หลักการทำงาน Hardware คอมพิวเตอร์

  เป็นอุปกรณ์แสดงผลที่มีความสำคัญมากที่สุด เพราะจะติดต่อโดยตรงกับผู้ใช้ ชนิดของจอภาพที่ใช้ในเครื่องพีซีโดยทั่วไปจะแบ่งได้เป็น2 ชนิด

    - จอซีอาร์ที (CRT : Cathode RayTube)  โดยมากจะพบในคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ  ซึ่งลักษณะ จอภาพชนิดนี้จะคล้ายโทรทัศน์ ซึ่งจะใช้หลอดสุญญากาศ 

จอแบบ CRT

    การทำงานของจอประเภทนี้จะทำงานโดย อาศัยหลอดภาพ ที่สร้างภาพโดยการยิงลำแสงอิเล็กตรอนไปยังที่ผิวหน้าจอที่มีสารพวกสารประกอบของฟอสฟอรัส ฉาบอยู่ที่ผิว ซึ่งจะเกิดภาพขึ้นมาเมื่อสารเหล่านี้เกิดการเรืองแสงขึ้นมาเมื่อมีอิเล็กตรอนมากระทบ ซึ่งในส่วยของจอแบบ Shadow Mask นั้นจะมีการนำโลหะที่มีรูเล็กๆ มาใช้ในการกำหนดให้แสงอิเล็กตรอนนั้นยิงมาได้ถูกต้อง และแม่นยำซึ่งระยะห่างระหว่างรูนี้เราเรียกกันว่า Dot Pitch ซึ่งในรูนี้จะมีสารประกอบของฟอสฟอรัสวางเรียงกันอยู่เป็น3 จุด 3 มุม โดยแต่ละจุดจะเป็นสีของแม่สีนั้นก็คือสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ซึ่งแต่ละจุดนี้เราเรียกว่า Triad ในส่วนของจอแบบ Trinitron นั้นจะมีการทำงานที่เหมือนกันแต่ต่างกันที่ไม่ได้ใช้โลหะเป็นรูแต่จะใช้ โลหะที่เป็นเส้นเล็กๆ ขึงพาดไปตาม แนวตั้ง เพื่อที่จะให้อิเล็คตรอนนั้นตกกระทบกับผิวจอที่มีสารประกอบของฟอสฟอรัสได้มากขึ้นสำหรับจอ Trinitron

ในปัจจุบันนี่ได้มีการพัฒนาให้มีความแบนราบมากขึ้นซึ่งจอแบบนี้จะเรียกกันว่าFD Trinitron (Flat Display Trinitron) ซึ่งมีมากมายในปัจจุบันและจะเข้ามาแทนที่จะแบบเดิมๆอีกทั้งราคายังถูกลงเป็นอย่างมากด้วย

    - จอแอลซีดี (LCD : Liquid CrystalDisplay) ซึ่งมี ลักษณะแบนราบ  จะมี ขนาดเล็กและบาง เมื่อเปรียบเทียบกับจอภาพแบบซีแอลที 

จอแบบ LCD

    การทำงานนั้นจะไม่เหมือนกับจอแบบ CRT แม้สักนิดเดียวซึ่งการแสดงภาพนั้นจะซับซ้อนกว่ามาก การทำงานนั้นอาศัยหลักของการใช้ความร้อนที่ได้จากขดลวดมาทำการเปลี่ยนและ บังคับให้ผลึกเหลวแสดงสีต่างๆ ออกมาตามที่ต้องการซึ่งการแสดงสีนั้นจะเป็นไปตามที่กำหนดไว้ตามมาตรฐานของแต่ละ บริษัท จึงทำให้จอแบบ LCD มีขนาดที่บางกว่าจอCRT อยู่มาก อีกทั้งยังกินไฟน้อยกว่า จึงทำให้ผู้ผลิตนำไปใช้งานกับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบเคลื่อนที่โน้ตบุ๊ค และเดสโน้ต ซึ่งทำให้เครื่องมีขนาดที่บางและเล็กสามารถพกพาไปได้สะดวกในส่วนของการใช้งานกับเครื่องเดสก์ท็อปทั่วไป ก็มีซึ่งจอแบบ LCD นี้จะมีราคาที่แพงกว่าจอทั่วไปอยู่ประมาณ 2 เท่าของราคาในปัจจุบัน

2. เคส (Case)

เคส คือโครงหรือกล่องสำหรับประกอบอุปกรณ์ต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ไว้ภายใน การเรียกชื่อและขนาด ของเคสจะแตกต่างกันออกไป ซึ่งในปัจจุบันมีหลายแบบที่นิยมกันแล้วแต่ผู้ซื้อจะเลือกซื้อตามความเหมาะสม ของงาน และสถานที่นั้น

เคส (case)

Supply)

    เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับชิ้นส่วนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ซึ่งถ้าคอมพิวเตอร์มีอุปกรณ์ต่อพวงเยอะๆ เช่น ฮาร์ดดิสก์ ซีดีรอมไดรฟ์ ดีวีดีไดรฟ์ก็ควรเลือกพาวเวอร์ซัพพลายที่มีจำนวนวัตต์สูงเพื่อให้สามารถ จ่ายกระแสไฟได้เพียงพอ

Power Supply

4. คีย์บอร์ด (Keyboard)

    เป็นอุปกรณ์ในการรับข้อมูลที่สำคัญที่สุด มีลักษณะคล้ายแป้นพิมพ์ ของเครื่องพิมพ์ดีดมีจำนวนแป้น 84 - 105 แป้น ขึ้นอยู่กับแป้นที่เป็นกลุ่มตัวเลข (Numeric keypad) กลุ่มฟังก์ชัน (Functionkeys) กลุ่มแป้นพิเศษ (Special-purpose keys) กลุ่มแป้นตัวอักษร(Typewriter keys) หรือกลุ่มแป้นควบคุมอื่น ๆ (Controlkeys) ซึ่งการสั่งงานคอมพิวเตอร์และการทำงานหลายๆ อย่างจำเป็นต้องใช้แป้นพิมพ์เป็นหลัก

Keyboard

5. เมาส์ (Mouse)

อุปกรณ์รับข้อมูลที่นิยมรองจากคีย์บอร์ด เมาส์จะช่วยในการบ่งชี้ตำแหน่งว่าขณะนี้กำลังอยู่ณ จุดใดบนจอภาพ เรียกว่า "ตัวชี้ตำแหน่ง (Pointer)"ซึ่งอาศัยการเลื่อนเมาส์ แทนการกดปุ่มบังคับทิศทางบนคีย์บอร์ด

Mouse

6. เมนบอร์ด (Mainboard)

    แผ่นวงจรไฟฟ้าแผ่นใหญ่ที่รวมเอาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญๆมาไว้ด้วยกันซึ่งเป็นส่วนที่ควบคุม การทำงานของ อุปกรณ์ต่างๆ ภายในพีชีทั้งหมดมีลักษณะเป็นแผ่น รูปร่างสี่เหลี่ยมแผ่นที่ใหญ่ที่สุดในพีชี ที่จะรวบรวมเอาชิปและไอชี(IC = Integrated Circuit) รวมทั้ง การ์ดต่อพ่วงอื่นๆ เอาไว้ด้วยกันบนบอร์ดเพียงอันเดียวเครื่องพีชีทุกเครื่องไม่สามารถทำงานได้ถ้าขาดเมนบอร์ด

Mainboard

7. ซีพียู (CPU)

    ซีพียูหรือหน่วยประมวลผลกลาง เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ ชิป (chip) นับเป็นอุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากที่สุดของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลจากข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางอุปกรณ์นำเข้าข้อมูลตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งานหน่วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน คือ

1) หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic& Logical Unit: ALU) หน่วยคำนวณตรรกะ ทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องคำนวณอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทำงานเกี่ยวกับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร อีกทั้งยังมีความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่เครื่องคำนวณธรรมดาไม่มีคือ ความสามารถในเชิงตรรกะศาสตร์ หมายถึง ความสามารถในการเปรียบเทียบตามเงื่อนไขและกฎเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์เพื่อให้ได้คำตอบออกมาว่าเงื่อนไข นั้นเป็น จริง หรือ เท็จ ได้

2) หน่วยควบคุม (Control Unit)หน่วยควบคุม ทำหน้าที่ควบคุมลำดับขั้นตอนการประมวลผล รวมไปถึงการประสานงานกับอุปกรณ์นำเข้าข้อมูลอุปกรณ์แสดงผล และหน่วยความจำสำรองด้วย ซีพียูที่มีจำหน่ายในท้องตลาด ได้แก่ PentiumIII , Pentium 4 , Pentium M (Centrino) , Celeron , Dulon , Athlon

CPU

8. การ์ดแสดงผล (DisplayCard)

การ์ดแสดงผลใช้สำหรับเก็บข้อมูลที่ได้รับมาจากซีพียูโดยที่การ์ดบางรุ่นสามารถประมวลผลได้ในตัวการ์ด ซึ่งจะช่วยแบ่งเบาภาระการประมวลผลให้ซีพียูจึงทำให้การทำงานของคอมพิวเตอร์นั้นเร็วขึ้นด้วย ซึ่งตัวการ์ดแสดงผลนั้นจะมีหน่วยความจำในตัวของมันเองถ้าตัวการ์ดมีหน่วยความจำมาก ก็จะรับข้อมูลจากซีพียูได้มากขึ้น ซึ่งจะช่วยให้การแสดงผลบนจอภาพมีความเร็วสูงขึ้นด้วย

Display Card

หลักกันทำงานพื้นฐานของการ์ดแสดงผลจะเริ่มต้นขึ้นเมื่อโปรแกรมต่างๆ ส่งข้อมูลมาประมวลผลที่ ซีพียูเมื่อซีพียูประมวลผล เสร็จแล้ว ก็จะส่งข้อมูลที่จะนำมาแสดงผลบนจอภาพมาที่การ์ดแสดงผลจากนั้น การ์ดแสดงผล ก็จะส่งข้อมูลนี้มาที่จอภาพ ตามข้อมูลที่ได้รับมาการ์ดแสดงผลรุ่นใหม่ๆ ที่ออกมาส่วนใหญ่ ก็จะมีวงจรในการเร่งความเร็วการแสดงผลภาพสามมิติ และมีหน่วยความจำมาให้มากพอสมควร

9. แรม (RAM)

     RAM ย่อมาจากคำว่า Random-Access Memory เป็นหน่วยความจำหลักแต่ไม่ถาวรซึ่งจะต้องมีไฟมาหล่อเลี้ยงอุปกรณ์ตลอดในการทำงาน โดยถ้าเกิดไฟฟ้ากระพริบหรือดับ ข้อมูลที่ถูกบันทึกไว้ในหน่วยความจำจะหายไปทันที

SDRAM

DDR-RAM

RDRAM

โดยหลักการทำงานคร่าวๆ ของแรมนั้นเริ่มต้นที่รับข้อมูลจากผู้ใช้ผ่านอุปกรณ์Input จากนั้นก็จะส่งข้อมูลไปยัง CPU ในการประมวลผลเมื่อ CPU ประมวลผลเสร็จแล้ว แรมจะรับข้อมูลที่ได้รับการประมวลผลแล้วออกไปยังอุปกรณ์ Output ต่อไป โดยหน่วยความจำแรมที่ใช้ในปัจจุบันมีหลายชนิดเช่นSDRAM, DDR-RAM, RDRAM

10. ฮาร์ดดิสก์ (Harddisk)

เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมต่างๆของคอมพิวเตอร์ โดยฮาร์ดดิสค์จะมีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมที่มีเปลือกนอก เป็นโลหะแข็งและมีแผงวงจรสำหรับการควบคุมการทำงานประกบอยู่ที่ด้านล่าง พร้อมกับช่องเสียบสายสัญญาณและสายไฟเลี้ยงส่วนประกอบภายในจะถูกปิดผนึกไว้อย่างมิดชิด โดยฮาร์ดดิสค์ส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็ก(platters)สองแผ่นหรือมากกว่ามาจัด เรียงอยู่บนแกนเดียวกันเรียก Spindleทำให้แผ่นแม่เหล็กหมุนไปพร้อม ๆ กัน จากการขับเคลื่อนของมอเตอร์ แต่ละหน้าของแผ่นจานจะมีหัวอ่านเขียนประจำเฉพาะโดยหัวอ่านเขียนทุกหัวจะเชื่อมติดกันคล้ายหวีสามารถเคลื่อนเข้าออกระหว่างแทร็กต่าง ๆ อย่างรวดเร็วซึ่งอินเตอร์เฟสของฮาร์ดดิสก์ที่ใช้ในปัจจุบัน มีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน
- IDE (Integrated Drive Electronics)
เป็นระบบของฮาร์ดดิสก์อินเตอร์เฟสที่ใช้กันมากในปัจจุบันนี้ การต่อไดร์ฟฮาร์ดดิสก์แบบ IDEจะต่อผ่านสายแพรและคอนเน็คเตอร์จำนวน 40 ขาที่มีอยู่บนเมนบอร์ดส่วนใหญ่แล้วใน 1 คอนเน็คเตอร์ จะสามารถต่อฮาร์ดดิสก์ได้ 2ตัวและบนเมนบอร์ด

Harddisk แบบ IDE

IDE Cable

- SCSI (Small Computer System Interface)
เป็นอินเตอร์เฟสที่แตกต่างจากอินเตอร์เฟสแบบอื่น ๆ มาก โดยจะอาศัย ControllerCard ที่มี Processor อยู่ในตัวเองทำให้เป็นส่วนเพิ่มขยายกับแผงวงจรใหม่โดยจะสนับสนุนการต่ออุปกรณ์ได้ถึง8 ตัว แต่การ์ดบางรุ่นอาจจะได้ถึง 14 ตัวทีเดียวโดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้งานในรูปแบบ Server เพราะมีราคาแพงแต่มีความเร็วในการส่งข้อมูลสูง

Harddisk แบบ SCSI

SCSI controller

- Serial ATA (Advanced Technology Attachment)
เป็นอินเตอร์เฟสแบบใหม่ เปิดตัวครั้งแรกในวันที่ 26 มิถุนายน 2545 งาน PC Expo ใน NewYork มีความเร็วในเข้าถึงข้อมูลถึง 150 Mbytes ต่อ วินาที และให้ผลตอบสนองในการทำงานได้เร็วมากในส่วนของ extremeapplication เช่น Game Home Video และ HomeNetwork Hub โดยเป็นอินเตอร์เฟสที่จะมาแทนที่ของ IDE ในปัจจุบัน

Harddisk แบบ Serial ATA

Serial ATA Cable

11. CD-ROM / CD-RW / DVD /DVD-RW

     เป็นไดรฟ์สำหรับอ่านข้อมูลจากแผ่นซีดีรอมหรือดีวีดีรอม ซึ่งถ้าหากต้องการบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นจะต้องใช้ไดรฟ์ที่สามารถเขียนแผ่นได้คือCD-RW หรือ DVD-RW โดยความเร็วของซีดีรอมจะเรียกเป็น X เช่น 16X , 32X หรือ52X โดยจะมี Interface เดียวกับHarddisk

CD-ROM

การทำงานของ CD-ROM ภายในซีดีรอมจะแบ่งเป็นแทร็กและเซ็กเตอร์เหมือนกับแผ่นดิสก์แต่เซ็กเตอร์ในซีดีรอมจะมีขนาดเท่ากัน ทุกเซ็กเตอร์ ทำให้สามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้นเมื่อไดรฟ์ซีดีรอมเริ่มทำงานมอเตอร์จะเริ่มหมุนด้วยความเร็ว หลายค่า ทั้งนี้เพื่อให้อัตราเร็วในการอ่านข้อมูลจากซีดีรอมคงที่สม่ำเสมอทุกเซ็กเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเซ็กเตอร์ ที่อยู่รอบนอกกรือวงในก็ตามจากนั้นแสงเลเซอร์จะฉายลงซีดีรอม โดยลำแสงจะถูกโฟกัสด้วยเลนส์ที่เคลื่อนตำแหน่งได้โดยการทำงานของขดลวด ลำแสงเลเซอร์จะทะลุผ่านไปที่ซีดีรอมแล้วถูกสะท้อนกลับที่ผิวหน้าของซีดีรอมจะเป็น หลุมเป็นบ่อ ส่วนที่เป็นหลุมลงไปเรียก"แลนด์" สำหรับบริเวณที่ไม่มีการเจาะลึกลงไปเรียก "พิต" ผิวสองรูปแบบนี้เราใช้แทนการเก็บข้อมูลในรูปแบบของ1 และ 0 แสงเมื่อถูกพิตจะกระจายไปไม่สะท้อนกลับแต่เมื่อแสงถูกเลนส์จะสะท้อนกลับผ่านแท่งปริซึม จากนั้นหักเหผ่านแท่งปริซึมไปยังตัวตรวจจับแสงอีกทีทุกๆช่วงของลำแสงที่กระทบตัวตรวจจับแสงจะกำเนิดแรงดันไฟฟ้า หรือเกิด 1 และ 0 ที่ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ ส่วนการบันทึกข้อมูลลงแผ่นซีดีรอมนั้นต้องใช้แสงเลเซอร์เช่นกันโดยมีลำแสงเลเซอร์จากหัวบันทึกของเครื่อง บันทึกข้อมูลส่องไปกระทบพื้นผิวหน้าของแผ่นถ้าส่องไปกระทบบริเวณใดจะทำให้บริเวณนั้นเป็นหลุมขนาดเล็ก บริเวณทีไม่ถูกบันทึกจะมีลักษณะเป็นพื้นเรียบสลับกันไปเรื่อยๆตลอดทั้งแผ่น

12. ฟล็อปปี้ดิสก์(Floppy Disk)

    เป็นอุปกรณ์ที่กำเนิดมาก่อนยุคของพีซีเสียอีก โดยเริ่มจากที่มีขนาด 8 นิ้ว กลายมาเป็น 5.25นิ้วจนมาถึงปัจจุบันซึ่งอยู่ที่ 3.5 นิ้ว ในส่วนของความจุเริ่มต้นตั้งแต่ไม่กี่ร้อยกิโลไบต์มาเป็น1.44 เมกะไบต์ และ 2.88 เมกะไบต์ตามลำดับ

Floppy Disk Drive

ในปัจจุบันการใช้งานฟล็อปปี้ดิสก์นั้นน้อยลงไปมากเพราะเนื่องจากจุข้อมูลได้น้อยซึ่งไม่เพียงพอกับความต้องการ แต่ฟล็อปปี้ดิสก์ก็ยังคงเป็นมาตรฐานหนึ่งที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องต้องมีการพัฒนาฟล็อปปี้ดิสก์ก็ไม่ได้หยุดยั้งไปเสียทีเดียว ยังมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่ใช้ระบบOptical ทำให้สามารถขยายความจุไปได้ถึง 120 เมกะไบต์ต่อแผ่น