะประกอบดวย 2 สวนคอ ชพไบออส และชพซมอส ซงชพซไปออสจะทำา หนาท เกบขอมลพนฐานทจำาเปนตอการบตของระบบคอมพวเตอร สวนชพซมอสจะทำาหนาท เกบโปรแกรมขนาดเลก ทใชใน
การบตระบบ และสามารถเปลยนขอมลบางสวนภายในชพได ชพไบออสใชพนฐานเทคโนโลยของรอม สวนชพซมอสจะใช เทคโนโลยของแรม ดงนนชพไบออสจงไมจำาเปนตองใชพลงงานไฟฟา ในการเกบรกษาขอมล แตชพซมอส จะตองการ
พลงงานไฟฟาในการเกบรกษาขอมลอยตลอดเวลาซงพลงงานไฟฟา กจะมาจากแบตเตอรแบคอพทอยบนเมนบอรด
( แบตเตอรแบคอพจะมลกษณะเปนกระปองสฟา หรอเปนลกษณะกลมแบนสเงน ซงภายในจะบรรจแบตเตอรรแบบลเธยม ขนาด
3 โวลตไว) แตตอมาในสมย ซพยตระกล 80386 จงไดมการรวมชพทงสองเขาดวยกน และเรยกชอวาชพรอม ไบออสเพยงอยางเดยว และการทชพรอมไบออสเปนการรวมกนของชพไบออส และชพซมอสจงทำาใหขอมลบางสวนทอย
ภายใน ชพรอมไบออส ตองการพลงงานไฟฟาเพอรกษาขอมลไว แบตเตอรแบคอพ จงยงคงเปนสงจำาเปนอยจนถง ปจจบน จงเหนไดวาเมอแบตเตอรแบคอพเสอม หรอหมดอายแลวจะทำาใหขอมลทคณเซตไว เชน วนท จะหายไปกลายเปนคาพนฐาน
จากโรงงาน และกตองทำาการเซตใหมทกครงทเปดเครอง เทคโนโลยรอมไบออส ในอดต หนวยความจำารอมชนดนจะเปนแบบ EPROM (Electrical Programmable Read Only Memory)
ซงเปนชพหนวยความจำารอม ทสามารถบนทกได โดยใชแรงดนกระแสไฟฟาระดบพเศษ ดวยอปกรณ ทเรยกวา Burst Rom และสามาถลบขอมลไดดวยแสงอตราไวโอเลต ซงคณไมสามารถอพเกรดขอมลลงในไบออสได ดวยตวเองจงไม
คอยสะดวกตอการแกไขหรออพเกรดขอมลทอยในชพรอมไบออส แตตอมาไดมการพฒนา เทคโนโลยชพรอมขนมาใหม ให
7
อ.ไพสฐ
เปนแบบ EEPROM หรอ E2PROM โดยคณจะสามารถทงเขยน และลบขอมล ไดดวยกระแสไฟฟาโดยใช ซอฟตแวรพเศษ ไดดวยตวเองอยางงายดายดงเชนทเราเหนกนอยในปจจบน
3. หนวยความจำาแคชระดบสอง หนวยความจำาแคชระดบสองนนเปนอปกรณ ตวหนงททำาหนาเปนเสมอนหนวยความจำา บฟเฟอรใหกบซพย โดยใชหลกการท
วา การทำางานรวมกบอปกรทความเรวสงกวา จะทำาใหเสยเวลาไปกบการรอคอยใหอปกรณ ทมความเรวตำา ทำางานจนเสรจสน ลง เพราะซพยมความเรวในการทำางานสงมาก การทซพยตองการขอมล ซกชดหนงเพอนำาไปประมวลผลถาไมมหนวยความ
จำาแคช
Harddisk ฮารดดสก ฮารดดกสเปนอปกรณทรวมเอาองคประกอบ ทงกลไกการทำางาน และอปกรณอเลกทรอนกส เขาไวดวยกน แมวาฮารดดสก
นนจะไดชอวาเปนอปกรณทมความซบซอนทสด ในดานอปกรณทมการเคลอนไหว แตในความเปนจรงแลวการอธบายการ
ทำางาน ของฮารดดสกนนถอวาไดงาย ภายในฮารดดสกนนจะมแผน Aluminum Alloy Platter หลายแผนหมนอยดวยความเรวสง โดยจะมจำานวนแผนขนอยกบแตละรนแตละยหอตางกนไป เมอผใช พมพคำาสงให
คอมพวเตอรทำางาน แขนกลของฮารดดสก จะรอบรบคำาสงและเคลอนท ไปยงสวนทถกตองของ Platter เมอถงท หมายกจะทำาการอานขอมลลงบนแผนดสกนน หวอานจะอานขอมลแลวสงไปยง ซพย จากนน ไมนานขอมลทตองการกจะ
ปรากฏ การทำางานเขยนอานขอมลของฮารดดกส จะมการทำางาน คลายกบการทำางาน ของของเทปคาสเซท แพลตเตอรของ
ฮารดดสก นนจะเคลอบไปดวยวตถจำาพวกแมเหลก ทมขนาดความหนา เพยง 2-3 ในลานสวนของนว แตจะตางจากเทป ทวไปคอ ฮารดดสกนนจะใชหวอานเพยง หวเดยวในการทำางาน ทงอาน และเขยนขอมลบนฮารดดกส สวนเขยนขอมลลงบน
ฮารดดสกนนหวอานจะได รบกระแสไฟฟาผานเขาส คอยลของหวอาน เพอสรางรปแบบแมเหลกบนสอ ทเคลอบอยบนแพลต เตอรซงเทา กบเปนการเขยนขอมลลงบน ฮารดดสก การอานนน กจะเปนการแปลงสญญาณรปแบบแมเหลกทไดบนทก อย
บนฮารดสกกลบแลวเพม สญญาณและทำาการ ประมวลผล ใหกลบมาเปนขอมลอกครงอกจดทแตกตาง กนของการเกบ ขอมลระหวาง ออดโอเทปกบฮารดดสกนนก คอเทปจะเกบขอมลในรปแบบของ สญญาณ อนาลอก แตสำาหรบฮารดดสกนน
จะ เกบในรป สญญาณ ดจตอลโดยจะเกบเปนเลขฐานสองคอ 0 และ 1 ฮารดดสก จะเกบขอมลไวใน Track หรอ เสนวงกลม โดยจะเรมเกบขอมลทดานนอกสด ของฮารดดสกกอน จากนนจงไลเขามาดานในสด โดยฮารดดสก จะเปน
อปกรณทสามารถสมเขาถงขอมลได คอการทหวอาน สามารถเคลอนท ไปอานขอมลบนจดใดของ ฮารดดสกกได ไมเหมอน กบเทปเพลงทหากจะตองการฟงเพลง ถดไปเรากตองกรอเทป ไปยงจดเรมตนของเพลงนน หวอานของฮารดดสก นน
สามารถบนอยเหนอพนทจดเกบ ขอมลทนททไดรบตำาแหนงมาจากซพย ซงการเขา ถงขอมลแบบสมนเปนเหตผลสำาคญ ท
ทำาใหฮารดดสก สามารถแทนทเทปในการเกบขอมลหลกของคอมพวเตอร ฮารดดสกนนสามารถ เกบขอมลไดทง 2 ดาน
ของ แพลตเตอร ถาหวอานเขยนนนอยทง 2 ดาน ดงนนฮารดดสกท มแพลตเตอร 2 แผนนนสามารถมพนทในการ เกบ
ขอมลไดถง 4 ดาน และมหวอานเขยน 4 หวการเคลอนทของ หวอานเขยนนจะมการเคลอนทไปพรอม ๆ กนโดยจะมการ
เคลอนททตรงกน Track วงกลมนนจะถกแบงออก เปนหนวยยอย ๆ เรยกวา Sector การเขยนขอมลลงบน
ฮารดดสกนนจะเรมเขยนจากรอบนอกสด ของฮารดดสกกอน จากนนเมอขอมลใน Track นอกสดถกเขยนจนเตมหว อานกจะเคลอนมายงแทรกถดมา ทวางแลวทำาการเขยน ขอมลตอไป ซงกดวยวธการนทำาใหประสทธภาพการทำางานสงเปน
อยางมากเพราะหวอานเขยนสามารถบนทกขอ มลไดมากกวา ในตำาแหนงหนงกอนทจะเคลอนทไปยงแทรคถดไป ตวอยาง
เชน ถาเรามฮารดดสกแบบ 4 แพลตเตอรอยและหวอานเขยนอยทแทรค 15 ไดรฟจะเขยนขอมลลงในแทรค 15 บน
ทง 2 ดานของ แพลตเตอร ทง 4 จนเตมจากนนจงเคลอนเขาไปหาทแทรค 16 ตอไป การหมนของแพลตเตอรนนนบ
ไดวา เรวมาก ความเรวตำา สดกเทากบ 3,600 รอบตอนาท และปจจบนสงสดนบหมนรอบ ซงเปนการทำางานทเรวกวา ฟลอบปดสกหรอเทปมาก ดวยความเรวขนาดนทำาใหหวอานเขยนขนาดเลกสามารถลอยหรอบนอยเหนอพน ผวไดหวอาน
เขยนนนไดรบการ ออกแบบใหบนอยเหนอแผนแพลตเตอรทกำาลงหมนอยดวยความเรวสงน ในความสงเพยง 3 ลานสวน ของนว ซง เทากบวาระยะหางระหวางหวอานเขยนและแพลตเตอรนนมขนาดเลก กวาเสนผมของคนเราหรอแมกระทงฝน
มาก หากเกดการกระแทก อยางรนแรงขนกบฮารดดสกจนทำาให หวอานเขยนสมผสกบแผนแพลตเตอรกจะทำาใหพนผว หรอ หวอานเขยน เกดการเสยหาย ซงสงผลใหเกด ปญหาขอมลเสยหาย หรอถาโชครายกคอฮารดดสกพงอยางแกไข ไมได
8
อ.ไพสฐ
อยางไรกตามปญหานมกจะไมเกด กบฮารดดสกในปจจบน ทงนเพราะฮารดดสกในปจจบนมเทคโนโลยการ ผลตทสงขนและ
ไดรบการปองกน เปนอยางดโดยถกสราง ใหสามารถ รบแรงกระแทกไดสงถง 70-100 เทาของ แรงดงดด
(70-100G)การจดเรยงขอมลบนฮารดดสก การจดเรยงขอมลบนฮารดดสกนนมลกษณะเดยวกบแผนท ขอมลจะถกจกเกบไวในแทรคบนแพลต
เตอร ดสกไดรฟทว ๆ ไปจะมแทรคประมาณ 2,000 แทรคตอนว (TPI) Cylinder จะหมายถงกลมของ Track ทอย บรเวณหวอานเขยนบนทก ๆ แพลตเตอร ในการเขาอานขอมลนนแตละแทรคจะถกแบงออกเปนหนวย
ยอย ๆ เรยกวา Sector กระบวนการในการจดการดสก ใหมแทรค และเซกเตอรเรยกวา การฟอรแมต ฮารดดสก ใน ปจบนสวนใหญจะไดรบการฟอรแมตมาจากโรงงานเรยบรอยแลว ในเครองคอมพวเตอร โดยปกต เซกเตอร จะมขนาด
เทากบ 512 ไบต คอมพวเตอรจะใชขอมลทไดรบการฟอรแมตน เหมอนกบทนกทองเทยวใชแผนท ในการเดนทาง คอใช ระบวาขอมลใดอยทตำาแหนงใดบนฮารดดสก ดงนนหากฮารดดสก ไมไดรบการฟอรแมต เครองคอมพวเตอร จะกไมรวา
ขอมลถกเกบไวทใด และจะนำาขอมลมาไดจากทไหนในการออกแบบฮารดดสก แบบเกานนจำานวน เซกเตอรตอแทรกจะถก กำาหนดตายตว เนองจากพนทแทรคบรเวณขอบนอกนนมขนาด ใหญกวาบรเวณขอบใน ของฮารดดสก ดงนนพนทสน
เปลองของแทรคดานนอกจงมมากกวา แตในปจจบน ไดมการใชเทคนคการฟอรแมต รปแบบใหมท เรยกวา
Multiple Zone Recording เพอบบขอมลไดมากขน ในการนำามาจดเกบบนฮารดดสกได
Multiple Zone Recording จะอนญาตใหพนทแทรคดานนอก สามารถ ปรบจำานวนคลสเตอรได ทำาใหพนทแทรค ดานนอกสดมจำานวนเซกเตอรมากวา ดานในและดวยการแบงใหพน ทแทรคดานนอกสดมจำานวนเซกเตอร
มากวาดานในน ขอมลสามารถจดเกบไดตลอดทงฮารดดสก ทำาใหมการใชเนอทบนแพลตเตอรไดอยางคมคา และเปนการ
เพมความจโดย ใชจำานวนแพลตเตอรนอยลงจำานวนของเซกเตอรตอแทรค ในดสกขนาด 3.5 นวแบบปกตจะมอย
ประมาณ 60 ถง 120 เซกเตอรภายใตการจดเกบแบบ Multiple Zone Recordingการทำางานของหวอานเขยน
หวอานเขยนของฮารดดสกนบเปนชนสวนทมราคาแพงทสด และลกษณะของมน กมผลกระทบอยางยงกบ ประสทธภาพ
“ของฮารดดสกโดยรวม หวอานเขยนจะเปนอปกรณแมเหลก มรปรางคลาย ๆ ตว C” โดยมชอง วางอยเลกนอย โดยจะม เสนคอยล พนอยรอบหวอานเขยนนเพอสรางสนามแมเหลกไฟฟา การเขยนขอมล จะใช วธการสงกระแสไฟฟาผานคอยล
ทำาใหเกดความเปลยนแปลง ของสนามแมเหลกซงจะสงผลใหเกด ความเปลยนแปลงทแพลตเตอร สวนการอานขอมลนน จะ รบคาความเปลยนแปลง ของสนามแมเหลกผาน คอยลทอยทหวอาน เขยนแลวแปลงคาทไดเปน สญญาณสงไปยงซพย ตอ
ไปเมอเทคโนโลยพฒนาไปความ หนาแนนของขอมลกยง เพมขนในขณะทเนอทสำาหรบเกบขอมลกจะลดขนาดลง ขนาดบต ของขอมลทเลกน ทำาใหสญญาณทเกดขนแลว สงไปยงหวอานนนออนลง และอานไดยากขน ดวเหตนทางผพฒนาจงจำาเปน
ตองวางหวอานใหกบสอมากขนเพอ ลดการสญเสยสญญาณ จากเดมในป 1973 ทหวอานเขยนบนอยหางสอ
ประมาณ 17 microinch (ลานสวนของนว) มาในปจจบนนหวอานเขยน บนอยเหนอแผนแพลตเตอรเพยง
3 microinch เทานน เหมอนกบการนำาเครองบน โบอง 747 มาบนดวยความเรวสงสด โดยใหบนหางพน
เพยง 1 ฟต แตทสำาคญกคอหวอานเขยนนนไมเคยสมผส กบแผนแพลตเตอร ทกำาลงหมนอยเลยเมอเครอง คอมพวเตอรถกปด ฮารดดสกจะหยดหมนแลวหวอานเขยนจะ เคลอนทไปยงพนททปลอดภย และหยดอยตรงนน ซงแยกอย
ตางหากจากพนททใชเกบขอมล
Seek Time คอระยะเวลาทแขนยดหวอานเขยนฮารดดสก เคลอนยายหวอานเขยนไประหวางแทรคของขอมล
บนฮารดดสก ซงในปจจบนฮารดดสก จะมแทรคขอมลอยประมาณ 3,000 แทรคในแตละดานของแพลตเตอร ขนาด
3.5 นว ความสามารถในการเคลอนท จากแทรคทอยไปยงขอมลในบตตอ ๆ ไป อาจเปนการยายตำาแหนงไปเพยง อก
แทรคเดยวหรออาจยายตำาแหนงไปมากกวา 2,999 แทรคกเปนได Seek time จะวดโดยใชหนวยเวลาเปน
9
อ.ไพสฐ
มลลเซก (ms) คาของ Seek time ของการยายตำาแหนงของแขนยดหวอานเขยน ไปในแทรคถด ๆ ไปใน
แทรคท อยตด ๆ กนอาจใชเวลาเพยง 2 ms ในขณะทการยายตำาแหนงจากแทรคทอยนอกสดไปหาแทรคทอยในสด
หรอ ตรงกนขามจะตองใชเวลามากถงประมาณ 20 ms สวน Average seek time จะเปนคา
ระยะเวลาเฉลย ในการยายตำาแหนง ของหวเขยนอานไปมาแบบสม (Random) ในปจจบนคา Average seek time ของ ฮารดดสกจะอย ในชวงตงแต 8 ถง 14 ms แมวาคา seek จะระบเฉพาะ
คณสมบตในการทำางานเพยง ดานกวางและยาวของ แผนดสก แตคา Seek time มกจะถกใชในการเปรยบเทยบ
คณสมบตทางดานความ เรวของฮารดดสกเสมอ ปกต แลวมกมการเรยกรนของฮารดดสกตามระดบความเรว Seek time ของตว ฮารดดสกเอง เชนมการเรยกฮารดดสก ทม Seek time 14 ms “ วา ฮารดดสก
14 ms” ซงกแสดงใหทราบวา ฮารดดสกรนนน ๆ มความเรวของ Seek time ท 14 ms อยางไร
กตามถงแมวาการใชคาความเรว Seek time กำาหนดระดบชนของฮารดดสกจะสะดวก แตคา Seek time กยงไมสามารถแสดงใหประสทธภาพทงหมด ของฮารดดสกได จะแสดงใหเหนเพยงแตการคนหาขอมลในแบบ
สม ของตวไดรฟเทานน ไมไดแสดงในแงของ การอานขอมลแบบเรยงลำาดบ (sequential) ดงนน ใหใชคา
seek time เปนเพยงสวนหนง ในการตดสน ประสทธภาพของฮารดดสกเทานน
Head Switch Time เปนเวลาสลบการทำางาของหวอานเขยน แขนยดหวอานเขยนจะเคลอนยายหว อานเขยนไปบนแพลตเตอร ทอยในแนวตรงกน อยางไรกตามหวอานเขยนเพยงหวเดยวเทานนทอานหรอบนทกขอมลใน
เวลาใดเวลาหนง ระยะเวลา ในการสลบกนทำางาน ของหวอานเขยนจะวดดวยเวลาเฉลยทตวไดรฟใชสลบ ระหวางหวอานเขยน
สองหวในขณะ อานบนทกขอมล เวลาสลบหวอานเขยนจะวดดวยหนวย ms
Cylinder Switch Time เวลาในการสลบไซลนเดอร สามารถเรยกไดอกแบบวาการสลบแทรค
(track switch) ในกรณนแขนยดหวอานเขยน จะวางตำาแหนงของหวอานเขยนอยเหนอไซลนเดอรขอมลอน ๆ แตมขอแมวา แทรคขอมลทงหมดจะตองอยใน ตำาแหนงเดยวกนของแพลตเตอรอน ๆ ดวย เวลาในการสลบระหวาง ไซล
นเดอรจะวดดวยระยะเวลาเฉลยทตว ไดรฟใชในการสลบจากไซลนเดอรหนงไปยง ไซลนเดอรอน ๆ เวลาในการสลบไซลนเดอร
จะวดดวยหนวย ms
Rotational Latency เปนชวงเวลาในการอคอยการหมนของแผนดสกภายใน การหมนภายใน ฮารดดสกจะเกดขนเมอหวอาน เขยนวางตำาแหนง อยเหนอแทรคขอมลทเหมาะสมระบบการทำางาน ของหวอานเขยนขอมลจะ
รอใหตวไดรฟ หมนแพลตเตอรไปยงเซกเตอรทถกตอง ชวงระยะเวลาทรอคอยนเองทถกเรยกวา Rotational Latency ซงจะวด ดวยหนวย ms เชนเดยวกน แตระยะเวลากขนอยกบ RPM (จำานวนรอบตอนาท) ดวยเชนกน
RAM ( หนวยความจำา แรม) RAM ยอมาจาก (Random Access Memory) เปนหนวยความจำาหลกทจำาเปน
หนวยความจำา ชนดนจะสามารถเกบขอมลได เฉพาะเวลาทมกระแสไฟฟาหลอเลยงเทานนเมอใดกตามทไมมกระแสไฟฟา มา เลยง ขอมลทอยภายในหนวยความจำาชนดจะหายไปทนท หนวยควมจำาแรม ทำาหนาทเกบชดคำาสงและขอมลทระบบ
คอมพวเตอรกำาลงทำางานอยดวย ไมวาจะเปนการนำาเขาขอมล (Input) หรอ การนำาออกขอมล (Output) โดยทเนอทของหนวยความจำาหลกแบบแรมนถกแบงออกเปน 4 สวน คอ
10
อ.ไพสฐ
Input Storage Area เปนสวนทเกบขอมลนำาเขาทไดรบมาจากหนวยรบขอมลเขาโดย ขอมลนจะ ถกนำาไปใชในการประมวลผลตอไป
Working Storage Area เปนสวนทเกบขอมลทอยในระหวางการประมวลผล
Output Storage Area เปนสวนทเกบผลลพธทไดจากการประมวลผล ตามความตองการของ ผใช เพอรอทจะถกสงไปแสดงออก ยงหนวยแสดงผลอนทผใชตองการ
Program Storage Area เปนสวนทใชเกบชดคำาสง หรอโปรแกรมทผใชตองการจะสงเขามา เพอใชคอมพวเตอรปฏบตตามคำาสง ชดดงกลาว หนวยควบคมจะทำาหนาทดงคำาสงจากสวน นไปทละคำาสงเพอทำาการแปล
ความหมาย วาคำาสงนนสงใหทำาอะไร จากนนหนวยควบคม จะไปควบคมฮารดแวรทตองการทำางานดงกลาวใหทำางานตามคำา สงนนๆ
Module ของ RAMRAM ทเรานำามาใชงานนนจะเปน chip เปน ic ตวเลกๆ ซงสวนทเรานำามาใชเปนนวยความจำาหลก จะถกบดกร
ตดอยบนแผงวงจร หรอ Printed Circuit Board เปน Module ซงมหลก ๆ อย 2 Module คอ SIMM กบ DIMM
SIMM หรอ Single In-line Memory Module โดยท Module ชนดน จะ
รองรบ datapath 32 bit โดยทงสองดานของ circuit board จะใหสญญาณ เดยวกน
ความเปนมาของ SIMM RAM ในยคตน ๆ ทคอมพวเตอรเรมใชงานกนอยางแพรหลายมากขน ซงสวนมากมกเปนคอมพวเตอร ระดบบคคล
(prosonal computer:PC) ใชซพย 8088 หรอ 80286 หนวยความจำา
DRAM ถกออกแบบให บรรจอยในแพคเกจแบบ DIP (dual in-line package) หรอท เรยกวาแบบตนตะขาบเหมอนกบไอซทใชงานกนทวไป การใชงานหนวยความจำาแบบน จงตองมการจดสรรพนทมากพอ
สมควร บนเมนบอรด ถาเคยเปดฝาเรองดภายในกจะเหนซอกเกตไอซเหลาน เรยงกนเปนแถวเตมไปหมด
การเพมหนวยความจำาชนดนทำาไดงาย เพยงแตซอ DRAM ตามขนาดความจทตองการมา เสยบลงใน ซอกเกตทเตรยมไว และทำาการตดตงจมเปอรอกบางตวหรอบางเครองอาจเพยงตงคาในซอตฟแวร ไบออส
(BIOS) ของเครองใหม เปนอนเรยบรอยใชงานไดทนท
ครงเมอเวลาผานไปเทคโนโลยกาวหนาขน เทคนคการแพคเกจชพไอซลงบนตวถงทนสมยมากขน และเปนทรจกกนดกบเทคโนโลย อปกรณตดพนผว ทำาใหการตดตงหนวยความจำาหรอเพมหนวยความจำา ทำาไดยากขนและ
ตองมเครองมอเฉพาะ จงไดมการคดคน วธการใหม โดยการนำาเอาตวไอซ DRAM แบบ ตตงบนพนผวไปตดบนแผง
วงจรแผนเลก ๆ กอน แลวจงเดนลายทองแดงตอขาจากตวไอซ DRAM ออกมา และแยกเปนขาเชอมตอเอาไวเมอ ตองการจะตดตงกนำาเปเสยบลงในซอกเกตทเตรยมไวบนเมนบอรดไดทนท โมดลหนวยความจำาแบบนมชอเรยกวา ซพแรม
(SIP RAM : Single In-line Package RAM) แรมชนดนจะม 30 ขา
การพฒนายงไมหยดเพยงเทาน เพอความสะดวกในการใชงานมากขน จงไดมการออกแบบซ อกเกต สำาหรบหนวยความจำาชวคราว แบบใหม โดยออกแบบในลกษณะคอนเนกเตอรทสวนของลายทองแดงบนแผน วงจร
ของซพแรมโดยตรง ทำาใหสามารถตดขาทยนออกมา จากตวโมดลได ดงนนจงไดมการตงชอเรยกใหมวา แบบซมแรม
(SIMM RAM : Single In-line Memory Module RAM) ซพแรมมขาตอใชงาน 30 ขา เชนเดยวกบซมแรม และสญญาณทตอใชงานแตละขากเหมอนกนดวย
11
อ.ไพสฐ
DIMM หรอ Dual In-line Memory Module โดย Module นเพงจะกำาเนดมาไมนานนก ม datapath ถง 64 บต โดยทงสองดานของ
circuite board จะใหสญญาณทตางกน ตงแต CPU ตระกล Pentium เปนตนมา ไดมการ
ออกแบบใหใชงานกบ datapath ทมากวา 32 bit เพราะฉะนน เราจงพบวาเวลาจะใส SIMM RAM บน slot RAM จะตองใสเปนค ใสโดด ๆ แผง เดยวไมได
Memory Module ปจจบนมอย 3 รปแบบคอ 30-pin, 72-pin, 168-pin ทนยมใชในเวลานคอ 168-pin
รายละเอยดของ RAM แตละชนด
Parity จะมความสามารถในการตรวจสอบความถกตองของ ขอมล โดยจะม bit ตรวจ
สอบ 1 ตว ถาพบวามขอมลผดพลาด กจะเกด system halt ในขณะทแบบ Non-Parity จะไมม
การตรวจสอบ bit น
Error Cheching and Correcting (ECC) หนวยความจำาแบบน ไดพฒนาขนมาอกระดบหนง เพราะนอกจากจะตรวจสอบวามขอมลผดพลาดไดแลว ยงสามารถแกไข
bit ทผดพลาดไดอกดวย โดยไม ทำาให system halt แตหากมขอมลผดพลาดมาก ๆ มนกม halt ได
เหมอนกน สำาหรบ ECC นจะเปลอง overhead เพอเกบขอมล มากวาแบบ Parity ดงนน
Performance ของมนจงถกลดทอนลงไปบาง
ชนดและความแตกตางของ RAM
Dynamic Random Access Memory (DRAM)DRAM จะทำาการเกบขอมลในตวเกบประจ (Capaciter) ซงจำาเปนตองมการ refresh เพอ เกบ
ขอมล ใหคงอยโดยการ refresh นทำาใหเกดการหรวงเวลาขนในการเขาถงขอมล และกเนองจากทมนตอง
refresh ตวเองอยตลอดเวลานเองจงเปนเหตใหไดชอวา Dynamic RAM
Staic Random Access Memory (SRAM) จะตางจาก DRAM ตรงทวา DRAM ตองทำาการ refresh ขอมลอยตลอดเวลา แตในขณะท
SRAM จะเกบขอมล นน ๆ ไว และจำาไมทำาการ refresh โดยอตโนมต ซงมนจะทำาการ refresh กตอ
เมอ สงใหมน refresh เทานน ซงขอดของมนกคอความเรว ซงเรวกวา DRAM ปกตมาก แตกดวยราคาทสง วามาก จงเปนขอดอยของมน
12
อ.ไพสฐ
Fast Page Mode DRAM (FPM DRAM)FPM นน กเหมอนกบ DRAM เพยงแตวา มนลดชวงการหนวงเวลาขณะเขาถงขอมลลง ทำาให มนมความเรวใน
การเขาถงขอมล สงกวา DRAM ปกต ซงโดยทสญญาณนาฬกาในการเขาถงขอมล จะเปน 6-3-3-3 (Latency เรมตนท 3 clock พรอมดวย 3 clock สำาหรบการเขาถง page) และสำาหรบ
ระบบแบบ 32 bit จะมอตราการสงถายขอมลสงสด 100 MB ตอวนาท สวนระบบแบ 64 bit จะม
อตรา การสงถายขอมลท 200 MB ตอววนาท เชนกน ปจจบนน RAM ชนดนแทบจะหมดไปจากตลาดแลวแต
ยงคงมใหเหนบาง และมกมราคา ทคอนขางแพงเมอเทยบกบ RAM รนใหม ๆ เนองจากทวาปรมาณใน ทองตลาดม นอยมาก ทง ๆ ทยงมคนตองการใชแรมชนดนอย
Extended-Data Output (EDO) DRAM หรอเรยกอกชอหนงกคอ Hyper-Page Mode DRAM ซงพฒนาขนอกระดบหนง โดยการทมน
จะอางอง ตำาแหนงทอานขอมล จากครงกอนไวดวย ปกตแลวการดงขอมลจาก RAM ณ ตำาแหนงใด ๆ มกจะดงขอมล ณ ตำาแหนงทอยใกล ๆ จากการดงกอนหนาน เพราะฉะนน ถามการององ ณตำาแหนงเกาไวกอน กจะทำาให เสยเวลาในการเขา
ถงตำาแหนงนอยลง และอกทงมนยงลดชวงเวลาของ CAS latency ลงดวย และดวย ความสามารถน ทำาให
การเขาถงขอมลดขนกวาเดมกวา 40% เลยทเดยว และมความสามารถโดยรวมสงกวา FPM กวา 15% EDO จะทำางานไดดท 66 MHz ดวย timming 5-2-2-2 และกยงทำางานไดดเชนกน แมจะใช
งานท 83 MHz ดวย Timming นและหากวา chip EDO น มความเรวทสงมากพอ ( มากวา
50ns) มนจะ สามารถใชงานได ณ 100 MHz ท Tomming 6-3-3-3 ไดอยางสบาย
อตราการสงถายขอมลสงสด ของ DRAM ชนดนอยท 264 MB ตอวนาท EDO RAM ในปจจบนนไมเปนทนยมใชแลว
Burst EDO (BEDO) DRAM BEDO ไดเพมความสามารถขนมาจาก EDO เดม คอ Burst Mode โดยหลงจากทมนได
address ท ตองการ adress แรกแลวมนกจะทำาการ generate อก 3 address ขน
ทนท ภายใน 1 สำญญาณนาฬกา ดงนน จงตดชวงเวลาในการรบ adress ตอไป เพราะฉะนน Timming ของมนจงเปน 5-1-1-1 ณ 66 MHz BEDO ไมเปนทแพรหลาย และไดรบความนยมเพยงระยะเวลา
สน ๆ เนองจากวาทาง Intel ตดสนใจใช SDRAM แทน EDO และไมไดใช BEDO เปนสวนประกอบ
ในการพฒนา chipset ของตน ทำาใหบรษทผผลต ตาง ๆ หนมาพฒนา SDRAM แทน
Synchronous DRAM (SDRAM) SDRAM จะตางจาก DRAM เดมตรงทมนจะทำางานสอดคลงกบสญญาณนาฬกา สำาหรบ DRAM เดมจะ ทราบตำาแหนง
13
อ.ไพสฐ
ทอาน กตอเมอเกดทง RAS และ CAS ขน แลวจงทำาการไปอานขอมลโดยมชวงเวลาในการ เขาถงขอมล ตามทเรา
มกจะไดเหนบนตว chip ของตว RAM เลย เชน -50, -60, -80 โดย -50 หมายถง ชวงเวลาเขา
ถง ใชเวลา 50 นาโนวนาทเปนตน แตวา SDRAM จะใชสญญาณนาฬกาเปนตวกำาหนดการ ทำางานโดยจะใช
ความถของสญญาณเปนตวระบ SDRAM จะทำางานตามสญญาณนาฬกาขาขนเพอรอรบ ตำาแหนงขอมล ทตองการ
ใหมนอาน แลวจากนนมนกจะไปคนหาให และใหผลลพธออกมาหลงจากไดรบ ตำาแหนงแลว เทากบคาของ CAS เชน
CAS 2 กคอ หลงจากรบตำาแหนงทอานแลวมนจะใหผลลพธออกมา ภายใน 2 ลกของสญญาณนาฬกา
SDRAM จะม Timming เปน 5-1-1-1 ซงแน มนเรวพอ ๆ กนกบ BEDO RAM เลย
ทเดยว แตวามนสามารถทำางานได ณ 100 MHz หรอมากวา และมอตราการสงถาย ขอมลสงสดท 528 MB ตอวนาท
DDR SDRAM ( หรอ SDRAM II)DDR RAM นแยกออกมาจาก SDRAM โดยจดทตางกนหลก ๆ ของทงสองชนดนคอ DDR SDRAM นสามารถทจะใชงานไดทงขาขน และขาลง ขแงสญญาณนาฬกาเพองสงถายขอมล นนกทำาใหอตราสงถาย
เพมขนไดถงเทาตว ซงมอตราการสงถายขอมลสสดถง 1 G ตอวนาทเลยทเดยว
Rambus DRAM (RDRAM) ชอของ RAMBUS เปนเครองหมายการคาของบรษท RAMBUS Inc. ซงตงมาตงแตยค 80 แลว
เพราะฉะนนชอน กไมไดเปนชอท ใหมอะไรนก โดยปจจบนไดเอาหลกการของ RAMBUS มาพฒนาใหม โดยการลด
pin รวม static buffer และทำาการปรบแตงทาง interface ใหม DRAM ชนดน จะ สามารถ ทำางานไดทงขอบขาขน และลงของสญญาณนาฬกา และเพยงชองสญญาณเดยว ของหนวยความจำา แบบ
RAMBUS น ม Performance มากกวาเปน 3 เทา จาก SDRAM 100 MHz แลว และเพยงแคชอง สญญาณเดยวนกมอตราการสงถายของมลสงถง 1.6 G ตอวนาท ถงแมวาเวลาในการเขาถง
ขอมลแบบ สมของ RAM ชนดนจะชา แตการเขาถงขอมลแบบตอเนองจะเรวมาก ๆ ซงกาวา RDRAM นมการ
พฒนา Interface และม PCB (Printed Circuit Board) ทด ๆ แลวละกรวมถง
Controller ของ Interface ให สามารถใชงานไดถง 2 ชองสญญาณแลวมนจะมอตราการสงถาย
ขอมลเพมเปน 3.2 G ตอวนาท และหากวาสามารถใชไดถง 4 ชองสญญาณกจะสามารถเพมไปถง 6.4 G ตอ วนาท
Synchronous Graphic RAM (SGRAM)SGRAM นกแยกออกมาจาก SDRAM เชนกนโดยมนถกปรบแตงมาสำาหรบงานดาน Graphics
เปนพเศษแตโดยโครงสรางของ Hardware แลว แทยไมมอะไรตางจาก SDRAM เลย เราจะเหนจากบาง Graphic Card ทเปนรนเดยวกน แตใช SDRAM กม SGRAM กม เชน Matrox G200 แตจดทตางกน กคอ ฟงกชน ทใชโดย Page Register ซง SG สามารถทำาการเขยนขอมล
14
อ.ไพสฐ
ไดหลาย ๆ ตำาแหนง ในสญญาณนาฬกาเดยว ในจดนทำาใหความเรวในการแสดงผล และ Clear Screen ทำาได
เรวมาก และยงสามารถ เขยนแค บาง bit ในการ word ได (คอไมตองเขยนขอมลใหมทงหมดเขยนเพยงขอมลท
เปลยนแปลง เทานน) โดยใช bitmask ในการเลอก bit ทจะเขยนใหมสำาหรบงานโดยปกตแลว
SGRAM แทบจะไม ใหผลทตางจาก SDRAM เลย มนเหมาะกบงานดาน Graphics มากกวา
เพราะความสามารถท แสดงผลเรวและ Clear Screen ไดเรวมนจงเหมาะกบใชบน Graphics Card มากกวา ทจะใชบน System
Video RAM (VRAM)VRAM ชอกบอกแลววาทำางานเกยวกกบ Video เพราะมนถกออกแบบมาใชบน Dispaly Card
โดย VRAM นกมพนฐานมาจาก DRAM เชนกน แตททำาใหมนตางกนกดวยกลไกการทำางานบางอยาง ทเพม
เขามา โดยท VRAM นน จะม serial port พเศษเพมขนมาอก 1 หรอ 2 port ทำาใหเรามองวามน
เปน RAM แบบ พอรทค (Dual-Port) หรอ ไตรพอรท (Triple-Port) Parallel Port ซงเปน Standard Interface ของมน จะถกใชในการตดตอกบ Host Processor เพอสงการให ทำาการ refresh ภาพขนมาใหม และ Seral Port ทเพมขนมา จะใช
ในการสงขอมลภาพออกส Display
Windowns RAM (WRAM)WRAM น ด ๆ ไปลวเหมอนกบวา ถกพฒนาโดย Matrox เพราะแทบจะเปนผเดยวทใช RAM ชนดน บน Graphics Card ของตน (card ตระกล Millenium และ Millenium II แตไม
รวม Millenium G200 ซงเปน ซงใช SGRAM ) แตในปจจบนกเหนมของ Number 9 ทใช WRAM เชนกน ในรน Number 9 Revolutuon IV ทใช WRAM 8M บน
Crad WRAM นโดยรวมแลวกเหมอน ๆ กบ VRAM จะตางกนกตรงท มนรองรบ Bandwith ทสงกวา อกทงยงใชระบบ Double-Buffer อกดวย จงทำาใหมนเรวกวา VRAM อกมากทเดยว
Memory Cahe แคช
Cache คอหนวยความจำาชนดหนง ซงจะมความเรวในการเขาถง และการถายโอนขอมลทสง โดยจะม
หนาทในการเกบ พก ขอมลทมการใชงานบอย ๆ เพอเวลาท CPU ตองการใชขอมลนน ๆ จะไดคนนหาไดเรว โดยทไม จำาเปน ทจะตองไปคนหาจากขอมลทงหมด
เปรยบเทยบกนงาย ๆ กเหมอนกบการอานหนงสอ แลวเวลาทเจอขอความทนาสนใจ กทำาการจดบนทก ไวท สมด แลวเมอเวลาตองการ ขอมลนน ๆ กสามารถคนหาไดจากในสมดจดไดงายกวา เปดหาจากหนงสอ ทงเลมแนนอน
ขอมลทจดลงในสมดนน มขนาดนอยกวา ในหนงสอแน ๆ คงไมมใครทจะลอกขอมลทก บรรทดทกหนาของหนงสอ ลงในสมด
ในปจจบนจะพบการใชงาน Cache อย 2 แบบ นนกคอ Memory Cache และ
15
อ.ไพสฐ
Disk Cache โดยท หลกการทำางานของทง 2 ชนดนกคลาย ๆ กน คอ Disk Cache นนจะ
เปนการอานขอมลทตองการใชงานเขา มาเกบไวในหนวยความจำาหลก เมอ CPU มการเรยกใชงาน กจะเขาไปคนหาใน
หนวยความจำาหลกกอนหากวา ไมพบจงจะไปคนหาใน Harddisk ตอไป และในกรณของ Memory Cache นน กเปนอกลำาดบขนหนงถดจาก Disk Cache นนกคอ จะทำาการดงขอมลทมการเรยกใชงาน
บอย ๆ เขามาเกบไวในหนวยความจำา ขนาดเลก ทมความไวสงกวาหนวยความจำาหลก เมอ CPU ตองการใชงาน กจะ มองหาขอมลทตองการ ทหนวยความจำา ขนาดเลกนนกอน กอนทจะเขาไปหาในหนวยความจำาหลกทม การเขาถงและการสง
ขอถายขอมลทชากวาตอ ไปและหนวยความจำาขนาดเลก ๆ นนกคอ Cache นนเอง
Memory Cache นน ตำาแหนงของมน จะอยระหวาง CPU กบหนวยความจำาหลก โดยมนจะทำาการ ดง หรอเกบขอมล ทมการเรยกใชงานบอย ๆ จากหนวยความจำาหลก ซงความไวในการอาน หรอสงถายขอมลจาก
Cahe ไปยง CPU หรอจาก CPU ไปยง Cache จะทำาไดเรวกวา จากหนวยความจำาหลกไปยง
CPU หรอจาก CPU ไปยงหนวยความจำาหลกมาก เพราะทำาดวย SRAM ซงมความไวสง และมราคาแพงกวา
หนวยความจำา ของระบบทเปน DRAM อยมาก และกเพราะราคาทแพงน ทำาใหขนาดของ Cache ทใชในระบบ
จงมขนาด นอยกวาหนวยความจำาหลกอยมาก DRAM หรอ Dynamic RAM นนจะทำาการเกบขอมล
ในตวเกบประจ ซงจำาเปนจะตองมการ refresh เพอเกบขอมลใหคงอย โดยการ refresh น ทำาใหเกดการ
หนวงเวลาขนในการ เขาถงขอมล และกเนองจากทมนตอง refresh ตวเองอยตลอดเวลานเอง เปนเหตใหไดชอวา
Dynamic RAM สวน SRAM นนจะตางจาก DRAM ตรงทวา DRAM จะตองทำาการ
refresh ขอมลอยตลอดเวลา แตใน ขณะท SRAM จะเกบขอมลนนๆ ไว และจะไมทำาการ refresh โดยอตโนมต ซงมนจะทำาการ refresh กตอเมอ สงใหมน refresh เทานน ซงขอดของมน กคอความเรว ท
เรวกวา DRAM ปกตมาก แตกดวยราคาทสงกวามาก จงเปนขอดอยของมนเชนกน
จากทกลาวมาขางตน กดเหมอนวา Cache นน มความสำาคญ ตอความเรวของระบบอยไมใชนอย แลว ทำาใมเราถง
เพงจะ ใหความสำาคญกบมนละ? เพราะวา เพงมการใช Cache กบ CPU รนใหม ๆ อยางนนหรอ? เปลาเลย
จรง ๆ แลวมการใช Cache มาตงนานแลว ตงแตรน 80486 ซงสมยนนทาง Intel กเรมมการใส
Cache ใหกบ CPU ของตน โดยทเรมใสขนาด 8KB ในรน 486DX-33 และไดทำาการเพมเปน
16KB ในรน 486DX4 เปนตนมา ซง Cache ทใสไปนนไดใสเขาไปในแกนหลกของ CPU เลย
ทำาใหการตดตอระหวาง CPU กบ Cache ทำาไดเรวมาก และมการใช Cache อกขนหนง โดยใสไปท
Mainboard ซงมขนาดทใหญ กวา แตชากวา Cache ทใสไวในแกน CPU เมอ CPU ตองการ
ขอมลใด ๆ กจะทำาการคนหาจาก Cache ทอย ภายในแกน CPU กอน หากวาพบขอมลทตองการ ( เรยกวา
Cache Hit) กจะดงขอมลนนๆ มาใชงานไดเลย แตถาหากไมพบ ( เรยกวา Cache Miss) กจะการ
คนหาในสวนของ Cache ทอยบน Mainboard ตอไป และ หากวายงไมพบอก กจะไปคนหาตอใน
Harddisk ตอไป
ดวยตำาแหนงในการเกบ Cache ทตางกน และลำาดบขนในการเรยกใชงานตางกน จงเรยก
Cache ทอย ในแกนของ CPU วา Internal Cache หรอ Level 1 Cache (L1 Cache) และเรยก Cache ทอยนบน Mainboard นนวาเปน External
16
อ.ไพสฐ
Cache หรอ Level2 Cacke (L2 Cache) ตอมาใน CPU รน Pentium ของ Intel นน กไดทำาการแบง Cache ภายใน
ออกเปน 2 สวนเพอแยกการ ทำางานกน ซงกไดแบงจาก 16KB น ออกเปน 8KB เพอใชเกบคำาสงตาง ๆ เรยก
วา Instruction Cache และ อก 8KB เพอใชเกบขอมลตาง ๆ เรยกวา Data Cache และตอมา CPU ในรน Pentium II ของ Intel นน กไดมการเปลยนแปลงตำาแหนง
การเกบ Cache ระดบ 2 ซงจากปกตจะจดเกบไว บน Mainboard กทำาการยาย มาเกบไวบน
Package เดยวกบ CPU CPU Intel Pentium II นน จะมลกษณะเปน
Cartridge แผนกวางๆ ม CPU อยตรงกลาง และเกบ Cache ไวขางๆ แลวรวมกนเปน
Package เดยวกน เรยกวา Single Edge Contack หรอ SECC แตยงคงเรยก
Cache ทอยบน SECC วาเปน External Cache หรอ Level2 Cache เชน
เดม เพราะยงคงอยภายนอกตว CPU เพยงแคอยบน Package เดยวกนเทานน แตดวยราคาทสงมากของ
CPU Pentium II ในสมยทเพงวางตลาด ทำาใหมผสนใจนอย ทาง Intel จงไดตด Cache ระดบ
2 ออกจาก Pentium II เพอลดตนทนการผลต และเปลยนรปแบบ Package ใหดบางลง แลวเรยก
CPU ใหมนวา Celeron และเรยก Package ของ Celeron วา Single Edge Processor Package จากทกลาวมาแลวขางตนวา Cache นนมราคาสง เพราะฉะนน เมอตด Cache ระดบ
2 ออก ทำาให ราคาของ Celeron ถกกวา Pentium II อยมาก และทาง Intel กหวงจะใช
Celeron ทราคาถกนน ตตลาด ระดบกลางและลาง แตแลวกฝนสลาย เพราะ Celeron ทไมม
Cache นน ในดานการเลนเกมส ทไมมการ เรยกใช Cache เทาไหร ทำาคะแนน หรอมความสามารถ เทยบ
เทากบ Pentium II ทความเรวเทาๆ กน แต
ใน งานดาน Office Application เชน Microsoft Word, Microsoft Excell กลบทำาคะแนนไดแยมากๆ จากทเหน กคอ Celeron ทความเรว 300 MHz นนเมอใชงาน
กบ Application ดงกลาว กลบชากวา Pentium MMX 233 เสยอก ทำาให
Celeron รนดงกลาวไมไดรบความนยมเทาใดนก ทาง Intel จงไดผลต Celeron รนใหมทได เตม
Cache ระดบ 2 เขาไปดวย โดยใหมขนาดเพยง 1/4 ของ Pentium II แตใหทำางานดวยความเรว
เทากบ ความเรวของ CPU (Cache ระดบ 2 ของ Pentium II นนจะทำางานทความเรวเพยงครง
หนงของความเรว CPU) และเพยงเพม Cache ระดบ 2 เขาไปนเอง ผลคะแนนทไดจากการทำางานกบ
Application ดงกลาว กลบเพมขนมามาก ตางจาก รนเดมทไมม Cache อยางเหนไดชด
นเปนจดหนงททำาให Cache นาสนใจมากขน แตยงไมหมดเทาน อกจดหนงททำาใหเรองของ
Cache นนเปน ทกลาวถง กนมากขน เกดจากการประกาศตวของ AMD K6-III AMD K6-III มอะไรด ถงทำาใหเรองของ Cache เปนทนาสนใจนก อนนคงตองเทา
ความไปอกสกนดหนง กอนวา CPU ของ AMD นนมการใช Internal Cache และ
External Cache เชนเดยวกบ CPU ของ Intel มาโดยตลอด เมอ Intel เปลยน
17
อ.ไพสฐ
สถาปตยกรรมใหม เอา Cache ไปไวบน Package ของ CPU และไมมการใช Cache บน
Mainboard อกตอไป แตทาง AMD กยงคงใชงานบน สถาปตยกรรมเดมคอม Internal Cache ภายใน CPU และม External Cache อยบน Mainboard เรอยมา จนถง
รน AMD K6-2 พอมา AMD K3-III ทาง AMD กไดทำาการ เพม Cache เขาไปท Package ของ CPU
บาง ( แตไมไดรวม เขาไปในแกนของ CPU) และยงคงใหม Cache บน Mainboard เชนเดม ดงนน จงเกดมการใชงาน Cache ถง 3 ระดบดวยกน ( เรยกวา Tri Level Cache) โดยระดบแรกสด
นน กคอ Cache ทอยภายในแกนของ CPU เลย ระดบถดมา กอยบน Package ของ CPU และ
ระดบสดทายอยบน Mainboard ซงขนาดของ Cache กจะมากขนตามลำาดบ ในขณะทความเรวในการใชงานกลบลดลงตามลำาดบ
Modem โมเดม
โมเดม ยอมาจากคำาสองคำา คำาวา MO ยอมาจาก MOdulation เปนการแปลง
สญญาณดจตอล จากเครองคอมพวเตอร ตนทางใหกลายเปนสญาณอนาลอกแลวสงไปตามสายโทรศพท DEM ยอมา
จาก DEModulation เปนการเปลยนจากสญญาณอนาลอก ทไดจากสายโทรศพทใหกลบไปเปนสญญาณ ดจตอล เพอสงตอไปยง เครองคอมพวเตอรปลายทาง
สญญาณจากคอมพวเตอรเปนสญญาณ Digital มแค 0 กบ 1 เทานน เมอเปลยนมาเปน สญญาณอนาลอกอย ในรปทคลายกบสญญาณไฟฟา ของโทรศพท จงสงไปทางสายโทรศพทได สำาหรบความไวของ โมเดม
ทความไว 28.8 Kb. และ 33.6 Kb. นไมคอยมปญหาในการใชเพราะมมาตรฐาน เดยวกน แต
. โมเดม ความไวขนาด 28.8 Kb. ตอนนไมคอยมใครใชแลว สำาหรบความไวท 33.6 Kb. นนยงผลต และ
จำาหนายเนอง จากยงมผใชกนอย Kb. นยอมาจากคำาวา Kilobit ครบ สงเกตตรงตว b ซงเปนตวเลกจะอาน
เปน bit หากเขยนตวใหญ เชนคาความจของฮารดดสกจะเรยกปน Kilobyte และเขยนเปน KB. หรอ
MB. เชน Harddisk 540 MB. ฮารดดสก มความจ 540 เมกกะไบต สำาหรบปจจบนนความไว
ของโมเดมจะสงขนท 56 Kb. ตอนแรกมมาตรฐานออกมา 2 อยางคอ X2 และ K56Flex ออกมาเพอ
แยงชงมาตรฐานกน ทำาใหสบสน ในการใชงาน ตอมามาตรฐานสากล ไดกำาหนดออกมาเปน V.90 เปนการยตความไม
แนนอน ของการใชงาน โมเดมบางตวสามารถ อพเดทเปน V.90 ได แตบางตวกไมสามารถทำาได ตอนซอควรกำาหนด
ใหเปนมาตรฐาน V.90 เลย จะไดไมมปญหา สำาหรบโมเดมปจจบนนยงมความสามารถในการรบสง Fax ดวย ความ
ไวในการสง Fax จะอยท 14.4 Kb. เทานน หากดตามรปรางการใชงานกจะแบงออกไดเปน 3 อยางคอ
1. Internal 2. External 3. PCMCIA
ขอดและเสยกมตางกนครบ อนนจะไมเอา PCMCIA มาเกยวเนองจากจะนำาไปใชกบพวก Notebook
18
อ.ไพสฐ
Internal Modem Internal Modem เปนโมเดมทมลกษณะเปนการดเสยบกบสลอตของเครองอาจจะ
เปนแบบ ISA หรอ PCI ขอดกคอ
1. ไมเปลองเนอท ไมเกะกะ
2. ราคาถก
3. ไมตองใชไฟเลยงตางหาก เปดเครองใชงานไดทนท เนองจากตดตงอยในเครองแลว
4. ไมมปญหากบเครองคอมรนเกาทมชพ UART ทมความไวตำา เพราะการทำางานไมผาน serial port 5. สงถายขอมลไดสงกวาแบบทอยภายนอก
ขอเสยคอ
1. ตดตงยากกวา แบบภายนอก
2. เนองจากตดตงภายในเครองทำาใหใชไฟในเครองอนสงผลใหเพมความรอน ในเครอง
3. เสยสลอตของเครองไปหนงสลอต
4. เคลอนยายไปใชเครองอนไดยาก
5. ตดตงไดเฉพาะเครองคอมแบบ PC เทานนไมสามารถใชงานกบ NoteBook ได
External ModemExternal Modem เปนโมเดมทตดตงภายนอกโดยจะตอกบ Serial Port อาจจะเปนท
Com1 หรอ Com2 บางครงนาน ๆ เจอกตดท Pararel port กมบาง (ยงไมเคยเจอเลย) ขอดคอ
1. สามารถเคลอนยายไปใชกบเครองอนไดงาย
2. ตดตงไดงายกวา
3. ไมเพมความรอนให กบเครองคอมพวเตอร เนองจากตดตงอยภายนอกและใชแหลงจายไฟภายนอก
4. สามารถใช งานกบเครอง NoteBook ไดเนองจากตอกบ Serial Port หรอ Parallel Port มไฟแสดง สภาวะการทำางานของโมเดมขอเสย
1. มราคาแพง
2. เกะกะ
3. เกดปญหาจากสายตอไดงาย
4. เสยพอรต Serial หรอ Parallel Port ไปหนงอน
19
อ.ไพสฐ
5. หากใชกบคอมพวเตอรรนเกาจะทำาใหไดความไวตำาเนองจากชพ UART ของเครองรนเกามความไวตำา
ในการเลอกใชจงตองดหลายประการเชน ทนทรพย ความสะดวกในการใชงาน คอมพวเตอร เปนรนเกา ก
ควรใชแบบ internal และหากมแต Slot ISA กตองเลอกแบบ ISA Internal หากตองการ เคลอนยายไปใชกบ เครองอนอยเรอยกตองใชแบบภายนอก อกอยางกเปน ความชอบกมสวนอยดวยครบ หากใหสะดวกก
ควรเปน แบบ Internal ครบจะไดความไวท โดยมากจะสงกวาแบบภายนอก แตหากมปญหาทนทรพยกคงตอง
เลอก แบบ Internal อกแหละ กมปจจยหลายอยางในการเลอกใชครบ แตกตองดดวยวา ISP (Internet Service Provider) ผใหบรการอนเทอรเนต ทคณใชนนรองรบ มาตรฐานแบบไหน
แตทแนนอนกตองเลอกใหมมาตรฐาน V.90 ครบ
ขอเสยของโมเดมรนใหม ๆ ทมราคาถกทเปน Internal PCI คอผผลดเขาจะตดชพท ทำาหนาท ตรวจสอบความ
ผดพลาด แกไขสญญาณรบกวน (Error Correction) ทมมาก ในสายโทรศพทในบางท แลวไปใชความ สามารถของซพยมาทำาหนาทนแทน ทำาใหเกดการใช งานซพยเพมมากขนทำาใหความเรวของ เครองลดลง หรอสญญาณ
โทรศพทอาจตดหรอ เรยกวาสายหลดไดงาย ตรงนควรนำามาพจารณาเปนพเศษ
จากทเรยบเรยงมานจะไดเปนขอมลในการตดสนใจเลอกซอโมเดมวาจะใชแบบ Internal หรอ External ดและเปนคำาตอบทวา การใชโมเดมบางตวทำาไมทำา เหมอนกบเครองคอมพวเตอรทำางานชาลง หรอวา
ทำาไมสายหลดงายจงเลย สวนการเลอกซอนน ยงมปจจยอนมาเกยวของดวยเชน ยหอ ระยะเวลา การรบประกน ความรบผด ชอบของตวแทนจำาหนาย การอพเดทไดรฟเวอร ประวตความคงทน และความสามารถพเศษอน ๆ เปนตนครบ การเลอกซอ
โมเดมควารเปนโมเดมทมความไว 56 K และตองสนบสนนมาตรฐาน V.90 นอกจากดความเรว แลว ยงตองด
อตราความเรว Throughputs ดวย โดย แบบเดมโดยมากทำาได 115,200 bit/s แตในปจจบน
จะทำาไดถง 223,400 bit/s ทำาใประหยดเวลาในการใช งานอนเทอรเนตและชวยใหดาวนโหลดไฟลไดเรวขน อก ทงเปนการประหยดคาอนเทอรเนตดวย สำาหรบคณสมบต ทควรมของโมเดมคอ DSVD ททำาใหโมเดมสามารถสงผาน
ขอมล Voice และ Data ไดในขณะเดยวกนไดโดยความ เรวไมลดลง และดสงทใหมาดวยเชน ซอฟทแวรตาง ๆ
รวมทงดวาสามารถใชอานอน ๆ ไดเชน Fax, Voice, Mail และ Call ID เปนตน
Monitor จอภาพ จอภาพ เปนอปกรณแสดงผลลพธแบบชวคราว ทผใชสามารถเหนผลลพธไดอยางรวดเรว ปกตทำาหนาท แสดงอกษร ขอความ และภาพกราฟกทสรางจากการดแสดงผล จอภาพจะมขนาด คณสมบตและราคาทแตกตางกน ดงนน
จงควรเลอกซอจอภาพทเหมาะสม กบงานและงบประมาณ ทมอย ปจจบนนยมใชจอภาพสชนดความละเอยดสง และเปน
จอภาพแบบ Non Interface ซงจอภาพชนดน จะชวยลดอาการสนกระพรบของจอภาพได ทำาใหผใชงานลดความเครยดทางสายตาได
การทผใชมองเหนสงตาง ๆ ปรากฏบนจอภาพไดนน เปนเพราะฮารดแวรอกตวหนงททำางาน ควบคกบ
จอภาพเรยกวา การดสำาหรบแสดงผลจอภาพ (Display Adapter Card) เปนวงจรภายใน เครอง คอมพวเตอรททำางานรวมกบจอภาพ
จำานวนสทสามารถแสดงบนจอภาพไดนนเปนตวกำาหนดวาภาพบนจอจะมสสรรสมจรง เพยงใด โดยจอ
VGA (Video Graphics Array) แสดงผลในโหมดความละเอยด 640X480 พกเซล จอ SVGA (Super Video Graphics Array) แสดงผลในโหมดความละเอยด
800X600 พกเซล จอภาพในปจจบนเกอบทงหมดใชจอระดบนแลว
20
อ.ไพสฐ
จอภาพทแสดงจำานวนส 65,536 หรอ 16 บตส จะแสดงความสมจรงไดดพอสมควร เหมาะสำาหรบงานการฟฟก
มลตมเดย และสงพมพ สวนจอภาพทแสดงจำานวนส 16,777,216 ส จะใหสสมจรงตามธรรมชาต สระดบนเหมาะสำาหรบงานตกแตงภาพและงานสงพมพระดบสง
SoundCard การดเสยง เสยงเปนสวนสำาคญของระบบมลตมเดยไมนอยกวาภาพ ดงนนการดเสยงจงเปนอปกรณ จำาเปนทสำาคญ ของระบบคอมพวเตอร มลตมเดย การดเสยงไดรบการพฒนาคณภาพอยางรวดเรวเพอ ใหไดประสทธภาพของเสยงและ
ความผดเพยนนอยทสด ตลอดจนระบบเสยง 3 มตในปจจบน
ความชดเจนของเสยง จะมประสทธภาพดเพยงใดนน ขนอยกบปจจยหลก 2 ประการ คอ อตราการสม
ตวอยาง และความแมนยำา ของตวอยางทได ซงความแมนยำาของตวอยางนนถกกำาหนด โดยความสามารถของ A/D Converter วามความละเอยดมากนอยเพยงใด ทำาอยางไรจงจะประมาณ คาสญญาณดจตอลไดใกลเคยงกบ
สญญาณเสยงมากทสด ความละเอยดของ A/D Converter นนถก กำาหนด โดยจำานวนบตของสญญาณ ดจตอลเอาตพต เชน
- A/D Converter 8 bit จะสามารถแสดงคาทตางกนได 256 ระดบ
- A/D Converter 16 bit จะสามารถแสดงคาทตางกนได 65,536 ระดบ หากจำานวนระดบมากขนจะทำาใหความละเอยดยงสงขนและการผดเพยนของสญญาณเสยงยงนอยลง นนคอประสทธภาพท
ของเสยง ทไดรบดขนนนเอง แตจำานวนบตตอหนงตวอยางจะมากขนดวย
Dispaly Card การดแสดงผล หลกการทำางานพนฐานของการดแสดงผลจะเรมตนขน เมอโปรแกรมตางๆ สงขอมลมา ประมวลผลท ซพยเมอซพยประมวลผล เสรจแลว กจะสงขอมลทจะนำามาแสดงผลบนจอภาพมาทการดแสดงผล จากนน
การดแสดงผล กจะสงขอมลนมาทจอภาพ ตามขอมลทไดรบมา การดแสดงผลรนใหมๆ ทออกมาสวนใหญ กจะมวงจร ใน การเรงความเรวการแสดงผลภาพสามมต และมหนวยความจำามาใหมากพอสมควร
หนวยความจำา การแสดงผลจะตองมหนวยความจำาทเพยงพอในการใชงาน เพอใชสำาหรบเกบขอมลทไดรบมาจากซพย และสำาหรบการด
แสดงผล บางรน กสามารถประมวลผลไดภายในตวการด โดยทำาหนาทในการ ประมวลผลภาพ แทนซพยไปเลย ชวยใหซพยม เวลาวามากขน ทำางานไดเรวขน
เมอไดรบขอมลจากซพยมาการดแสดงผล กจะเกบขอมลทไดรบมาไวในหนวยความจำาสวนนนเอง ถาการดแสดงผล มหนวยความจำามากๆ กจะรบขอมลมาจากซพยไดมากขน ชวยใหการแสดงผลบนจอภาพ มความเรวสงขน
และหนวยความจำาทมความเรวสงกยงด เพราะจะมารถรบสงขอมลไดเรวขน ยงถาขอมล ทมาจากซพย มขนาดใหญ กยงตอง ใชหนวยความจำาทมขนาดใหญๆ เพอรองรบการทำางานไดโดยไมเสยเวลา ขอมลทม ขนาดใหญๆ นนกคอขอมลของภาพ ทมส
และความละเอยดของภาพสงๆ
ความละเอยดในการแสดงผล
การดแสดงผลทดจะตองมความสามารถในการแสดงผลในความละเอยดสงๆ ไดเปนอยางด ความ
ละเอยดในการแสดงผลหรอ Resolution กคอจำานวนของจดหรอพเซล (Pixel) ทการดสามารถนำาไป แสดงบนจอภาพได จำานวนจดยงมาก กทำาใหภาพทได มความคมชดขน สวนความละเอยดของสกคอ ความสามารถในการ
แสดงส ไดในหนงจด จดทพดถงนกคอ จดทใชในการแสดงผล ในหนาจอ เชน โหมดความละเอยด 640x480
21
อ.ไพสฐ
พกเซล กจะมจดเรยงตามแนวนอน 640 จด และจดเรยงตามแนวตง 480 จด
โหมดความละเอยดทเปนมาตราฐานในการใชงานปกตกคอ 640x480 แตการดแสดงผลสวนใหญ สามารถทจะ
แสดงผลไดหลายๆ โหมด เชน 800x600, 1024x768 และการดทมประสทธภาพสงกจะ สามารถ
แสดงผลในความละเอยด 1280x1024 สวนความละเอยดสกม 16 ส, 256 ส, 65,535 ส
และ 16 ลานสหรอมกจะเรยกกนวา True Colorอตราการรเฟรชหนาจอ
การดแสดงผลทมประสทธภาพ จะตองมอตราการรเฟรชหนาจอไดหลายๆ อตรา อตราการรเฟรชกคอ จำานวนครงในการกวาดหนาจอ ใหมในหนงวนาท ถาหากวาอตรารเฟรชตำา จะทำาใหภาพบนหนาจอ มการกระพรบ ทำาใหผทใช
งานคอมพวเตอร เกดอาการลา ของกลามเนอตา และอาจทำาใหเกดอนตราย กบดวงตาได
อตราการรเฟรชในปจจบนอยท 72 เฮรตซ ถาใชจอภาพขนาดใหญ อตรารเฟรชยงตองเพมมากขน อตรารเฟรชยงมากกยงด
เครองพมพ (Printer) เครองพมพ เปนอปกรณทเชอมตอเขากบคอมพวเตอรเพอทำาหนาทในการแปลผลลพธทไดจาก การ ประมวลผลของเครองคอมพวเตอร ใหอยในรปของอกขระหรอรปภาพทจะไปปรากฏอยบนกระดาษ นบเปนอปกรณแสดลง
ผลทนยมใช เครองพมพแบงออกเปน 4 ประเภท
1. เครองพมพดอตแมทรกซ (Dot Matrix Printer) เครองพมพดอตแมทรกซเปนเครองพมพทนนยมใชงานกนแพรหลายมากทสด เนองจากราคา และ
คณภาพการพมพอยในระดบทเหมาะสม การทำางานของเครองพมพชนดนใชหลกการสรางจด ลงบน กระดาษโดยตรง หว
พมพของเครองพมพ มลกษณะเปนหวเขม (pin) เมอตองการพมพสงใดลงบนกระดาษ หวเขมทอยในตำาแหนงท ประกอบกนเปน ขอมลดงกลาวจะยนลำาหนาหวเขมอน เพอไปกระแทกผานผาหมก ลงบนกระดาษ กจะทำาใหเกดจดขน การ
พมพแบบนจะมเสยงดง พอสมควร ความคมชดของขอมลบน กระดาษขนอยกบจำานวนจด ถาจำานวนจดยงมากขอมลทพมพ
ลงบนกระดาษกยงคมชดมากขน ความเรว ของเครองพมพดอตแมทรกซอยระหวาง 200 ถง 300 ตวอกษรตอ
วนาท หรอประมาณ 1 ถง 3 หนาตอนาท เครองพมพดอตแมทรกซ เหมาะสำาหรบงานทพมพแบบฟอรมทตองการซอน แผนกอปป หลาย ๆ ชน เครองพมพชนดน ใชกระดาษตอเนองในการพมพ ซงกระดษาประเภทนจะมรขางกระดาษทงสองเอา
ให หนามเตยของเครองพมพเลอนกระดาษ
2. เครองพมพแบบพนหมก (Ink-Jet Printer) เครองพมพพนหมก เปนเครองพมพทมคณภาพการพมพทดกวาเครองพมพแบบดอตแมทรกซ
โดยสามารถพมพตวอกษรทมรปแบบ และขนาดทแตกตงกนมาก ๆ รวมไปถง พมพงานกราฟกทใหผลลพธ คมชดวาเครอง พมพดอตแมทรกซ เทคโนโลยทเครองพมพพนหมก ใชในการพมพกคอ การพนหมกหยดเลก ๆ ไปทกระดาษ หยดหมกจะม
ขนาดเลกมาก แตละจดจะอยในตำาแหนงทเมอประกอบกนแลว เปนตวอกษร หรอรปภาพ ตามความตองการ
เครองพมพพนหมกมความเรวในการพมพ มากวาแบบดอตแมทรกซ มหนวยวดความเรวเปนใน
การ พมพเปน PPM (Page Per Minute) ซงเรวกวาเครองพมพดอตแมทรกซมาก อยางไรกตาม ถาเปนการพมพ กราฟกหรอตวอกษรทมรปแบบในเวลาเดยวกน เครองพมพพนหมกจะทำางานไดชาลง กระดาษทใชกบ
เครอง พมพพนหมกจะเปนขนาด 8.5 X 11 นว หรอ A4 ซงสามารถพมพได ทงแนวตงทเรยกวา "พอรท
22
อ.ไพสฐ
เทรต" (Portrait) และแนวนอนทเรยกวา "แลนดสเคป" (Landscape) โดยกระดาษจะถกวาง เรยงซอนกน อยในถาด และถกปอน เขาไปในเครองพมพทละแผนเหมอนเครองถายเอกสาร
3. เครองพมพเลเซอร (Laser Printer) เครองพมพเลเซอร เปนเครองทมคณสมบตเหมอนกบเครองพมพแบบพนหมก แตสามารถ
ทำางาน ไดเรวกวา โดยเครองพพมเลเซอร สามารถพมพตวอกษรไดทกรปแบบและทกขนาดรวมทงสามารถพมพงาน กราฟก ทคมชดไดดวย เครองเลเซอรใชเทคโนโลย เดยวกบเครองถายเอกสาร คอยงเลเซอรไปสรางภาพบน กระดาษในการสราง
รปภาพ หรอตวอกษรบนกระดาษ
หนวยวดความเรวของเครองพมพเลเซอรจะเปน PPM เชนเดยวกบ เครองพมพพนหมกในปจจบน ความสามารถ ใน การพมพของเครองพมพเลเซอรคณภาพสง สามารถพมพไดหลายรอยหนาตอนาท ซงเหมาะ กบงานในองคกรขนาดใหญ จะ
นำาไปใชงานในการพมพเอกสารตาง ๆ สวนคณภาพงานพมพของเครองจะวด ดวยความละเอยดในการสรางจดลงในกระดาษ ขนาด 1 ตารางนว เชนความละเอยดท 300 dpi หรอ 600 dpi หรอ 1200 dpi เครองพมพ
เลเซอรทนยมใชในปจจบน กจะมทงเครองพมพเลเซอรแบบ ขวา- ดำา และเครองพมพ เลเซอรแบบส ซงเครองพมพเลเซอร แบบสจะมราคาแพงมาก แตงานพมพทไดออกมากมคณภาพสง
4. พลอตเตอร (plotter) พลอตเตอร เปนเครองพมพชนดทใชปากกาในการเขยนขอมลตางๆ ลงบนกระดาษเหมาะ
สำาหรบงาน เกยวกบการเขยนแบบทางวศวกรรม (เขยนลงบนกระดาษไข) และงานตกแตงภายใน สำาหรบวศวกรรมและสถาปนก
พลอตเตอรทำางานโดยใชวธเลอนกระดาษ โดยสามารถใชปากกาได 6-8 ส ความเรวในการ
ทำางานของ พลอตเตอรมหนวยวดเปนนวตอวนาท (Inches Per Secon : IPS) ซงหมายถง จำานวนนวทพลอตเตอรสามารถ เลอนปากกาไปบนกระดาษ
สแกนเนอร (Scanner) สแกนเนอร เปนอปกรณทำาหนาทอานขอมลทอยในรปของรหสแทง (Bar Code) แลว แปลงเปนขอมล ทอยในรปทคอมพวเตอร สามารถรบรและนำาไปประมวลผลได
สแกนเนอรแบงไดเปน 3 ประเภทคอ
แบบแทนนอน (flatbed scanner) แบบเลอนกระดาษ (Sheet-fed scanner) แบบมอถอ
แบบเลอนกระดาษ (sheet-fed scanner)
23
อ.ไพสฐ สแกนเนอรแบบนจะรบกระดาษแลวคอย ๆ เลอนหนากระดาษแผนนนใหผานหวสแกนซง อยกบท
ขอจำากดของสแกนเนอร แบบเลอนกระดาษ คอสามารถอานภาพทเปนแผนกระดาษไดเทานน ไมสามารถ อานภาพจากสมดหรอหนงสอได
แบบแทนนอน (Flatbed scanner) สแกนเนอรแบบนจะมกลไกคลาย ๆ กบเครองถายเอกสาร เราแควางหนงสอหรอภาพไว บน
แผนกระจกใส และเมอทำาการสแกน หวสแกนกจะเคลอนทจากปลายดานหนงไปยงอกดานหนง ขอจำากดของสแกนเนอร แบบแทนนอนคอแมวาอานภาพจากหนงสอได แตกลไกภายในตองใช การสะทอนแสงผานกระจกหลายแผน ทำาใหภาพม
คณภาพไมดเมอเทยบกบแบบแรก
การทำางานของสแกนเนอรแบบแทนนอน แสงจากหลอดไฟกระทบกบหนาหนงสอดานทวาง แนบแผนกระจก โดยบรเวณทเปนสขาวจะสามารถสะทอนแสงไดมากกวา บรเวณทมสทบกวา
มอเตอรทตดอยกบหวสแกนจะคอย ๆ เลอนหวสแกนเนอรจากปลายดานหนงไปอกดานหนง โดยทหวสแกนเนอรของสแกน
เนอร จะมตวรบแสงไดละเอยดถง 1/90,000 ตอตารางนว ขอมลดจตอลทไดถกสงเขาคอมพวเตอรในรปแบบท
ซอฟตแวรกราฟฟก หรอซอฟตแวรอานตวอกษร (Optical Character Recognition software) สามารถไปใชงานได
แสงสะทอนจากหนาหนงสอตกกระทบสหมกระจกซงจะเรยงตวทำามมไดพอเหมาะกบเลนส ของสแกนเนอรไดตลอดเวลา
แสงทผานเลนสจะรวมตวกนทำาใหมความเขมมากขนจะผานตกกระทบลงบนไดโอดรบแสงซง เรยง ตวกนอยทหลงของเลนส ไดโอดดงกลาวทำาหนาทเปลยนคาความเขมของแสงใหเปนสญญาณ ไฟฟา โดยแสงทมความเขม
มาก กจะทำาใหสญญาณ แรงดนไฟฟาทมคามากขนตามไปดวย
วงจรแปลงอนาลอกเปนดจตอล (A-D:Analog-to-Digital Converter) แปลงสญญาณอนาลอก ทไดจากไดโอด ใหเปนสญญาณดจตอล ซงใชแทนจดทเปนสขาวและดำา ม
ความละเอยดของขอมลสง สแกนเนอรแบบสทำางานคลาย ๆ กนเพยงจะสแกน 3 ครง แตละครงจะสแกนเกบความเขม ของแสง ทผานตวกรองแสงสแดง เขยว และนำาเงน และนำามารวมกนเปนภาพในขนสดทาย
แบบมอถอ สแกนเนอรแบบนผใชตองเลอนหวสแกนเนอรไปบนหนงสอหรอรปภาพเอง สแกนเนอร แบบ มอถอไดรวม เอาขอดของสแกนเนอร ทงสองแบบเขาไวดวยกนและมราคาถก เพราะกลไกทใชไม สลบซบซอน แตกมขอ
จำากด ตรงทวาภาพทไดจะมคณภาพแคไหน ขนอยกบความสมำาเสมอ ในการเลอนหวสแกนเนอรของผใชงาน นอกจากนหว
สแกนเนอรแบบนยงมหวสแกนทมขนาดสน ทำาให อานภาพบนหนาหนงสอขนาดใหญไดไมครบ 1 หนา ทำาใหตองอานหลาย ครงกวาจะครบหนงหนา ซงปจจบนมซอฟตแวรหลายตว ทใชกบสแกนเนอร แบบมอถอ ซงสามารถตอภาพทเกดจากการ
สแกนหลายครงเขาตอกน
Speaker ลำาโพงชนดของลำาโพง
ในอดตมาตราฐานสำาหรบลำาโพงทจะใชกบเครองคอมพวเตอร จะตองมกคอ การทมคณสมบตใน
24
อ.ไพสฐ
การปองการสนามแมเหลก (Magnetic Shield) เพอทจะปองกนสนามแมเหลกจากลำาโพงไปรบกวนการ ทำางานของจอมอนเตอร ซงอาจทำาใหการแสดงผลของ มอนเตอรผดพลาดได และอาจทำาใหมอนเตอรเสยหายได สวนทาง
ดานคณภาพเสยง นนยงไมเปนทสนใจมากนก เนองจากตอนนน เสยงทตองการจากคอมพวเตอร มกจะมาจากการเลน เกมส ทในขณะนนคณภาพเสยงทออกมา ยงไมสงมากนก และการดเสยงในขณะนน กยงมราคาสงอย แตคณภาพไมไดสง
ตามไปดวย ลำาโพงสมยกอนจะมเพยง แบบ 2 ลำาโพงเทานน โดยจะมอย 2 ชนดกคอ แบบทมวงจรขยายเสยงในตว และ แบบทไมมวงจรขยายเสยง สำาหรบลำาโพงทไมวงจรขยายเสยงในตวนน ขนาดของกรวยลำาโพงทใช ภายในตวลำาโพงจะม
ขนาดเลกประมาณ 2 นว ลำาโพงชนดนนจะใชความสามารถของการดเสยง ในการขยายเสยงออกลำาโพง การใชลำาโพงประ เภทน จงตองการการดเสยง ทมวงจรขยายเสยงมาดวย ไมเชนนนเสยงทออกมา จะไมดงเพยงพอตอการรบฟงได คณภาพ
เสยงทออกมาจะขนอยกบการดเสยงเปนหลก ลำาโพงชนดนจะไมมปมปรบเสยงใดๆ บนตวลำาโพง โดยจะตองปรบจากซอฟตแวรควบคมการทำางานของการดเสยงบนวนโดวโดยตรง
ลำาโพงอกชนดนงกคอลำาโพงทมวงจรขยายเสยงภายในตว บนตวลำาโพงกจะปมสำาหรบปรบเสยงตางๆ เชน ปม
Volume สำาหรบปรบความดงของเสยง ปม Treble สำาหรบปรบระดบความดงของเสยงแหลม ปม
Base สำาหรบปรบระดบความดงของเสยงทม
BUS ระบบบส
บส เ ปนระบบทใชเชอมตอระหวาง CPU กบอปกรณตอพวงอน ๆ ทมประสทธภาพตำากวา
PC Bus เมอ IBM ไดทำาการเปดตว IBM PC (XT) ตวแรกซงใช CPU 8088 เปน
CPU ขนาด 8 bit ดงนน เครอง Computer เครองน จงมเสนทางขอมลเพยง 8 เสนทาง (8 data line) และเสนทางทอย 20 เสนทาง (20 address line) เพอใชในการอางตำาแหนง
ของหนวยความจำา Card ทจะนำามาตอกบ PC Bus นน จะเปน Card แบบ 62 pin ซง 8 pin ใชสำาหรบสงขอมล อก 20 pin ไวสำาหรบอาง ตำาแหนงของหนวยความจำา ซง CPU 8088 สามารถอางอง
หนวยความจำาไดเพยง 1 Megabyte ซง ในแตละ pin นนสามารถสงขอมล ไดเพยง 2 คา คอ 0 กบ
1 ( หรอ Low กบ Hight) ดงนนเมอใช 20 pin กจะอางองตำาแหนงตำาแหนงไดท 2 คณ กน 20 ครง (2 ยกกำาลง 20) ซงกจะไดเทากบ 1 MB พอด สวน pin ทเหลอ กใชเปนตวกำาหนดการอานคา วาอาน
จากตำา แหนงของ Input/Output หรอบาง pin กใชสำาหรบจายไฟ +5, -5, +12 และสาย
Ground (สายดน) เพอจายไฟใหกบ Card ทตอพวงบน Slot ของ PC Bus และยงม pin บางตวททำาหนาท เปนตว reset หรอ เปนตว refresh หรอแมกระทง clock หรอสญญาณนาฬกาของ
ระบบนนเอง
ระบบ Bus แบบ PC Bus น มความกวางของ Bus เปน 4.77 MHz และสามารถสงถายขอมล
ดวยความเรว สงสดท 2.38 MB ตอวนาท
25
อ.ไพสฐ
ISA Bus ในยคของ PC AT หรอ ตงแต CPU รน 80286 เปนตนมา ไดมการเปลยนแปลงขนาดของ เสนทาง
ขอมล จาก 8 bit ไปเปน 16 bit ทำาให IBM ตองมาทำาการออกแบบระบบ Bus ใหม เพอใหสามารถสง
ผานขอมลทละ 16 bit ได แนนอนวา การออกแบบใหมนน กตองทำาใหเขากนไดยอนหลงดวย
(Compatble) คอ ตองสามารถใช งานกบ PC Bus ไดดวย เพราะถาหากไมเชนนนแลว กคงจะขาย
ออกยาก ลองคดดวา ถาหากออก PC AT ท ใช ระบบบสใหมทงหมด และไมเขากนกบ PC XT ทออกมากอน
หนานนได เครอง PC AT นน ๆ อนาคตการ ตลาดกรงยากแตปญหาน IBM แกไขไดดทเดยว นนกคอ ไดทำา
Slot มาตอเพมจาก PC Bus เดมอก 36 pin โดยทเพมเสนทางขอมลอก 8 pin รวมแลวกจะเปน
16 pin สำาหรบสงขอมลไดทละ 16 bit พอด แลเพม 4 pin สำาหรบ ทำาหนาทอางตำาแหนง จากหนวย
ความจำา ซงกจะรวมเปน 24 pin และ จะอางองหนวยความจำาได มากถง 16 MB ซงกเปนขนาดขนาดของ
หนวยความจำาสงสดท CPU 80286 นนสามารถจะอางได แตอยางไร กตามการอาง ตำาแหนง ของ I/O Port นน กยงคงถกจำากดไวท 1,024 เนองจากปญหา ดานความเขาเขากนได กบ PC Bus นอกจากน
Pin ทเพมเขามา ยงชวยเพมการตำาแหนง DMA และคาของ IRQ เพมอกดวย เราสามารถนำา Card แบบ
8 bit มาเสยบลงบนชอง 16 bit ได เพราะใชสถาปตยกรรมพนฐานเหมอน ๆ กน จะ ตางกนกตรงสวนทเพมขน
มา สำาหรบ 16 bit เทานน ซงจะใช ( ในกรณทใช Card 16 bit) หรอไมใช ( ในกรณใช Card 8 bit) กได ระบบ Bus แบบ ISA Bus นความกวางของ Bus เปน 8 MHz และสามารถสงถาย
ขอมลดวย ความเรวสงสดท 8 MB ตอวนาท
ในป 1985 ทาง Compaq ซงไมยอมนอยหนา IBM ไดประกาศเปดตว
Computer ของตน ในรน 286/12 โดย 12 นนหมายถง ความเรวคอ 12 MHz ซงในขณะ
นน IBM มแค 286 ททำางานดวยความเรว 8 MHz ในขณะนน ความเรว จาก 8 MHz ไปเปน 12 MHz นบวาสงมาก ๆ เลย เพราะเพมขนมาอก ครงหนงเลยทเดยว ( ถาเปรยบ เทยบกบสมยน กเหมอน ๆ กบ จาก
Pentium II 300 ไปเปน Pentium II 450 นนเอง ซงแนนอน Bus ของ ระบบ กตอง
ทำางานท 12 MHz ตามไปดวย แลวปญหากเกดขน ISA Bus นน เราทราบแลววามนทำางานท 8 MHz ถานำา มนมาใชงานท 12 MHz กตองมปญหาแน ๆ และนแหละ เปนปญหาสำาคฐ เพราะหากวา CPU ทำางานได
เรวจรง แตไมสามารถใช Card ตอพวงเพอเพมประสทธภาพใหกบมนไดเลย ถาเปนคณ คณจะซอไหม? นเปนปญหา
ท ทาง Compaq ตองแกใหได และกแกไดดทเดยว นนกคอ ในรระบบบส มนทำางานดวยความเรวเดยวกบ
CPU ไม ได กแยกการใชนาฬกา ของระบบบส ออก จาก CPU ไปเลย โดยท CPU และอปกรณอน ๆ บน
Mainboard จะ ทำางานทความเรว 12 MHz แตทตว Bus เอง จะทำางานคงท ท 8 MHz เพราะใชสญญาณนาฬกา แยกจากกน ซงวธการน กเปนทางแกไข ซงกยงคงใชกนจนปจจบนน
แตในสมยนน หนวยความจำาหลกหรอ RAM จะทำางานอยบน Expansion Card ทตออยกบ ISA Bus ดวย เพราะ ฉะนน มนกเลย ทำางานดวยความเรวเพยง 8 MHz เทานน และ
ตอ ๆ มา ยงม CPU ขนาด 16 MHz หรอ 25 MHz ในยคของ 386 ดวยแลว RAM กจะ
ทำางานดวยความเรวเพยงแค 8 MHz เทานนเอง ซงชาเกนไป
ทาง Compaq กเลยตองแกไขอกครง ซงในตน 1987 ทาง Compaq
26
อ.ไพสฐ
กได วางตลาด Compaq Deskpro 386 ทความเรว 16 MHz โดยคราวน กแยกสญญาณ
นาฬกาของ RAM ออกไปดวยซะเลยซงกเปนตนแบบสำาคญทกน ตอมาในปจจบนน โดยให ISA Bus ทำางานท
ความเรวคาหนง RAM อกคาหนง และ CPU อกคาหนง
MCA Bus ทง IBM และ Compaq นน เปนคแขงทางการคากน ดงนนเรองทจะให
Compaq อยเหนอตนเอง สำาหรย IBM นน เปนไปไมได ทาง IBM จงไดออกมาตราฐานระบบบส ของตน
ใหมเรยกวา Micro Channel Architecture หรอ MCA เมอระบบบส ไดมการแขงขนกน
มากขน แนนอน ระบบทถกนำามาใชเปนตวเปรยบเทยบ คอ ISA ซง กมการจบตามองวา ทาง IBM นน จะหาทาง
แกไขจดออนของ ISA Bus ของตนอยางไร แตวศวะกรทาง IBM นน มองในมมทแตกตาง จากคนอน ๆ
เมอทาง Intel ไดเปดตว CPU ของตนรน 80386 ซงเปน CPU ขนาด
32 bit สามารถอางตำาแหนงหนวยความ จำาไดมากถง 4 Gigabyte โดยมความเรวเรมตนท 16 MHz ซง ISA Bus ดจะไมเหมาะแลวกบ CPU ระดบน บรรดาผใช PC ตางกมองกนวา ทางออกทด คอ
ควรมระบบบสแบบใหมทสามารถรองรบในจดนไดแตอยางทบอกไปแลววา ทางวศวกรของทาง IBM มองในจดทแตก
ตางจากคนอน ๆ ทวไป เพราะ แตเดมนน IBM จบตลาด Mainframe มากอน และแนนอน วศวกรของทาง
IBM กจะชน และถนดกบ Maninframe มาก กวา ทำาใหวศวกรเหลานนมองวา PC กควรจะทำางานแบบ
หลาย ๆ task พรอม ๆ กนได (Multiple task) ประกอบกบ IBM เองตองการทจะใหภาพพจน
Mainframe ของตนดมประสทธภาพสงกวา PC จงไมคอยได เพมหรอเปลยนแปลงขดความสามารถใหกบ ระบบบสใหมของตน ใหเดนกวาเดมมากนก
จดเดนของ MCA MCA นนใช ตวควบคม Bus ของตวเอง แยกจาก CPU เรยกวา Central Arbitration Point และการ สงผานขอมล กทำาไดโดยผานระบบทเรยกวา Bus Master ซง
ชวยใหการสงผานขอมลระหวาง Card ตาง ๆ กบ หนวยความจำาหลก ไดอยางรวดเรว และยงชวยในการสงผานขอมล
ระหวาง Card อกดวย
สามารถกำาหนดคาตาง ๆ ทง IRQ, DMA, Port ผานทาง ซอฟตแวรโดยไมตองยเกยวกบ Jumper หรอ Dipswitch บน Card เลย โดยคาตาง ๆ สามารถ set ผานทาง Program เพยงตวเดยว
กสามารถ set ไดกบทก Card ทใชกบ MCA สามารถแชร IRQ รวมกนได ซงนเปนปญหาสำาคญเรองหนง เพราะ IRQ มจำานวนจำากด แต
กอยากม Card เพมมาก ๆ IRQ กอาจไมเพยงพอ MCA สามารถแชรการใชงาน IRQ รวมกนระหวาง
Card อน ๆ ได
ทำางานท 10 MHz สนบสนนเสนทางขอมลทง 16 bit และ 32 bit ซง
สามารถใหอตราการสงถาย ขอมลไดสงถง 20 MB ตอวนาท เลยทเดยว และดวยความกวางของ เสนทางตำาแหนง
ขนาด 32 bit กทำาใหสามารถอางตำาแหนงบนหนวยความจำาไดมากถง 4 GigaByte ด ๆ แลวกนาจะเปนส
ถาปตยกกรมระบบบส ทนาสนใจอยไมนอย แตสาเหตททำาให MCA นไป ไมถงดวงดาว กคอ ความไมเขากนกบ ISA
27
อ.ไพสฐ
Bus เพราะทาง IBM นนไดออกแบบ MCA มาหใมหมด ทำาใหมนเขากนกบ ISA เลยแมแตนอย แนนอน
ระบบบสแบบ MCA นไดนำามาใชบน IBM PS/2 ของ IBM เอง ดงนน ในเครอง PS/2 นกจะไมม
ISA และ Card ISA กไมสามารถนำามาใชกบ PS/2 ได นแหละ ปญหาหลกสำาคญเลย และปญหาทหนก
ทสด กคอ ทาง IBM นน ไดจดลขสทธในเรองของ MCA เอาไวดวย ดงนนผท จะผลต Card แบบ MCA เพอมาใชกบ Bus แบบ MCA ของตน กตองเสยคาลขสทธใหดวย ( เปนเงน 5% ของรายไดจากการขาย
Card นน ๆ) ซงกไมใชนอย ๆ เลยทเดยว ตรงนแหละทเหมอนกบ IBM กำาลงฆาตวตาย กบวธเชนน กตรงเรอง
ลขสทธนเอง ถงแมวาจะดแลวนาสนใจ ดแลวเปนระบบทด แต มาตายเพราะการตลาดของ IBM เสยเอง ตอมาภายหลง
ไดมการเพมขดความสามาถ เขาไปอก คอเรองของ Streaming Data Mode ซงทำาใหใชเสนทาง
ขอมลไดถง 64 bit และสามารถเพมอตรา การสงผานขอมลไดถง 80MB/s (80 เมกกะไบต ตอวนาท) และยงไดเพมสญญาณนาฬกาไปเปน 20 MHz ซงจะสามารถทำาใหอตราการถายขอมลสงสดท 160MB/s
ดวยเพอแขงขนกบ EISA ทจะไดกลาวถงตอไป
EISA Bus จากทไดกลาวมาแลว ถงจดจบอนของ IBM ททำาการจดลขสทธ และเรยกเกบคาลขสทธ จาก
รายไดทงหมด 5% (จากรายไดทงหมดไมใชจากกำาไรทงหมด) แถมยงไมใหความชวยเหลอในดานขอมลของระบบนอก
ทำาใหมนถกกองไวกบ IBM ไมแพรหลายทวไปอยาง ISA แนนอน Compaq ซงเปน คแขงทางการคาของ IBM คงไมไปกมหวใหกบ
IBM เพอขอใช MCA เปนแนแททาง Compaq จงไดรวมทนวจยระบบบสใหม รวมกบอก 8 บรษท ในป
1988 ซงเรยกกนวาเปน "Gang of Nine" แตพวกเขากลบเรยกตวเองวา
"WATCHZONE" เพราะประกอบไปดวยบรษท Wyse, AST, Reseach, Tandy Compaq, Hewlett-Packard, Zenith Data Systems, Olivetti, NEC และ Epson และไดพฒนา Extended Industry Standard Architecture หรอ EISA ไดขนมาสำาเรจ
EISA นน ใชพนฐานหลกมาจาก ISA แตไดเพมขดความสามารถบางอยางขน ซงบาง
อยางกพฒนามาจาก MCA ดวย อกทงยงสามารถเขากนไดกบ ระบบ ISA รนเกาดวย และเสยคาลขสทธนอยกวาท
จะตองจาย ใหกบ IBM อกดวย
ขอด ขอเสยของ EISA ใชเสนทางขอมลขนาด 32 bit ซงทำาใหมอตราสงผานขอมลไดถง 33 MB ตอ
วนาท
อางหนวยความจำาไดมากถง 4 Gigabyte ดงเอาความสามารถเดน ๆ ทง Bus Mastering, Automated Setup และ Interupt Sharing จาก MCA และพฒนามาเปนแบบฉบบของตน ดงนนจง
28
อ.ไพสฐ
สามารถ ปรบแตงคาตาง ๆ ทง IRQ, DMA และ Port ผานทาง Software โดยไมตองไปยงเกยว
กบ Jumper หรอ Dipswitch ใชสญญาณนาฬกาท 8.33 MHz เทานน ซงตรงนเองทเปนจดดอยของมน แตท
ตองใชเพยงเทาน ก เพอความเขากนไดกบ ระบบ ISA แบบเกา
ไมมการเพม IRQ และ DMA เพราะ ใชรวมกน ( เปนความสามารถของ MCA ท EISA ดงมา เปนแบบ
ของตน) เมอทาง IBM เหนเชนนกยอมไมได เพราะจากอตราสงถายขอมล ซงสงกวา MCA ของตน (20/s) จงได ทำาการเพม Feature ใหกบ MCA ของตน ดงทไดกลาวมาแลว ซงทำาให อตราการสงถายขอมลเพมไดถง
160 M/s และแนนอนทาง WATCHZONE กไมยอมนอยหนา ไดทำาการพฒนา EISA ขนเปน
EISA-2 ซงม อตราการสงถายถง 132 M/s เลยทเดยว
Local Bus เมอคราวท compaq ไดเปดตว Deskpro 386 นน ทเคยกลาไปแลววา
ไดแยกสญญาณนาฬกา ของหนวย ความจำาหลก, Bus และ CPU ออกจากกน ซง Compaq กได เปด
ตว ระบบ Bus ใหมของตนไปดวย เพราะ หนวยความจำาหลกของเครองจะอยบน slot ขนาด 32 bit ซง
ออกแบบมาเฉพาะของ Compaq เทานน ซง กเปนจดเรมตนใหผผลตแตละบรษท เรมทจะหนไปออกแบบและผลต
ระบบบส ทเปนมาตราฐาน ของตนเอง ขนมาแนนอน Intel กเปนหนงในนน ระบบบสเหลาน แตเดมเรยกวาเปน
Private Bus เพราะใชเปนการสวนตวเฉพาะบรษทเทานน แตตอมาก เรยกวาเปน Local Bus หรอ
Bus เฉพาะท เพราะใชสญญาณนาฬกาเดยวกบ CPU ไมตองพงวงสญญาณ นาฬกาพเศษแยกออกจาก CPU เลย
ขอด ของมนกคอ ทำาใหสามารถใชสญญาณนาฬกาเดยวกนกบ CPU ในขณะนนได ซง
กมกจะนำามาใชกบหนวยความจำาหลก เพอเพมประสทธภาพโดยรวมของระบบ แตกม Card แสดงผลอกชนดหนงท
ตองการความไวสง เชน Display Card ซงหากมการเขาถงและสงถายขอมล ระหวาง CPU กบ
Display Card ไดเรวแลว กชวยจะลดปญหาเรอง Refresh Rate ตำา เพราะ CPU จะตอง
ทำาการประมวลผลและนำามาแสดงผลบนจอภาพ ยงหากวามการใช mode resolution ของ จอภาพสง ๆ
และเปน mode graphics ดวยแลว CPU กยงตองทำาการสงถายขอมลใหเรวขน เพอใหภาพทไดไม
กระตก และไมกระพรบ (Refresh Rate ตำาเปนเหตใหจอกระพรบ) เนองจากระบบ Local Bus นนจะชวยในการสงผาน และเขาถงขอมลไดรวดเรว
จงไดมบรษทหวใส นำาเอา ระบบ Local Bus มาใชกบ Dispay Card ดวย โดยบรษทแรก ทนำามาใช
และเปดตวอยางเปนทางการ คอ NEC ซงใชกบ NEC Powermate ( ในป 1991) และตอ ๆ
มาผผลตรายอน ๆ กไดพยายามเรนยแบบ แตกได ออกแบบระบบ Local Bus ของตน ซง Card ของแตละ
บรษท กนำาเอาไปใชกบ บรษทอนไมได ทำาใหมการ กำาหนดมาตราฐานระบบ Bus นขนมา โดยกลมนนชอ Video
29
อ.ไพสฐ
Electronic Standards Association หรอ VESA และไดเรยก มาตราฐานนนวา
เปน VESA Local Bus หรอ สน ๆ วา VL Bus ในป 1992
ระบบ VL Bus นนสามารถใชสญญาณนาฬกา ไดสงถง 50 MHz ทงยง
สนบสนนเสนทางขอมลทง 32 bit และ 64 bit รวมถงอางตำาแหนงหนวยความจำาไดสงถง
4Gigabyte อกดวย แตอยางไรกตาม VL Bus กไม เชงวาเปนสถาปตยกรรมทดนก เพราะไมม
เอกลกษณ หรอ คณสมบตพเศษนอกเหนอไปจาก ISA มากนก เพราะมนเหมอน ๆ กบ การเพมขดความสามารถใหกบ
ISA มากวาทจะเปน พฒนาความสามารถใหเกบ ISA เนองจากมนยงคงให CPU เปนตวควบคมการทำางาน ใช
Bus Mastering ไมได และยงไมสามารถปรบแตง คาตาง ๆ ผานทาง Software ได จากจดออน
ตรงจดน ทำาให Intel ได พฒนาระบบ Local Bus ของตนขน มานนเอง
PCI Bus ระบบ PCI หรอ Peripheral Computer Interconnect กเปน Local Bus อกแบบหนง ทพฒนาขนโดย Intel ในเดอนกรกฎาคม ป
1992 โดยทแยกการควบคมของระบบบส กบ CPU ออกจากกน และสงขอมลผานกน ทางวงจรเชอม
(Bridge Circuit) ซงจะม Chipset ทคอยควบคมการทำางานของระบบบสตางหาก โดยท
Chpiset ทควบคมนจะเปนลกษณะ Processor Independent คอ ไมขนกบตว
Processor ( หรอ CPU) แรกเรมทเปดตวนน PCI จะเปนบสแบบ 32 bit ททำางานดวยความเรว
33 MHz ซงสามารถใหอตราเรว ในการสงผานขอมลถง 133 M/s ตอมา เมอ Intel เปดตว CPU ใน Generation ท 5 ของตน
Intel Pentium ซงเปน CPU ขนาด 32 bit ทาง Intel กไดทำาการกำาหนดมาตราฐาน ของ
PCI เสยใหม เปน PCI 2.0 ในเดอนกรกฎาคม 1993 ซง PCI 2.0 มความกวางของเสนทางขอมล
ถง 64 bit ซงหากใชงานกบ Card 64 bit แลว กจะสามารถใหอตราเรวใน การสงผานขอมลสงสดถง
266 M/s จดเดนของ PCI ทเหนไดชด นอกเหนอไปจากขางตน กยงมเรองของ Bus Mastering ซง PCI นน กสามารถ ทำาไดเชนเดยวกบ EISA และ MCA แลว Chipset ทใช
เปนตวควบคมการทำางาน กยงสนบสนนระบบ ISA และ EISA อกดวย ซงกสามารถทำาใหผลต
Mainboard ทมทง Slot ISA, EISA และ PCI รวมกนได นอก จากนน ยงสนบสนนระบบ
Plug-and-Play อกดวย ( เปนมาตราฐานทพฒนาในป 1992 ทกำาหนดให Card แบบ
Plug-and-Play น จะไมม Dipswitch หรอ Jumper เลย ทกอยาง ทง IRQ, DMA หรอ Port จะถก กำาหนดไวแลว แตเราสามารถเลอก หรอ เปลยนแปลงไดจาก Software)
30
อ.ไพสฐ
AGP
ในกลางป 1996 เมอทาง Intel ไดทำาการเปดตว Intel Pentium II ซงพรอม
กนนนกไดทำาการเปดตว สถาปตยกรรมทชวยเพมประสทธภาพ ของหนวยแสดงผลดวย นนกคอ Accelerated Graphics Port หรอ AGP ซงกไดเปดตว Chipset ทสรบสนนการทำางานนนดวย คอ
440LX ( ซงแนนอนวา Chipset ทออกมาหลง จากน กจะสนบสนนการทำางาน AGP ดวย
AGP นน จะมการเชอมตอกบ Chipset ของระบบแบบ Poin-to-Point ซง จะชวยใหการสงผา
นขอมมล ระหวาง Card AGP กบ Chipset ของระบบไดเรวขน และยงมเสนทางเฉพาะ สำาหรบตดตอกบ
หนวยความ จำาหลกของระบบ เพอใชทำาการ Redder ภาพ แบบ 3D ไดอยางรวดเรวอกดวย
จากเดม Card แสดงผล แบบ PCI นน จะมปญหาเรองของหนวยความจำาบน Card เพราะเมอตองการใชงาน ดานการ Render ภาพ 3 มต ทมขนาดใหญมาก ๆ กจำาเปนตองมการใชหนวยความจำาบน Card นนมาก ๆ
เพอ รองรบขนาดของพนผว (Texture) ทเปนองคประกอบสำาคญของงาน Render แนนอน เมอหนวย
ความจำา มาก ๆ ราคากยงแพง ดงนนทาง Intel จงไดทำาการคดคนสถาปตยกรรมใหมเพองานดาน
Graphics น โดย เฉพาะ AGP จงไดถอกำาเนดขนมา
AGP นนจม mode ในการ render อย 2 แบบ คอ Local Texturing และ AGP Texturing โดยท Local Texturing นน จะทำาการ copy หนวยความจำา ของระบบไปเกบ
ไวทเฟรมบฟเฟอรของ Card ( หนวยความจำา บนตว Card) จากนนจงทำาการประมวลผล โดยดงขอมลจาก
เฟรมบฟเฟอรบน Card นนอกท ซงวธการน กเปนวธการทใชบนระบบ PCI ดวย วธนจะพงขนาดของหนวยความ
จำาบน Card มาก
APG Texturing นน เปนเทคนคใหมทชวยลดปรมาณของหนวยความจำา หรอเฟรมบฟเฟอรบน
Display Card ลงไดมาก เพราะสามาถทำาการใชงาน หนวยความจำาของระบบใหเปนเฟรมบฟเฟอรไดเลย โดย
ไมตองดง ขอมลมาพกไวทเฟรมบพเฟอรของ Card โดยปกตแลว AGP จะทำางานทความเรว 66 MHz ซงปมวาระบบจะ ใช FSB เปน 100 MHz แตมนกยงคงทำางานท 66 MHz ( ซงตรงจดน
Mainboard บางรน บางยหอ สามารถ ปรบแตงคานได แต ทงน และทงนน กควรคำานงถงขดจำากดของ
Card และอปกรณอน ๆ ดวย) ซงใน mode ปกตของมน กจะมความสามารถแทบจะเหมอนกบ PCI แบบ
66 MHz เลย โดยจะมอตราการสงถายขอมลท สงถง 266 M/s และนอกจากนยงสามารถทำางานไดทง
ขอบขาขนและขอบขาลงของ 66 MHz จงเทากบวามน ทำางาน ท 133 MHz ซงจะชวยเพมอตราการสง
ถายขอมลไดสงถง 532 M/s (Card ทใช และ chipset ทใชตอง สนบสนนการทำางานแบบนดวย) ซงเรยก mode นวา mode 2X และ mode ปกตวาเปน mode 1X สำาหรบ ความเรวใน
การสงถายขอมลนน กขนอยกบชนดของหนวยความ
31
อ.ไพสฐ
จำาหลกดวย ถาหนวยความจำาหลก เปนชนด ทเรว กจะยงชวยเพมอตราเรวในการสงถายขอมลมากขนดงน
EDO DRAM หรอ SDRAM PC 66 ได 528M/s SDRAM PC 100 ได 800M/s DRDRAM ได 1.4G/s
อกสาเหตหนงทระบบบสแบบ AGP ทำาไดดกวา PCI เพราะ เปน Slot แบบเอกเทศ
ไมตองไปใช Bandwidth รวมกบใคร ( เพราะเครอง ๆ หนงม Display Card เพยงตวเดยวก
เพยงพอแลว ดงนน ใน Mainboard จงม Slot AGP เพยง Slot เดยว) ในปจจบน ระบบบสแบบ AGP ไดพฒนามาถง AGP 4X แลว ซงชวยใหเพมอตราการสงผานขอมลไดสงขน อก
เทาตวจาก 2X เลยทเดยว
ระบบปฏบตการ คอ กลมโปรแกรมซงไดรบการจดระเบยบใหเปนสวนเชอมโยงระหวางเครอง คอมพวเตอรและ ผใชเครองคอมพวเตอร โดยจะเอออำานวยการพฒนาและ การใชงานโปรแกรมตาง ๆ รวมถงการจดสรร
ทรพยากร (Resource) ตาง ๆ ใหมประสทธผลทดโดย OS เองนน อาจเปนไดทง Software, Hardware, Firmware Software OS - เปนโปรแกรมควบคมการทำางานของเครอง ปรบปรงแกไขงาย ซงโดยสวนมากแลว
OS สวนใหญจะเปน Software OS Hardware OS - ทำาหนาทเดยวกบ Software OS แตทำางานเรวกวา เปน OS ทสราง
จากอปกรณ electronic เปนสวนหนงของ Hardware เครอง ปรบปรงแกไขยาก มราคาแพง
Firmware OS - หมายถง โปรแกรมสวนหนงของคอมพวเตอร คอ ไมโครโปรแกรม
(Microprogram) ไมโครโปรแกรม เกดจาก คำาสงไมโคร (Microinstruction) ซง
เปนชดคำาสงตำาสดของระบบควบคมการทำางานของ CPU หลาย ๆ คำาสงรวมกน
ระบบปฏบตการและการจดการหนวยความจำา
ระบบปฏบตการ คอ กลมโปรแกรมซงไดรบการจดระเบยบใหเปนสวนเชอมโยงระหวางเครอง
32
อ.ไพสฐ
คอมพวเตอรและ ผใชเครองคอมพวเตอร โดยจะเอออำานวยการพฒนาและ การใชงานโปรแกรมตาง ๆ รวมถงการจดสรร
ทรพยากร (Resource) ตาง ๆ ใหมประสทธผลทดโดย OS เองนน อาจเปนไดทง Software, Hardware, Firmware Software OS - เปนโปรแกรมควบคมการทำางานของเครอง
ปรบปรงแกไขงาย ซงโดยสวนมากแลว OS สวนใหญจะเปน Software OS Hardware OS - ทำาหนาทเดยวกบ Software OS แตทำางานเรวกวาเปน OS ทสรางจากอปกรณ electronic
เปนสวนหนงของ Hardware เครอง ปรบปรง แกไขยาก มราคาแพง Firmware OS - หมาย
ถง โปรแกรมสวนหนงของคอมพวเตอร คอ ไมโครโปรแกรม (Microprogram) ไมโครโปรแกรม เกดจาก
คำาสงไมโคร (Microinstruction) ซงเปนชดคำาสงตำาสดของระบบควบคมการทำางานของ CPU หลาย ๆ คำาสงรวมกนคำาสงภาษาเครอง 1 คำาสงเกดจากการทำางานของ Microprogram 1
โปรแกรม ( หรอเกดจากหลาย Microinstruction มารวมกน) การแกไข เปลยนแปลง คำาสงภาษา
เครอง ทำาโดยสราง Microprogram ขนใหม ซงทำาไดยากและเสยคาใชจายสงซงหากเทยบความเรวใน
การทำางานกนแลว Software OS < Firmware OS < Hardware OS OS ทวไป สรางเปน Software แตบางสวนทถกใชงานบอยจะใชเปน Firmware
หนาทของระบบปฏบตการ สามารถแบงได 2 หนาทใหญๆ ดวยกน คอ
1. ควบคมการทำางานของโปรแกรม และอปกรณตางๆ โดยเฉพาะอปกรณรบขอมลและแสดงผล
(input/output device) รวมถงการเอออำานวยใหผใชสามารถใชอปกรณตางๆ อยาง สะดวก หนาทนเปนหลกสำาคญ ซงจะขาดเสยมไดในระบบปฏบตการทกรปแบบ ตงแตเครองเลกไปจนถง
เครองใหญ สำาหรบในเครองเลก (microcomputer) ระบบปฏบตการจะเปนแบบงายๆ และ
ทำาหนาทควบคม ในลกษณะนเพยงอยางเดยว จงมกเรยกกนวาเปน โปรแกรมควบคม (control program หรอ CP) จดประสงคของหนาทน คอ การใหความสะดวกแกผใชเครอง
2. จดสรรทรพยากรซงใชรวมกน (shared resources) ความหมายของหนาทน
จะเหนไดชดในเครองระดบใหญ (mainframe) ซงจะมอปกรณตางๆ จำาพวกหนวยประมวลผลกลาง หนวย ความจำา ฯลฯ ซงมสมรรถนะ หรอขนาดใหญ เกนความจำาเปนของงานแตละงาน จงมการใชทรพยากรเหลานรวมกน ใน
ลกษณะของระบบมลตโปรแกรมมง (multiprogramming) หนาทของระบบปฏบตการ จงตอง ครอบคลม ถงการจดสรรทรพยากรเหลาน เพอขจดความขดแยง โดยคำานงถงความยตธรรมตอผใชแตละคน และ
ประสทธผลของเครองเปนหลกสำาคญ
องคประกอบของระบบปฏบตการ
33
อ.ไพสฐ
การแบงองคประกอบของระบบปฏบตการทซบซอน แบงไดเปนสองประเภท คอ
1. การซงโครไนซกระบวนการ (process synchronization) ใน
ระบบปฏบตการโปรแกรมมง โปรมแกรมททำางานพรอมๆ กน อาจตองการใชอปกรณหรอทรพยากร (เชนเครองพมพ) รวมกน แมวาเครองพมพจะสามารถใชรวมกนได แตตองมขอจำากด เชนวา ตองผลดกนใช คอตองรอใหผทใชอยเสรจงาน เสยกอน ผอนจงสามารถมาใชตอได มใชวาสลบกนใช ลกษณะการควบคมการแบงหรอผลดกนใชทรพยากรน ตองมความ
ระมดระวงไมใหงานตางๆ ไปกาวกายหรอสรางความเสยหายใหกบงานอน ซงโดยทงานแตละงานจะไมรบรถงความเปนไปของ
งานอนใดทงสน (โดยนกวามงานนนเพยงงานเดยวในระบบ) ในลกษณะนการจดจงหวะใหสอดคลองทเรยกวา การซงโคร
ไนซกระบวนการ (process synchronization) จงตกเปนหนาทของระบบปฏบตการ
2. การจดสรรทรพยากร การจดสรรทรพยากร (resource management) น มวตถประสงคเพอใหเกดความยตธรรมตอผใช และใหประสทธภาพการทำางานของระบบ
สงดวย ทรพยากรทจำาเปนตองควบคม ไดแก
1. หนวยประมวลผลกลาง
2. หนวยความจำาหลก
3. อปกรณขางเคยง
4. แฟมขอมล
34