พื้นฐานของคอมพิวเตอร์ - คู่มือฉบับย่อ
การเป็นเด็กยุคใหม่คุณต้องเคยใช้เห็นหรืออ่านเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ เนื่องจากเป็นส่วนสำคัญของการดำรงอยู่ในชีวิตประจำวันของเรา ไม่ว่าจะเป็นโรงเรียนธนาคารร้านค้าสถานีรถไฟโรงพยาบาลหรือบ้านของคุณเองมีคอมพิวเตอร์อยู่ทุกที่ทำให้งานของเราง่ายขึ้นและเร็วขึ้นสำหรับเรา เนื่องจากเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเราเราจึงต้องรู้ว่ามันคืออะไรและทำงานอย่างไร เริ่มต้นด้วยการกำหนดคำว่าคอมพิวเตอร์อย่างเป็นทางการ
ความหมายตามตัวอักษรของคอมพิวเตอร์คืออุปกรณ์ที่สามารถคำนวณได้ อย่างไรก็ตามคอมพิวเตอร์สมัยใหม่สามารถทำอะไรได้มากกว่าการคำนวณComputer เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่รับอินพุตจัดเก็บหรือประมวลผลอินพุตตามคำแนะนำของผู้ใช้และให้เอาต์พุตในรูปแบบที่ต้องการ
รูปแบบอินพุต - กระบวนการ - เอาต์พุต
อินพุตคอมพิวเตอร์เรียกว่า data และเอาต์พุตที่ได้รับหลังจากประมวลผลตามคำแนะนำของผู้ใช้เรียกว่า information. เรียกว่าข้อเท็จจริงและตัวเลขดิบซึ่งสามารถประมวลผลได้โดยใช้การดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะเพื่อให้ได้ข้อมูลdata.
กระบวนการที่สามารถนำไปใช้กับข้อมูลมีสองประเภท -
Arithmetic operations - ตัวอย่างรวมถึงการคำนวณเช่นการบวกการลบความแตกต่างรากที่สอง ฯลฯ
- Logical operations - ตัวอย่างรวมถึงการดำเนินการเปรียบเทียบเช่นมากกว่าน้อยกว่าเท่ากับตรงข้าม ฯลฯ
ตัวเลขที่สอดคล้องกันสำหรับคอมพิวเตอร์จริงมีลักษณะดังนี้ -
ส่วนประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์มีดังนี้ -
Input Unit - อุปกรณ์เช่นแป้นพิมพ์และเมาส์ที่ใช้ในการป้อนข้อมูลและคำสั่งไปยังคอมพิวเตอร์เรียกว่าหน่วยอินพุต
Output Unit - อุปกรณ์เช่นเครื่องพิมพ์และหน่วยแสดงภาพที่ใช้เพื่อให้ข้อมูลแก่ผู้ใช้ในรูปแบบที่ต้องการเรียกว่าหน่วยแสดงผล
Control Unit- ตามชื่อที่แนะนำหน่วยนี้ควบคุมการทำงานทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์หรือชิ้นส่วนทั้งหมดของคอมพิวเตอร์โต้ตอบผ่านชุดควบคุม
Arithmetic Logic Unit - นี่คือสมองของคอมพิวเตอร์ที่ใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์และการดำเนินการเชิงตรรกะทั้งหมด
Memory- ข้อมูลอินพุตคำแนะนำและข้อมูลระหว่างกาลทั้งหมดของกระบวนการจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำ หน่วยความจำมีสองประเภท -primary memory และ secondary memory. หน่วยความจำหลักอยู่ภายใน CPU ในขณะที่หน่วยความจำรองอยู่ภายนอก
หน่วยควบคุมหน่วยตรรกะเลขคณิตและหน่วยความจำรวมกันเรียกว่า central processing unit หรือ CPU. อุปกรณ์คอมพิวเตอร์เช่นแป้นพิมพ์เมาส์เครื่องพิมพ์ ฯลฯ ที่เราสามารถมองเห็นและสัมผัสได้ ได้แก่hardwareส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานโดยใช้ชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์เหล่านี้เรียกว่าsoftware. เราไม่สามารถมองเห็นหรือสัมผัสซอฟต์แวร์ได้ ทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จำเป็นสำหรับการทำงานของคอมพิวเตอร์
ลักษณะของคอมพิวเตอร์
เพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดคอมพิวเตอร์จึงเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของเราให้เรามาดูลักษณะบางอย่างของมัน -
Speed - โดยปกติคอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการได้ 3-4 ล้านคำสั่งต่อวินาที
Accuracy- คอมพิวเตอร์มีความแม่นยำสูงมาก ข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นมักเกิดจากข้อมูลที่ไม่ถูกต้องคำแนะนำที่ไม่ถูกต้องหรือข้อบกพร่องในชิป - ความผิดพลาดทั้งหมดของมนุษย์
Reliability - คอมพิวเตอร์สามารถทำงานประเภทเดียวกันซ้ำ ๆ โดยไม่ทิ้งข้อผิดพลาดอันเนื่องมาจากความเหนื่อยล้าหรือความเบื่อหน่ายซึ่งเป็นเรื่องปกติในหมู่มนุษย์
Versatility- คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้หลากหลายตั้งแต่การป้อนข้อมูลและการจองตั๋วไปจนถึงการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนและการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์อย่างต่อเนื่อง หากคุณสามารถป้อนข้อมูลที่จำเป็นพร้อมคำแนะนำที่ถูกต้องคอมพิวเตอร์จะทำการประมวลผล
Storage Capacity- คอมพิวเตอร์สามารถจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากโดยเสียค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บไฟล์แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ข้อมูลยังปลอดภัยจากการสึกหรอตามปกติที่เกี่ยวข้องกับกระดาษ
ข้อดีของการใช้คอมพิวเตอร์
ตอนนี้เรารู้ลักษณะของคอมพิวเตอร์แล้วเราจะเห็นข้อดีที่คอมพิวเตอร์มีให้
คอมพิวเตอร์สามารถทำงานเดียวกันซ้ำ ๆ ได้โดยมีความแม่นยำเท่ากัน
คอมพิวเตอร์ไม่เมื่อยหรือเบื่อ
คอมพิวเตอร์สามารถทำงานประจำได้ในขณะที่ปล่อยทรัพยากรบุคคลเพื่อการทำงานที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น
ข้อเสียของการใช้คอมพิวเตอร์
แม้จะมีข้อดีมากมาย แต่คอมพิวเตอร์ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง -
คอมพิวเตอร์ไม่มีสติปัญญา พวกเขาทำตามคำแนะนำอย่างสุ่มสี่สุ่มห้าโดยไม่คำนึงถึงผลลัพธ์
การจ่ายไฟฟ้าเป็นประจำเป็นสิ่งจำเป็นในการทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ซึ่งพิสูจน์ได้ยากทุกหนทุกแห่งโดยเฉพาะในประเทศกำลังพัฒนา
กำลังบูต
เรียกว่าการสตาร์ทคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ฝังคอมพิวเตอร์ booting. การบูตเกิดขึ้นในสองขั้นตอน -
- การเปิดแหล่งจ่ายไฟ
- กำลังโหลดระบบปฏิบัติการลงในหน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์
- ทำให้แอปพลิเคชันทั้งหมดอยู่ในสภาพพร้อมใช้งานในกรณีที่ผู้ใช้ต้องการ
โปรแกรมหรือชุดคำสั่งแรกที่ทำงานเมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์จะถูกเรียกใช้ BIOS หรือ Basic Input Output System. BIOS คือไฟล์firmwareกล่าวคือซอฟต์แวร์ที่ลงโปรแกรมอย่างถาวรในฮาร์ดแวร์
หากระบบกำลังทำงานอยู่แล้ว แต่จำเป็นต้องเริ่มระบบใหม่ระบบจะเรียกว่า rebooting. อาจจำเป็นต้องรีบูตเครื่องหากติดตั้งซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์หรือระบบช้าผิดปกติ
การบูตมีสองประเภท -
Cold Booting- เมื่อระบบเริ่มทำงานโดยการเปิดแหล่งจ่ายไฟเรียกว่าการบูตแบบเย็น ขั้นตอนต่อไปในการบูตแบบเย็นคือการโหลด BIOS
Warm Booting- เมื่อระบบทำงานอยู่แล้วและจำเป็นต้องรีสตาร์ทหรือรีบูตระบบจะเรียกว่าการบูตแบบอุ่น การอุ่นเครื่องเร็วกว่าการบูตแบบเย็นเนื่องจากไม่ได้โหลด BIOS ใหม่
คอมพิวเตอร์ในอดีตถูกจำแนกตามประเภทของโปรเซสเซอร์เนื่องจากการพัฒนาตัวประมวลผลและความเร็วในการประมวลผลเป็นเกณฑ์มาตรฐานของการพัฒนา คอมพิวเตอร์รุ่นแรก ๆ ใช้หลอดสุญญากาศในการประมวลผลมีขนาดใหญ่และพังบ่อยครั้ง อย่างไรก็ตามเนื่องจากท่อสูญญากาศถูกแทนที่ด้วยทรานซิสเตอร์และจากนั้นชิปขนาดของมันก็ลดลงและความเร็วในการประมวลผลก็เพิ่มขึ้นมากมาย
คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ประมวลผลสมัยใหม่ทั้งหมดใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งมีความเร็วและความจุในการจัดเก็บสูงขึ้นทุกวัน ขณะนี้เกณฑ์มาตรฐานการพัฒนาสำหรับคอมพิวเตอร์คือขนาด ขณะนี้คอมพิวเตอร์ถูกจำแนกตามการใช้งานหรือขนาด -
- Desktop
- Laptop
- Tablet
- Server
- Mainframe
- Supercomputer
ให้เราดูรายละเอียดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ประเภทนี้ทั้งหมด
เดสก์ทอป
Desktop คอมพิวเตอร์คือ personal computers (PCs)ออกแบบมาเพื่อใช้งานโดยบุคคลในสถานที่คงที่ ไอบีเอ็มเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่แนะนำและนิยมใช้เดสก์ท็อป โดยทั่วไปหน่วยเดสก์ท็อปจะมี CPU (หน่วยประมวลผลกลาง) จอภาพแป้นพิมพ์และเมาส์ การแนะนำเดสก์ท็อปเป็นที่นิยมในหมู่คนทั่วไปเนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดและราคาไม่แพง
ท่ามกลางกระแสความนิยมของเดสก์ท็อปอุปกรณ์ซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์จำนวนมากได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นพิเศษสำหรับผู้ใช้ที่บ้านหรือที่ทำงาน การออกแบบที่สำคัญที่สุดคือความเป็นมิตรต่อผู้ใช้
แล็ปท็อป
แม้จะได้รับความนิยมอย่างมาก แต่เดสก์ท็อปก็หันมาใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลขนาดกะทัดรัดและพกพาที่เรียกว่าโน้ตบุ๊กในปี 2000 เรียกอีกอย่างว่าแล็ปท็อปnotebook computers หรือเพียงแค่ notebooks. แล็ปท็อปทำงานโดยใช้แบตเตอรี่และเชื่อมต่อกับเครือข่ายโดยใช้ชิป Wi-Fi (Wireless Fidelity) นอกจากนี้ยังมีชิปสำหรับการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้สามารถประหยัดพลังงานได้ทุกเมื่อที่ทำได้และมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น
แล็ปท็อปสมัยใหม่มีพลังในการประมวลผลและความจุเพียงพอที่จะใช้สำหรับงานสำนักงานทั้งหมดการออกแบบเว็บไซต์การพัฒนาซอฟต์แวร์และแม้แต่การตัดต่อเสียง / วิดีโอ
ยาเม็ด
หลังจากคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปถูกย่อส่วนเพื่อพัฒนาเครื่องจักรที่มีพลังการประมวลผลแบบเดสก์ท็อป แต่มีขนาดเล็กพอที่จะถือไว้ในมือ แท็บเล็ตมีหน้าจอที่ไวต่อการสัมผัสโดยทั่วไป 5 ถึง 10 นิ้วซึ่งใช้นิ้วเดียวเพื่อสัมผัสไอคอนและเรียกใช้แอปพลิเคชัน
แป้นพิมพ์ยังแสดงแทบทุกครั้งที่ต้องการและใช้กับจังหวะการสัมผัส เรียกแอปพลิเคชันที่ทำงานบนแท็บเล็ตapps. พวกเขาใช้ระบบปฏิบัติการของ Microsoft (Windows 8 ขึ้นไป) หรือ Google (Android) คอมพิวเตอร์ Apple ได้พัฒนาแท็บเล็ตของตัวเองชื่อว่าiPad ซึ่งใช้ระบบปฏิบัติการที่เป็นกรรมสิทธิ์ที่เรียกว่า iOS.
เซิร์ฟเวอร์
เซิร์ฟเวอร์คือคอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วในการประมวลผลสูงซึ่งให้บริการอย่างน้อยหนึ่งบริการแก่ระบบอื่น ๆ บน network. อาจมีหรือไม่มีหน้าจอติดอยู่ กลุ่มของคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ดิจิทัลที่เชื่อมต่อกันเพื่อแบ่งปันทรัพยากรเรียกว่ากnetwork.
เซิร์ฟเวอร์มีพลังในการประมวลผลสูงและสามารถจัดการคำขอหลายรายการพร้อมกันได้ เซิร์ฟเวอร์ที่พบบ่อยที่สุดบนเครือข่าย ได้แก่ -
- ไฟล์หรือเซิร์ฟเวอร์จัดเก็บข้อมูล
- เซิร์ฟเวอร์เกม
- แอ็พพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์
- เซิร์ฟเวอร์ฐานข้อมูล
- เมลเซิร์ฟเวอร์
- เซิร์ฟเวอร์การพิมพ์
เมนเฟรม
Mainframesเป็นคอมพิวเตอร์ที่องค์กรต่างๆเช่นธนาคารสายการบินและทางรถไฟใช้เพื่อจัดการธุรกรรมออนไลน์นับล้านล้านล้านต่อวินาที คุณสมบัติที่สำคัญของเมนเฟรม ได้แก่ -
- มีขนาดใหญ่
- เร็วกว่าเซิร์ฟเวอร์หลายร้อยเท่าโดยทั่วไปคือร้อยเมกะไบต์ต่อวินาที
- แพงมาก
- ใช้ระบบปฏิบัติการที่เป็นกรรมสิทธิ์ของผู้ผลิต
- คุณลักษณะด้านความปลอดภัยของฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์และเฟิร์มแวร์ในตัว
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์
Supercomputersเป็นคอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก ใช้สำหรับการคำนวณที่ซับซ้อนรวดเร็วและใช้เวลามากสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ความเร็วหรือประสิทธิภาพของซูเปอร์คอมพิวเตอร์วัดได้ในเทราฟลอปนั่นคือการดำเนินการจุดลอยตัว 1012 ต่อวินาที
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของจีน Sunway TaihuLight เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกโดยมีการจัดอันดับ 93 เพตาฟลอปต่อวินาทีนั่นคือการดำเนินการจุดลอยตัว 93 ล้านล้านครั้งต่อวินาที
การใช้งานซูเปอร์คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ ได้แก่ -
- การทำแผนที่โมเลกุลและการวิจัย
- การพยากรณ์อากาศ
- การวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม
- การสำรวจน้ำมันและก๊าซ
ดังที่คุณทราบอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ต้องการคำแนะนำจากผู้ใช้ในการทำงาน ชุดคำสั่งที่บรรลุผลลัพธ์เดียวเรียกว่าโปรแกรมหรือขั้นตอน หลายโปรแกรมที่ทำงานร่วมกันเพื่อทำงานสร้างไฟล์software.
ตัวอย่างเช่นซอฟต์แวร์ประมวลผลคำช่วยให้ผู้ใช้สามารถสร้างแก้ไขและบันทึกเอกสารได้ เว็บเบราว์เซอร์ช่วยให้ผู้ใช้สามารถดูและแบ่งปันหน้าเว็บและไฟล์มัลติมีเดีย ซอฟต์แวร์มีสองประเภท -
- ซอฟต์แวร์ระบบ
- ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน
- ซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้
ให้เราคุยรายละเอียด
ซอฟต์แวร์ระบบ
ซอฟต์แวร์ที่จำเป็นในการเรียกใช้ส่วนฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันอื่น ๆ เรียกว่า system software. ซอฟต์แวร์ระบบทำหน้าที่เป็นinterfaceระหว่างฮาร์ดแวร์และแอปพลิเคชันผู้ใช้ จำเป็นต้องมีอินเทอร์เฟซเนื่องจากอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์หรือเครื่องจักรและมนุษย์พูดในภาษาที่แตกต่างกัน
เครื่องจักรเข้าใจเฉพาะภาษาไบนารีคือ 0 (ไม่มีสัญญาณไฟฟ้า) และ 1 (สัญญาณไฟฟ้า) ในขณะที่มนุษย์พูดเป็นภาษาอังกฤษฝรั่งเศสเยอรมันทมิฬฮินดีและภาษาอื่น ๆ อีกมากมาย ภาษาอังกฤษเป็นภาษาที่โดดเด่นในการโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ ต้องใช้ซอฟต์แวร์เพื่อแปลงคำสั่งของมนุษย์ให้เป็นคำสั่งที่เข้าใจได้ด้วยเครื่อง และนี่คือสิ่งที่ซอฟต์แวร์ระบบทำ
ขึ้นอยู่กับฟังก์ชั่นซอฟต์แวร์ระบบมีสี่ประเภท -
- ระบบปฏิบัติการ
- ตัวประมวลผลภาษา
- ไดรเวอร์อุปกรณ์
ระบบปฏิบัติการ
ซอฟต์แวร์ระบบที่รับผิดชอบในการทำงานของชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ทั้งหมดและความสามารถในการทำงานร่วมกันเพื่อให้งานสำเร็จเรียกว่า operating system (OS). OS เป็นซอฟต์แวร์แรกที่โหลดลงในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์เมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์และเรียกสิ่งนี้ว่าbooting. ระบบปฏิบัติการจัดการฟังก์ชันพื้นฐานของคอมพิวเตอร์เช่นการจัดเก็บข้อมูลในหน่วยความจำการดึงไฟล์จากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลการจัดกำหนดการงานตามลำดับความสำคัญเป็นต้น
ตัวประมวลผลภาษา
ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้หน้าที่สำคัญของซอฟต์แวร์ระบบคือการแปลงคำสั่งผู้ใช้ทั้งหมดให้เป็นภาษาที่เครื่องเข้าใจได้ เมื่อเราพูดถึงการโต้ตอบกับเครื่องจักรของมนุษย์ภาษามีสามประเภท -
Machine-level language- ภาษานี้ไม่ใช่แค่สตริง 0 และ 1 ที่เครื่องสามารถเข้าใจได้ มันขึ้นอยู่กับเครื่องจักรอย่างสมบูรณ์
Assembly-level language - ภาษานี้แนะนำชั้นของนามธรรมโดยการกำหนด mnemonics. Mnemonicsเป็นภาษาอังกฤษเหมือนคำหรือสัญลักษณ์ที่ใช้แสดงสตริง 0 และ 1 ที่ยาว ตัวอย่างเช่นคำว่า“ READ” สามารถกำหนดให้หมายความว่าคอมพิวเตอร์ต้องดึงข้อมูลจากหน่วยความจำ ที่สมบูรณ์instructionจะบอกที่อยู่หน่วยความจำด้วย ภาษาระดับแอสเซมบลีคือmachine dependent.
High level language- ภาษานี้ใช้ภาษาอังกฤษเหมือนข้อความและไม่ขึ้นกับเครื่องจักรโดยสิ้นเชิง โปรแกรมที่เขียนโดยใช้ภาษาระดับสูงนั้นสร้างอ่านและทำความเข้าใจได้ง่าย
โปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรมระดับสูงเช่น Java, C ++ ฯลฯ เรียกว่า source code. เรียกว่าชุดคำสั่งในรูปแบบที่เครื่องอ่านได้object code หรือ machine code. System software ที่แปลงซอร์สโค้ดเป็นอ็อบเจ็กต์โค้ดเรียกว่า language processor. ล่ามภาษามีสามประเภท
Assembler - แปลงโปรแกรมระดับการประกอบเป็นโปรแกรมระดับเครื่อง
Interpreter - แปลงโปรแกรมระดับสูงเป็นโปรแกรมระดับเครื่องทีละบรรทัด
Compiler - แปลงโปรแกรมระดับสูงเป็นโปรแกรมระดับเครื่องในคราวเดียวแทนที่จะเป็นทีละบรรทัด
ไดรเวอร์อุปกรณ์
ซอฟต์แวร์ระบบที่ควบคุมและตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์เฉพาะบนคอมพิวเตอร์เรียกว่า device driver. อุปกรณ์แต่ละอย่างเช่นเครื่องพิมพ์สแกนเนอร์ไมโครโฟนลำโพง ฯลฯ ที่ต้องต่อภายนอกเข้ากับระบบจะมีไดรเวอร์เฉพาะที่เกี่ยวข้อง เมื่อคุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่คุณจะต้องติดตั้งไดรเวอร์เพื่อให้ระบบปฏิบัติการทราบว่าต้องจัดการอย่างไร
ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน
ซอฟต์แวร์ที่ทำหน้าที่เดียวและไม่มีการเรียกใช้งานอื่นใด application software. ซอฟต์แวร์แอพพลิเคชั่นมีความเชี่ยวชาญในการทำงานและแนวทางในการแก้ปัญหา ดังนั้นซอฟต์แวร์สเปรดชีตสามารถดำเนินการกับตัวเลขเท่านั้นและไม่มีอะไรอื่น ซอฟต์แวร์การจัดการโรงพยาบาลจะจัดการกิจกรรมของโรงพยาบาลและไม่มีอะไรอื่น ซอฟต์แวร์แอพพลิเคชั่นที่ใช้กันทั่วไปมีดังนี้ -
- การประมวลผลคำ
- Spreadsheet
- Presentation
- การจัดการฐานข้อมูล
- เครื่องมือมัลติมีเดีย
ซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้
ซอฟต์แวร์ประยุกต์ที่ช่วยซอฟต์แวร์ระบบในการทำงานเรียกว่า utility software. ดังนั้นซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้จึงเป็นการผสมผสานระหว่างซอฟต์แวร์ระบบและซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน ตัวอย่างซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้ ได้แก่ -
- โปรแกรมแอนตี้ไวรัส
- เครื่องมือจัดการดิสก์
- เครื่องมือจัดการไฟล์
- เครื่องมือบีบอัด
- เครื่องมือสำรอง
ดังที่คุณทราบซอฟต์แวร์ระบบทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซสำหรับระบบฮาร์ดแวร์พื้นฐาน ในที่นี้เราจะกล่าวถึงซอฟต์แวร์ระบบที่สำคัญบางอย่างโดยละเอียด
ระบบปฏิบัติการ
Operating system (OS)คือเส้นชีวิตของคอมพิวเตอร์ คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์พื้นฐานทั้งหมดเช่น CPU จอภาพคีย์บอร์ดและเมาส์ เสียบปลั๊กไฟและเปิดสวิตช์โดยคิดว่าคุณมีทุกอย่างเรียบร้อยแล้ว แต่คอมพิวเตอร์จะไม่เริ่มทำงานหรือมีชีวิตขึ้นมาเว้นแต่จะมีระบบปฏิบัติการติดตั้งอยู่เนื่องจาก OS -
- ช่วยให้ชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์ทั้งหมดอยู่ในสภาพพร้อมที่จะปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ใช้
- ประสานงานระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ
- กำหนดเวลางานหลายอย่างตามลำดับความสำคัญ
- จัดสรรทรัพยากรให้กับแต่ละงาน
- ช่วยให้คอมพิวเตอร์เข้าถึงเครือข่าย
- ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงและใช้ซอฟต์แวร์แอพพลิเคชั่น
นอกจากการบูตครั้งแรกแล้วยังมีฟังก์ชั่นบางอย่างของระบบปฏิบัติการ -
- การจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์เช่นฮาร์ดแวร์ซอฟต์แวร์ทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน ฯลฯ
- การจัดสรรทรัพยากร
- ป้องกันข้อผิดพลาดระหว่างการใช้ซอฟต์แวร์
- ควบคุมการใช้คอมพิวเตอร์อย่างไม่เหมาะสม
หนึ่งในระบบปฏิบัติการที่เก่าแก่ที่สุดคือ MS-DOS,พัฒนาโดย Microsoft สำหรับ IBM PC มันเป็นCommand Line Interface (CLI)OS ที่ปฏิวัติตลาดพีซี DOS ใช้งานยากเนื่องจากอินเทอร์เฟซ ผู้ใช้จำเป็นต้องจำคำแนะนำในการทำงานของตน เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้นและใช้งานง่าย Microsoft ได้พัฒนาขึ้นGraphical User Interface (GUI) ระบบปฏิบัติการที่เรียกว่า Windowsซึ่งเปลี่ยนวิธีที่ผู้คนใช้คอมพิวเตอร์
ผู้ประกอบ
Assembler เป็นซอฟต์แวร์ระบบที่แปลงโปรแกรมระดับแอสเซมบลีเป็นรหัสระดับเครื่อง
นี่คือข้อดีของการเขียนโปรแกรมระดับแอสเซมบลี -
- เพิ่มประสิทธิภาพของโปรแกรมเมอร์เนื่องจากการจำช่วยจำได้ง่ายขึ้น
- ผลผลิตเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนข้อผิดพลาดลดลงและด้วยเหตุนี้เวลาในการดีบัก
- โปรแกรมเมอร์สามารถเข้าถึงทรัพยากรฮาร์ดแวร์และด้วยเหตุนี้จึงมีความยืดหยุ่นในการเขียนโปรแกรมที่ปรับแต่งสำหรับคอมพิวเตอร์เฉพาะ
ล่าม
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของภาษาระดับแอสเซมบลีคือความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานหน่วยความจำและการใช้ฮาร์ดแวร์ อย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์จึงมีหน่วยความจำและส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่ดีขึ้น ความสะดวกในการเขียนโปรแกรมจึงมีความสำคัญมากกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพหน่วยความจำและทรัพยากรฮาร์ดแวร์อื่น ๆ
นอกจากนี้รู้สึกว่ามีความจำเป็นที่จะต้องนำการเขียนโปรแกรมออกจากนักวิทยาศาสตร์และนักเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ผ่านการฝึกอบรมจำนวนหนึ่งเพื่อให้สามารถใช้คอมพิวเตอร์ในพื้นที่ต่างๆได้มากขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาภาษาระดับสูงที่เข้าใจง่ายเนื่องจากความคล้ายคลึงของคำสั่งกับภาษาอังกฤษ
ซอฟต์แวร์ระบบที่ใช้ในการแปลซอร์สโค้ดภาษาระดับสูงเป็นรหัสออบเจ็กต์ภาษาระดับเครื่องทีละบรรทัดเรียกว่าไฟล์ interpreter. ล่ามนำรหัสแต่ละบรรทัดมาแปลงเป็นรหัสเครื่องและเก็บไว้ในไฟล์ออบเจ็กต์
advantageการใช้ล่ามคือเขียนง่ายมากและไม่ต้องใช้พื้นที่หน่วยความจำขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามมีข้อเสียที่สำคัญในการใช้ล่ามกล่าวคือโปรแกรมที่ตีความใช้เวลานานในการดำเนินการ เพื่อเอาชนะสิ่งนี้disadvantageโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโปรแกรมขนาดใหญ่ compilers ได้รับการพัฒนา
คอมไพเลอร์
ซอฟต์แวร์ระบบที่จัดเก็บโปรแกรมที่สมบูรณ์สแกนแปลโปรแกรมที่สมบูรณ์เป็นรหัสวัตถุแล้วสร้างรหัสปฏิบัติการเรียกว่าคอมไพเลอร์ บนใบหน้าของคอมไพเลอร์เปรียบเทียบกับล่ามอย่างไม่เหมาะสมเพราะ -
- ซับซ้อนกว่าล่าม
- ต้องการพื้นที่หน่วยความจำเพิ่มเติม
- ใช้เวลามากขึ้นในการรวบรวมซอร์สโค้ด
อย่างไรก็ตามโปรแกรมที่คอมไพล์แล้วทำงานได้เร็วมากบนคอมพิวเตอร์ ภาพต่อไปนี้แสดงกระบวนการทีละขั้นตอนในการแปลงซอร์สโค้ดเป็นโค้ดปฏิบัติการ -
นี่คือขั้นตอนในการคอมไพล์ซอร์สโค้ดเป็นโค้ดปฏิบัติการ -
Pre-processing - ในขั้นตอนนี้คำสั่งก่อนตัวประมวลผลโดยทั่วไปจะใช้โดยภาษาเช่น C และ C ++ จะถูกตีความเช่นแปลงเป็นภาษาระดับแอสเซมบลี
Lexical analysis - คำแนะนำทั้งหมดถูกแปลงเป็นไฟล์ lexical units เช่นค่าคงที่ตัวแปรสัญลักษณ์เลขคณิต ฯลฯ
Parsing - ตรวจสอบคำแนะนำทั้งหมดที่นี่เพื่อดูว่าเป็นไปตามหรือไม่ grammar rulesของภาษา หากมีข้อผิดพลาดคอมไพเลอร์จะขอให้คุณแก้ไขก่อนที่จะดำเนินการต่อ
Compiling - ในขั้นตอนนี้ซอร์สโค้ดจะถูกแปลงเป็นไฟล์ object code.
Linking- หากมีลิงก์ไปยังไฟล์ภายนอกหรือไลบรารีที่อยู่ของไฟล์ปฏิบัติการจะถูกเพิ่มลงในโปรแกรม นอกจากนี้หากจำเป็นต้องจัดเรียงรหัสใหม่สำหรับการดำเนินการจริงรหัสจะถูกจัดเรียงใหม่ ผลลัพธ์สุดท้ายคือไฟล์executable code ที่พร้อมจะดำเนินการ
ดังที่คุณทราบระบบปฏิบัติการมีหน้าที่ในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ ในการดำเนินการดังกล่าวจะดำเนินกิจกรรมทั้งสามประเภทกว้าง ๆ นี้ -
Essential functions - มั่นใจในการใช้ทรัพยากรอย่างเหมาะสมและมีประสิทธิผล
Monitoring functions - ตรวจสอบและรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของระบบ
Service functions - ให้บริการแก่ผู้ใช้
ให้เราดูหน้าที่ที่สำคัญที่สุดที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมเหล่านี้
การจัดการโปรเซสเซอร์
การจัดการ CPU ของคอมพิวเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเรียกใช้งานที่เหมาะสม processor management. การจัดการโปรเซสเซอร์โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการจัดสรรเวลาโปรเซสเซอร์ให้กับงานที่ต้องทำให้เสร็จ นี้เรียกว่าjob scheduling. งานจะต้องถูกกำหนดเวลาในลักษณะที่ -
- มีการใช้ประโยชน์สูงสุดของ CPU
- เวลาตอบสนองคือเวลาที่ต้องใช้ในการทำงานแต่ละอย่างเป็นขั้นต่ำ
- เวลารอเป็นขั้นต่ำ
- แต่ละงานจะได้รับเวลาตอบสนองที่เร็วที่สุด
- บรรลุปริมาณงานสูงสุดโดยที่ปริมาณงานคือเวลาเฉลี่ยที่ใช้ในการทำงานแต่ละอย่างให้เสร็จสิ้น
มีสองวิธีในการจัดตารางงานที่ทำโดยระบบปฏิบัติการ -
- การตั้งเวลาล่วงหน้า
- การตั้งเวลาแบบไม่ไว้วางใจ
การตั้งเวลาล่วงหน้า
ในการจัดกำหนดการประเภทนี้งานถัดไปที่ต้องทำโดยโปรเซสเซอร์สามารถกำหนดเวลาก่อนที่งานปัจจุบันจะเสร็จสมบูรณ์ หากงานที่มีลำดับความสำคัญสูงกว่าเกิดขึ้นโปรเซสเซอร์สามารถบังคับให้ปลดงานปัจจุบันและรับงานถัดไปได้ มีเทคนิคการตั้งเวลาสองแบบที่ใช้การจัดกำหนดการล่วงหน้า -
Round robin scheduling - หน่วยเวลาเล็ก ๆ ที่เรียกว่า time sliceถูกกำหนดไว้และแต่ละโปรแกรมจะได้รับทีละชิ้นเท่านั้น หากไม่เสร็จสิ้นในช่วงเวลานั้นจะต้องเข้าร่วมคิวงานในตอนท้ายและรอจนกว่าโปรแกรมทั้งหมดจะมีการแบ่งครั้งเดียว ข้อดีคือทุกโปรแกรมจะได้รับโอกาสที่เท่าเทียมกัน ข้อเสียคือหากโปรแกรมดำเนินการเสร็จสิ้นก่อนที่ส่วนเวลาจะสิ้นสุดลง CPU จะไม่ได้ใช้งานในช่วงเวลาที่เหลือ
Response ratio scheduling - อัตราส่วนการตอบสนองถูกกำหนดเป็น
$$\frac{Elapsed \: Time}{Execution \: time \: received}$$
งานที่มีเวลาตอบสนองสั้นกว่าจะได้รับลำดับความสำคัญสูงกว่า ดังนั้นโปรแกรมขนาดใหญ่อาจต้องรอแม้ว่าจะมีการร้องขอก่อนหน้านี้กว่าโปรแกรมที่สั้นกว่าก็ตาม ซึ่งจะช่วยเพิ่มทรูพุตของ CPU
การจัดกำหนดการแบบไม่ไว้ก่อน
ในการจัดกำหนดการประเภทนี้การตัดสินใจจัดกำหนดการงานจะดำเนินการหลังจากงานปัจจุบันเสร็จสิ้นเท่านั้น งานจะไม่ถูกขัดจังหวะเพื่อให้ความสำคัญกับงานที่มีลำดับความสำคัญสูงกว่า เทคนิคการจัดตารางเวลาที่ใช้การจัดกำหนดการแบบไม่มีการป้องกันล่วงหน้า ได้แก่ -
First come first serve scheduling - นี่เป็นเทคนิคที่ง่ายที่สุดที่โปรแกรมแรกในการส่งคำขอจะเสร็จสมบูรณ์ก่อน
Shortest job next scheduling - นี่คืองานที่ต้องใช้เวลาน้อยที่สุดในการดำเนินการต่อไป
Deadline scheduling - งานที่มีกำหนดส่งเร็วที่สุดจะถูกกำหนดให้ดำเนินการต่อไป
การจัดการหน่วยความจำ
เรียกว่ากระบวนการควบคุมหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และใช้เทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวม memory management. พื้นที่หน่วยความจำมีความสำคัญมากในสภาพแวดล้อมการประมวลผลสมัยใหม่ดังนั้นการจัดการหน่วยความจำจึงเป็นบทบาทสำคัญของระบบปฏิบัติการ
ดังที่คุณทราบคอมพิวเตอร์มีหน่วยความจำสองประเภท - primary และ secondary. หน่วยความจำหลักคือfast but expensive และหน่วยความจำรองคือ cheap but slower. ระบบปฏิบัติการต้องสร้างสมดุลระหว่างทั้งสองระบบเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของระบบจะไม่ได้รับผลกระทบเนื่องจากหน่วยความจำหลักน้อยลงมากหรือต้นทุนของระบบจะไม่เพิ่มขึ้นเนื่องจากหน่วยความจำหลักมากเกินไป
ข้อมูลอินพุตและเอาต์พุตคำแนะนำสำหรับผู้ใช้และข้อมูลระหว่างการทำงานของโปรแกรมจำเป็นต้องได้รับการจัดเก็บเข้าถึงและเรียกใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อประสิทธิภาพของระบบที่สูง เมื่อยอมรับคำขอโปรแกรมแล้ว OS จะจัดสรรพื้นที่จัดเก็บหลักและรองตามความต้องการ เมื่อดำเนินการเสร็จสิ้นพื้นที่หน่วยความจำที่จัดสรรให้จะเป็นอิสระ OS ใช้เทคนิคการจัดการพื้นที่เก็บข้อมูลมากมายเพื่อติดตามพื้นที่จัดเก็บทั้งหมดที่จัดสรรหรือว่าง
การจัดสรรพื้นที่จัดเก็บที่ต่อเนื่องกัน
นี่เป็นเทคนิคการจัดสรรพื้นที่จัดเก็บที่ง่ายที่สุดซึ่งกำหนดตำแหน่งหน่วยความจำที่อยู่ติดกันให้กับแต่ละโปรแกรม ระบบปฏิบัติการต้องประมาณจำนวนหน่วยความจำที่จำเป็นสำหรับกระบวนการทั้งหมดก่อนการจัดสรร
การจัดสรรพื้นที่จัดเก็บที่ไม่ติดกัน
ตามชื่อที่แนะนำโปรแกรมและข้อมูลที่เกี่ยวข้องไม่จำเป็นต้องเก็บไว้ในตำแหน่งที่ติดกัน โปรแกรมแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่เล็กกว่าและแต่ละองค์ประกอบจะถูกเก็บไว้ในตำแหน่งที่แยกจากกัน ตารางจะเก็บบันทึกว่าแต่ละองค์ประกอบของโปรแกรมถูกเก็บไว้ที่ใด เมื่อโปรเซสเซอร์ต้องการเข้าถึงส่วนประกอบใด ๆ OS จะให้การเข้าถึงโดยใช้ตารางการจัดสรรนี้
ในสถานการณ์จริงพื้นที่หน่วยความจำหลักอาจไม่เพียงพอที่จะจัดเก็บทั้งโปรแกรม ในกรณีนี้ระบบปฏิบัติการจะช่วยVirtual Storageเทคนิคที่โปรแกรมถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำรอง แต่ดูเหมือนจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก สิ่งนี้ทำให้เกิดการหน่วงเวลาเล็กน้อยในการเข้าถึงส่วนประกอบของโปรแกรม มีสองวิธีในการจัดเก็บเสมือน -
Program paging - โปรแกรมแบ่งออกเป็นขนาดคงที่ pageและเก็บไว้ในหน่วยความจำรอง หน้าจะได้รับlogical address or virtual addressจาก 0 ถึง n กpage table แมปโลจิคัลแอดเดรสกับฟิสิคัลแอดเดรสซึ่งใช้เพื่อดึงเพจเมื่อต้องการ
Program segmentation - โปรแกรมแบ่งออกเป็นหน่วยตรรกะที่เรียกว่า segmentsกำหนดที่อยู่ตรรกะตั้งแต่ 0 ถึง n และเก็บไว้ในหน่วยความจำรอง กsegment table ใช้เพื่อโหลดเซ็กเมนต์จากหน่วยความจำรองไปยังหน่วยความจำหลัก
โดยทั่วไประบบปฏิบัติการจะใช้การแบ่งส่วนหน้าและโปรแกรมร่วมกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานหน่วยความจำ กลุ่มโปรแกรมขนาดใหญ่อาจถูกแบ่งออกเป็นเพจหรือมากกว่าหนึ่งเซ็กเมนต์เล็ก ๆ อาจถูกจัดเก็บเป็นเพจเดียว
การจัดการไฟล์
ข้อมูลและสารสนเทศถูกจัดเก็บในคอมพิวเตอร์ในรูปแบบของไฟล์ การจัดการระบบไฟล์เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเก็บรักษาข้อมูลได้อย่างปลอดภัยและถูกต้องเป็นหน้าที่ที่สำคัญของระบบปฏิบัติการ การจัดการระบบไฟล์โดย OS เรียกว่าfile management. จำเป็นต้องมีการจัดการไฟล์เพื่อจัดเตรียมเครื่องมือสำหรับกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับไฟล์เหล่านี้ -
- การสร้างไฟล์ใหม่สำหรับจัดเก็บข้อมูล
- Updating
- Sharing
- การรักษาความปลอดภัยข้อมูลผ่านรหัสผ่านและการเข้ารหัส
- การกู้คืนในกรณีที่ระบบล้มเหลว
การจัดการอุปกรณ์
กระบวนการของการใช้งานการใช้งานและการบำรุงรักษาอุปกรณ์ตามระบบปฏิบัติการเรียกว่า device management. ระบบปฏิบัติการใช้ซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้ที่เรียกว่าdevice driver เป็นส่วนต่อประสานกับอุปกรณ์
เมื่อหลายกระบวนการเข้าถึงอุปกรณ์หรือร้องขอการเข้าถึงอุปกรณ์ระบบปฏิบัติการจะจัดการอุปกรณ์ในลักษณะที่แชร์อุปกรณ์ระหว่างกระบวนการทั้งหมดอย่างมีประสิทธิภาพ ประมวลผลการเข้าถึงอุปกรณ์ผ่านsystem call interfaceอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมที่มีให้โดย OS
เนื่องจากคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาในช่วงหลายปีที่ผ่านมาจึงมีการใช้งานในหลายสาขา เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นซอฟต์แวร์ที่ปรับแต่งเองได้ท่วมตลาดมากขึ้น เนื่องจากซอฟต์แวร์ทุกตัวต้องการระบบปฏิบัติการในการทำงานระบบปฏิบัติการก็มีการพัฒนาในช่วงหลายปีเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นในด้านเทคนิคและความสามารถ ในที่นี้เราจะพูดถึงระบบปฏิบัติการทั่วไปบางประเภทตามเทคนิคการทำงานและระบบปฏิบัติการที่นิยมใช้เช่นกัน
GUI OS
GUI เป็นคำย่อของอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิก ระบบปฏิบัติการที่นำเสนออินเทอร์เฟซที่ประกอบด้วยกราฟิกและไอคอนเรียกว่าไฟล์GUI OS. GUI OS ใช้งานง่ายมากเนื่องจากผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องจำคำสั่งเพื่อให้แต่ละงานสำเร็จ ตัวอย่าง GUI OS ได้แก่ Windows, macOS, Ubuntu และอื่น ๆ
ระบบปฏิบัติการแบ่งปันเวลา
เรียกว่าระบบปฏิบัติการที่จัดกำหนดการงานสำหรับการใช้โปรเซสเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ time sharing OS. การแบ่งปันเวลาหรือmultitaskingถูกใช้โดยระบบปฏิบัติการเมื่อผู้ใช้หลายคนที่อยู่ในเทอร์มินัลต่างกันต้องใช้เวลาประมวลผลเพื่อทำงานให้เสร็จ เทคนิคการจัดตารางเวลามากมายเช่นการจัดตารางเวลาแบบ Round Robin และการจัดกำหนดการงานถัดไปที่สั้นที่สุดจะถูกใช้โดยระบบปฏิบัติการแบบแบ่งเวลา
ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์
ระบบปฏิบัติการที่รับประกันว่าจะประมวลผลเหตุการณ์สดหรือข้อมูลและส่งมอบผลลัพธ์ภายในช่วงเวลาที่กำหนดเรียกว่า a real time OS. อาจเป็นงานเดี่ยวหรือมัลติทาสกิ้ง
ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย
ระบบปฏิบัติการที่จัดการคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง แต่นำเสนออินเทอร์เฟซของคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวให้กับผู้ใช้เรียกว่า distributed OS. จำเป็นต้องใช้ระบบปฏิบัติการประเภทนี้เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการคำนวณและต้องใช้ระบบอื่น ๆ การโต้ตอบของผู้ใช้ถูก จำกัด ไว้ที่ระบบเดียว เป็นระบบปฏิบัติการที่กระจายงานไปยังหลาย ๆ ระบบจากนั้นจึงนำเสนอผลลัพธ์ที่รวมไว้ราวกับว่าคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งทำงานกับปัญหาในมือ
ระบบปฏิบัติการยอดนิยม
คอมพิวเตอร์ในยุคแรกไม่มีระบบปฏิบัติการ ทุกโปรแกรมจำเป็นต้องมีข้อมูลจำเพาะฮาร์ดแวร์เต็มรูปแบบเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องเนื่องจากตัวประมวลผลหน่วยความจำและการจัดการอุปกรณ์จะต้องดำเนินการโดยโปรแกรมเอง อย่างไรก็ตามเนื่องจากฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนและโปรแกรมแอพพลิเคชั่นที่ซับซ้อนมากขึ้นได้รับการพัฒนาระบบปฏิบัติการจึงมีความจำเป็น เนื่องจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเป็นที่นิยมในหมู่บุคคลทั่วไปและธุรกิจขนาดเล็กความต้องการระบบปฏิบัติการมาตรฐานจึงเพิ่มขึ้น ให้เราดูระบบปฏิบัติการยอดนิยมในปัจจุบัน -
Windows - Windows เป็นระบบปฏิบัติการ GUI ที่พัฒนาโดย Microsoft ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2528 Windows เวอร์ชันล่าสุดคือ Windows 10 Windows ถูกใช้โดยพีซีและแล็ปท็อปเกือบ 88% ทั่วโลก
Linux- ลินุกซ์เป็นระบบปฏิบัติการโอเพ่นซอร์สที่ส่วนใหญ่ใช้โดยเมนเฟรมซูเปอร์คอมพิวเตอร์ การเป็นโอเพ่นซอร์สหมายความว่าโค้ดของมันสามารถใช้ได้ฟรีและทุกคนสามารถพัฒนาระบบปฏิบัติการใหม่โดยใช้มันได้
BOSS- Bharat Operating System Solutions เป็นการกระจาย Linux ของอินเดียโดยใช้ Debian ซึ่งเป็น OS เป็นภาษาท้องถิ่นเพื่อให้สามารถใช้ภาษาอินเดียท้องถิ่นได้ BOSS ประกอบด้วย -
- เคอร์เนลลินุกซ์
- ชุดโปรแกรม Office BharteeyaOO
- เว็บเบราว์เซอร์
- บริการอีเมล Thunderbird
- โปรแกรมแชท Pidgim
- แอปพลิเคชั่นแชร์ไฟล์
- แอปพลิเคชั่นมัลติมีเดีย
ระบบปฏิบัติการมือถือ
ระบบปฏิบัติการสำหรับสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและอุปกรณ์เคลื่อนที่อื่น ๆ เรียกว่า mobile OS. ระบบปฏิบัติการยอดนิยมสำหรับอุปกรณ์พกพา ได้แก่ mobile
Android- ระบบปฏิบัติการที่ใช้ Linux โดย Google นี้เป็นระบบปฏิบัติการมือถือที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน เกือบ 85% ของอุปกรณ์พกพาใช้งาน
Windows Phone 7 - เป็นระบบปฏิบัติการมือถือล่าสุดที่พัฒนาโดย Microsoft
Apple iOS - ระบบปฏิบัติการมือถือนี้เป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนาโดย Apple สำหรับอุปกรณ์มือถือของตัวเองโดยเฉพาะเช่น iPhone, iPad เป็นต้น
Blackberry OS - นี่คือระบบปฏิบัติการที่ใช้โดยอุปกรณ์มือถือ blackberry ทั้งหมดเช่นสมาร์ทโฟนและเพลย์บุ๊ค
ซอฟต์แวร์แอพพลิเคชั่นที่ช่วย OS ในการทำงานพิเศษบางอย่างเรียกว่าซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้ ให้เราดูซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้ยอดนิยมบางส่วน
แอนติไวรัส
ไวรัสสามารถกำหนดได้ว่าเป็นโปรแกรมที่เป็นอันตรายซึ่งติดอยู่กับโปรแกรมโฮสต์และสร้างสำเนาของตัวเองหลายชุดทำให้ช้าลงทำให้เสียหายหรือทำลายระบบ ซอฟต์แวร์ที่ช่วยระบบปฏิบัติการในการจัดหาสภาพแวดล้อมที่ปราศจากไวรัสให้กับผู้ใช้เรียกว่าantivirus. โปรแกรมป้องกันไวรัสจะสแกนระบบเพื่อหาไวรัสและหากตรวจพบให้กำจัดออกโดยการลบหรือแยกออก สามารถตรวจจับไวรัสได้หลายประเภทเช่นboot virus, Trojan, worm, spywareฯลฯ
เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลภายนอกเช่นไดรฟ์ USB เข้ากับระบบซอฟต์แวร์ป้องกันไวรัสจะสแกนและแจ้งเตือนหากตรวจพบไวรัส คุณสามารถตั้งค่าระบบของคุณสำหรับการสแกนเป็นระยะหรือสแกนเมื่อใดก็ตามที่คุณรู้สึกว่าต้องการ แนะนำให้ใช้ทั้งสองเทคนิคร่วมกันเพื่อให้ระบบของคุณปลอดไวรัส
เครื่องมือจัดการไฟล์
ดังที่คุณทราบการจัดการไฟล์เป็นหน้าที่สำคัญของระบบปฏิบัติการเนื่องจากข้อมูลและคำสั่งทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ในรูปแบบไฟล์ ซอฟต์แวร์ยูทิลิตี้ที่ให้งานการจัดการไฟล์ตามปกติเช่นเรียกดูค้นหาอัปเดตดูตัวอย่าง ฯลฯ เรียกว่าเครื่องมือจัดการไฟล์Windows Explorer ใน Windows OS Google desktop, Directory Opus, Double Commanderฯลฯ เป็นตัวอย่างของเครื่องมือดังกล่าว
เครื่องมือบีบอัด
พื้นที่จัดเก็บเป็นระดับพรีเมียมเสมอในระบบคอมพิวเตอร์ ดังนั้นระบบปฏิบัติการจึงมักมองหาวิธีลดพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ไฟล์ใช้Compression tools เป็นยูทิลิตี้ที่ช่วยระบบปฏิบัติการในการย่อไฟล์เพื่อให้ใช้พื้นที่น้อยลง หลังจากไฟล์บีบอัดถูกจัดเก็บในรูปแบบอื่นและไม่สามารถอ่านหรือแก้ไขได้โดยตรง ต้องไม่มีการบีบอัดก่อนจึงจะสามารถเข้าถึงได้เพื่อใช้งานต่อไป เครื่องมือบีบอัดยอดนิยมบางประเภท ได้แก่WinRAR, PeaZip, The Unarchiverฯลฯ
การล้างข้อมูลบนดิสก์
เครื่องมือล้างข้อมูลบนดิสก์ช่วยผู้ใช้ในการเพิ่มพื้นที่ว่างในดิสก์ ซอฟต์แวร์จะสแกนฮาร์ดดิสก์เพื่อค้นหาไฟล์ที่ไม่ได้ใช้งานอีกต่อไปและเพิ่มพื้นที่ว่างโดยการลบออก
ตัวจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
ตัวจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์คือไฟล์ disk management utility ที่เพิ่มความเร็วในการเข้าถึงไฟล์โดยการจัดเรียงใหม่ fragmented files บน contiguous locations. ไฟล์ขนาดใหญ่ถูกแบ่งออกเป็นส่วนย่อยและอาจเป็นร้านค้าในnon-contiguousสถานที่หากไม่มีสถานที่ที่อยู่ติดกัน เมื่อผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ดังกล่าวความเร็วในการเข้าถึงจะช้าเนื่องจากการแยกส่วน ยูทิลิตี้ตัวจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์จะสแกนฮาร์ดดิสก์และพยายามรวบรวมชิ้นส่วนไฟล์เพื่อให้เก็บไว้ในตำแหน่งที่ติดกัน
การสำรองข้อมูล
ยูทิลิตี้สำรองช่วยให้สามารถสำรองไฟล์โฟลเดอร์ฐานข้อมูลหรือดิสก์ทั้งหมดได้ มีการสำรองข้อมูลเพื่อให้สามารถกู้คืนข้อมูลได้ในกรณีที่ข้อมูลสูญหาย การสำรองข้อมูลเป็นบริการที่จัดทำโดยระบบปฏิบัติการทั้งหมด ในการสำรองข้อมูลระบบสแตนด์อะโลนอาจใช้ไดรฟ์เดียวกันหรือต่างกัน ในกรณีของการสำรองข้อมูลระบบเครือข่ายอาจทำได้บนเซิร์ฟเวอร์สำรอง
ซอฟต์แวร์ที่มีไฟล์ source code มีการแจกจ่ายอย่างเสรีโดยมีใบอนุญาตในการศึกษาเปลี่ยนแปลงและแจกจ่ายให้กับทุกคนเพื่อวัตถุประสงค์ใด ๆ เรียกว่า open source software. โดยทั่วไปซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สเป็นความพยายามของทีมที่โปรแกรมเมอร์เฉพาะด้านปรับปรุงซอร์สโค้ดและแบ่งปันการเปลี่ยนแปลงภายในชุมชน ซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สมอบข้อได้เปรียบเหล่านี้ให้กับผู้ใช้เนื่องจากชุมชนที่เจริญรุ่งเรือง -
- Security
- Affordability
- Transparent
- ทำงานร่วมกันได้บนหลายแพลตฟอร์ม
- ยืดหยุ่นเนื่องจากการปรับแต่ง
- สามารถแปลเป็นภาษาท้องถิ่นได้
ฟรีแวร์
ซอฟต์แวร์ที่พร้อมใช้งานฟรีสำหรับการใช้งานและการแจกจ่าย แต่ไม่สามารถแก้ไขได้เนื่องจากไม่มีการเรียกซอร์สโค้ด freeware. ตัวอย่างของฟรีแวร์ ได้แก่ Google Chrome, Adobe Acrobat PDF Reader, Skype เป็นต้น
Shareware
ซอฟต์แวร์ที่ให้บริการฟรีในตอนแรกและสามารถแจกจ่ายให้กับผู้อื่นได้เช่นกัน แต่จะต้องชำระเงินหลังจากระยะเวลาที่กำหนดเรียกว่า shareware. ซอร์สโค้ดยังไม่พร้อมใช้งานดังนั้นจึงไม่สามารถแก้ไขได้
ซอฟต์แวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์
ซอฟต์แวร์ที่สามารถใช้ได้โดยได้รับใบอนุญาตจากผู้พัฒนาหลังจากชำระเงินแล้วเท่านั้น proprietary software. บุคคลหรือ บริษัท สามารถเป็นเจ้าของซอฟต์แวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ดังกล่าวได้ ซอร์สโค้ดมักถูกปกป้องอย่างใกล้ชิดเป็นความลับและอาจมีข้อ จำกัด ที่สำคัญเช่น -
- ไม่มีการแจกจ่ายต่อไป
- จำนวนผู้ใช้ที่สามารถใช้ได้
- ประเภทของคอมพิวเตอร์ที่สามารถติดตั้งได้เช่นมัลติทาสกิ้งหรือผู้ใช้คนเดียวเป็นต้น
ตัวอย่างเช่น, Microsoft Windows เป็นซอฟต์แวร์ปฏิบัติการที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งมีหลายรุ่นสำหรับไคลเอนต์ประเภทต่างๆเช่นผู้ใช้คนเดียวผู้ใช้หลายคนมืออาชีพ ฯลฯ
ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันที่ช่วยผู้ใช้ในงานสำนักงานปกติเช่นการสร้างอัปเดตและดูแลเอกสารการจัดการข้อมูลจำนวนมากการสร้างงานนำเสนอการจัดตารางเวลา ฯลฯ เรียกว่าเครื่องมือสำนักงาน การใช้เครื่องมือสำนักงานช่วยประหยัดเวลาและความพยายามและสามารถทำงานซ้ำ ๆ ได้อย่างง่ายดาย ซอฟต์แวร์บางตัวที่ทำเช่นนี้คือ -
- โปรเซสเซอร์ Word
- Spreadsheets
- ระบบฐานข้อมูล
- ซอฟต์แวร์นำเสนอ
- เครื่องมืออีเมล
ให้เราดูรายละเอียดบางส่วนเหล่านี้
โปรแกรมประมวลผลคำ
ซอฟต์แวร์สำหรับสร้างจัดเก็บและจัดการเอกสารข้อความเรียกว่าโปรแกรมประมวลผลคำ โปรแกรมประมวลผลคำทั่วไปบางตัว ได้แก่ MS-Word, WordPad, WordPerfect, Google docs เป็นต้น
โปรแกรมประมวลผลคำช่วยให้คุณ -
- สร้างบันทึกและแก้ไขเอกสาร
- จัดรูปแบบคุณสมบัติข้อความเช่นแบบอักษรการจัดตำแหน่งสีแบบอักษรสีพื้นหลัง ฯลฯ
- ตรวจสอบการสะกดและไวยากรณ์
- เพิ่มรูปภาพ
- เพิ่มส่วนหัวและส่วนท้ายกำหนดระยะขอบหน้าและแทรกลายน้ำ
สเปรดชีต
สเปรดชีตเป็นซอฟต์แวร์ที่ช่วยผู้ใช้ในการประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลแบบตาราง เป็นเครื่องมือบัญชีคอมพิวเตอร์ ข้อมูลจะถูกป้อนในไฟล์cell (จุดตัดของ row และก column) และสูตรและฟังก์ชันในการประมวลผลกลุ่มเซลล์สามารถใช้ได้อย่างง่ายดาย ซอฟต์แวร์สเปรดชีตยอดนิยมบางรายการ ได้แก่ MS-Excel, Gnumeric, Google Sheets เป็นต้นนี่คือรายการกิจกรรมที่สามารถทำได้ภายในซอฟต์แวร์สเปรดชีต -
- การคำนวณอย่างง่ายเช่นการบวกค่าเฉลี่ยการนับเป็นต้น
- การเตรียมแผนภูมิและกราฟในกลุ่มข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
- การป้อนข้อมูล
- การจัดรูปแบบข้อมูล
- การจัดรูปแบบเซลล์
- การคำนวณตามการเปรียบเทียบเชิงตรรกะ
เครื่องมือการนำเสนอ
Presentation tool ช่วยให้ผู้ใช้สามารถแสดงข้อมูลที่แยกย่อยออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ และจัดเรียงบนหน้าที่เรียกว่า slides. ชุดสไลด์ที่นำเสนอแนวคิดที่สอดคล้องกันต่อผู้ชมเรียกว่าไฟล์presentation. สไลด์อาจมีข้อความรูปภาพตารางเสียงวิดีโอหรือข้อมูลมัลติมีเดียอื่น ๆ ที่จัดเรียงไว้ MS-PowerPoint, OpenOffice Impress, Lotus Freelance ฯลฯ เป็นเครื่องมือการนำเสนอยอดนิยม
ระบบจัดการฐานข้อมูล
ซอฟต์แวร์ที่จัดการ storage, updating และ retrieval ของข้อมูลโดยการสร้างฐานข้อมูลเรียกว่า database management system. เครื่องมือจัดการฐานข้อมูลยอดนิยม ได้แก่ MS-Access, MySQL, Oracle, FoxPro เป็นต้น
ขึ้นอยู่กับการใช้งานซอฟต์แวร์อาจเป็น generic หรือ specific. Generic softwareเป็นซอฟต์แวร์ที่สามารถทำงานหลายอย่างในสถานการณ์ต่างๆได้โดยไม่ต้องแก้ไข ตัวอย่างเช่นทุกคนสามารถใช้ซอฟต์แวร์ประมวลผลคำเพื่อสร้างเอกสารประเภทต่างๆเช่นรายงานสมุดปกขาวสื่อการฝึกอบรม ฯลฯSpecific ซอฟต์แวร์เป็นซอฟต์แวร์สำหรับแอปพลิเคชั่นเฉพาะเช่นระบบจองรถไฟการพยากรณ์อากาศ ฯลฯ ให้เราดูตัวอย่างเครื่องมือเฉพาะโดเมน
ระบบบริหารจัดการโรงเรียน
ระบบการจัดการโรงเรียนจัดการกิจกรรมที่หลากหลายของโรงเรียนเช่นการสอบการเข้าเรียนการรับเข้าเรียนค่าธรรมเนียมของนักเรียนตารางเวลาการฝึกอบรมครู ฯลฯ
การจัดการสินค้าคงคลัง
การจัดการกิจกรรมหลายอย่างเช่นการซื้อการขายการสั่งซื้อการจัดส่งการบำรุงรักษาสต็อก ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องกับสินค้าดิบหรือแปรรูปในธุรกิจใด ๆ เรียกว่าการจัดการสินค้าคงคลัง ซอฟต์แวร์การจัดการสินค้าคงคลังช่วยให้มั่นใจได้ว่าสต็อกจะไม่ต่ำกว่าขีด จำกัด ที่กำหนดและการซื้อ / การส่งมอบจะเสร็จสิ้นทันเวลา
ซอฟต์แวร์บัญชีเงินเดือน
ซอฟต์แวร์บัญชีเงินเดือนจะจัดการการคำนวณเงินเดือนของพนักงานอย่างสมบูรณ์การดูแลการลางานโบนัสเงินกู้ ฯลฯ โดยปกติซอฟต์แวร์บัญชีเงินเดือนจะเป็นส่วนประกอบหนึ่งของซอฟต์แวร์การจัดการทรัพยากรบุคคล (ทรัพยากรบุคคล) ในองค์กรขนาดกลางไปจนถึงองค์กรขนาดใหญ่
บัญชีการเงิน
ซอฟต์แวร์การจัดการทางการเงินจะเก็บบันทึกธุรกรรมทางการเงินทั้งหมดขององค์กรไว้ในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ มีหัวการทำงานมากมายเช่นลูกหนี้บัญชีเจ้าหนี้เงินกู้เงินเดือน ฯลฯ
การจัดการร้านอาหาร
ซอฟต์แวร์การจัดการร้านอาหารช่วยผู้จัดการร้านอาหารในการติดตามระดับสินค้าคงคลังคำสั่งซื้อประจำวันการจัดการลูกค้าการจัดตารางเวลาของพนักงานการจองโต๊ะ ฯลฯ
ระบบจองรถไฟ
ระบบจองรถไฟเป็นซอฟต์แวร์ที่จัดการกับโมดูลต่างๆเช่นเส้นทางรถไฟการจัดการรถไฟการจองที่นั่งการจองอาหารการบำรุงรักษารถไฟสถานะรถไฟแพ็คเกจการเดินทาง ฯลฯ
ระบบพยากรณ์อากาศ
ระบบพยากรณ์อากาศเป็นซอฟต์แวร์แบบเรียลไทม์ที่ทำนายสภาพอากาศของสถานที่โดยการรวบรวมข้อมูลสดจำนวนมากเกี่ยวกับอุณหภูมิบรรยากาศความชื้นระดับลม ฯลฯ ใช้ในการทำนายภัยพิบัติที่สำคัญเช่นแผ่นดินไหวเฮอริเคนสึนามิ ฯลฯ
เรียกว่าเทคนิคในการแสดงและทำงานกับตัวเลข number system. Decimal number systemเป็นระบบตัวเลขที่พบบ่อยที่สุด ระบบตัวเลขยอดนิยมอื่น ๆ ได้แก่ binary number system, octal number system, hexadecimal number system, เป็นต้น
ระบบเลขฐานสิบ
ระบบเลขฐานสิบคือก base 10ระบบตัวเลขที่มี 10 หลักตั้งแต่ 0 ถึง 9 ซึ่งหมายความว่าสามารถแสดงปริมาณตัวเลขใด ๆ โดยใช้ 10 หลักเหล่านี้ ระบบเลขฐานสิบยังเป็นpositional value system. ซึ่งหมายความว่าค่าของตัวเลขจะขึ้นอยู่กับตำแหน่ง ให้เราเป็นตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจสิ่งนี้
สมมติว่าเรามีตัวเลข 3 ตัวคือ 734, 971 และ 207 ค่าของ 7 ในตัวเลขทั้งสามต่างกัน
- ใน 734 ค่า 7 คือ 7 ร้อยหรือ 700 หรือ 7 × 100 หรือ 7 × 10 2
- ใน 971 ค่า 7 คือ 7 หมื่นหรือ 70 หรือ 7 × 10 หรือ 7 × 10 1
- ใน 207 ค่า 0f 7 คือ 7 หน่วยหรือ 7 หรือ 7 × 1 หรือ 7 × 10 0
น้ำหนักของแต่ละตำแหน่งสามารถแสดงได้ดังนี้ -
ในระบบดิจิทัลจะให้คำแนะนำผ่านสัญญาณไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงทำได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณ การมีแรงดันไฟฟ้า 10 แบบในการใช้ระบบเลขฐานสิบในอุปกรณ์ดิจิทัลเป็นเรื่องยาก ดังนั้นจึงมีการพัฒนาระบบตัวเลขจำนวนมากที่ง่ายต่อการใช้งานแบบดิจิทัล มาดูรายละเอียดกัน
ระบบเลขฐานสอง
วิธีที่ง่ายที่สุดในการเปลี่ยนคำแนะนำผ่านสัญญาณไฟฟ้าคือระบบสองสถานะ - เปิดและปิด เปิดจะแสดงเป็น 1 และปิดเป็น 0 แม้ว่า 0 จะไม่ใช่สัญญาณจริง แต่เป็นสัญญาณที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า ระบบตัวเลขที่มีเพียงสองหลัก - 0 และ 1 - เรียกว่าbinary number system.
เลขฐานสองแต่ละตัวเรียกอีกอย่างว่า a bit. ระบบเลขฐานสองยังเป็นระบบค่าตำแหน่งซึ่งแต่ละหลักมีค่าที่แสดงเป็นเลขยกกำลัง 2 ดังที่แสดงไว้ที่นี่
ในเลขฐานสองใด ๆ จะเรียกเลขฐานขวาสุด least significant bit (LSB) และเรียกเลขโดดซ้ายสุด most significant bit (MSB).
และการเทียบเท่าทศนิยมของตัวเลขนี้คือผลรวมของผลคูณของแต่ละหลักที่มีค่าตำแหน่ง
11010 2 = 1 × 2 4 + 1 × 2 3 + 0 × 2 2 + 1 × 2 1 + 0 × 2 0
= 16 + 8 + 0 + 2 + 0
= 26 10
หน่วยความจำคอมพิวเตอร์วัดเป็นจำนวนบิตที่เก็บได้ นี่คือแผนภูมิสำหรับการแปลงความจุหน่วยความจำ
- 1 ไบต์ (B) = 8 บิต
- 1 กิโลไบต์ (KB) = 1024 ไบต์
- 1 เมกะไบต์ (MB) = 1024 KB
- 1 กิกะไบต์ (GB) = 1024 MB
- 1 เทราไบต์ (TB) = 1024 GB
- 1 เอ็กซาไบต์ (EB) = 1024 PB
- 1 Zettabyte = 1024 EB
- 1 Yottabyte (YB) = 1024 ZB
ระบบเลขฐานแปด
Octal number system มีแปดหลัก - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 และ 7 ระบบเลขฐานแปดยังเป็นระบบค่าตำแหน่งที่แต่ละหลักมีค่าแสดงเป็นเลขยกกำลัง 8 ดังที่แสดงไว้ที่นี่ -
การเทียบเท่าทศนิยมของเลขฐานแปดใด ๆ คือผลรวมของผลคูณของแต่ละหลักที่มีค่าตำแหน่ง
726 8 = 7 × 8 2 + 2 × 8 1 + 6 × 8 0
= 448 + 16 + 6
= 470 10
ระบบเลขฐานสิบหก
Octal number system มีสัญลักษณ์ 16 ตัว - 0 ถึง 9 และ A ถึง F โดยที่ A เท่ากับ 10, B เท่ากับ 11 เป็นต้นไปจนถึง F ระบบเลขฐานสิบหกยังเป็นระบบค่าตำแหน่งโดยที่แต่ละหลักมีค่าแสดงเป็นเลขยกกำลัง 16 ดังที่แสดงไว้ที่นี่ -
การเทียบเท่าทศนิยมของเลขฐานสิบหกคือผลรวมของผลคูณของแต่ละหลักที่มีค่าตำแหน่ง
27FB 16 = 2 × 16 3 + 7 × 16 2 + 15 × 16 1 + 10 × 16 0
= 8192 + 1792 + 240 +10
= 10234 10
ความสัมพันธ์ของระบบตัวเลข
ตารางต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างระบบเลขฐานสิบฐานสองฐานแปดและเลขฐานสิบหก
HEXADECIMAL | ทศนิยม | OCTAL | ไบนารี่ |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0000 |
1 | 1 | 1 | 0001 |
2 | 2 | 2 | 0010 |
3 | 3 | 3 | 0011 |
4 | 4 | 4 | 0100 |
5 | 5 | 5 | 0101 |
6 | 6 | 6 | 0110 |
7 | 7 | 7 | 0111 |
8 | 8 | 10 | 1,000 |
9 | 9 | 11 | 1001 |
ก | 10 | 12 | 1010 |
ข | 11 | 13 | 1011 |
ค | 12 | 14 | 1100 |
ง | 13 | 15 | 1101 |
จ | 14 | 16 | 1110 |
ฉ | 15 | 17 | 1111 |
ASCII
นอกจากข้อมูลที่เป็นตัวเลขแล้วคอมพิวเตอร์จะต้องสามารถจัดการกับตัวอักษรเครื่องหมายวรรคตอนตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์สัญลักษณ์พิเศษ ฯลฯ ที่เป็นชุดอักขระที่สมบูรณ์ของภาษาอังกฤษได้ ชุดอักขระหรือสัญลักษณ์ที่สมบูรณ์เรียกว่ารหัสตัวอักษรและตัวเลข โดยทั่วไปรหัสตัวอักษรและตัวเลขที่สมบูรณ์ประกอบด้วย -
- อักษรตัวพิมพ์ใหญ่ 26 ตัว
- อักษรตัวพิมพ์เล็ก 26 ตัว
- 10 หลัก
- 7 เครื่องหมายวรรคตอน
- อักขระพิเศษ 20 ถึง 40 ตัว
ตอนนี้คอมพิวเตอร์เข้าใจเฉพาะค่าตัวเลขไม่ว่าจะใช้ระบบตัวเลขใด ดังนั้นอักขระทั้งหมดต้องมีค่าเทียบเท่าตัวเลขที่เรียกว่ารหัสตัวอักษรและตัวเลข รหัสตัวอักษรและตัวเลขที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ American Standard Code for Information Interchange (ASCII) ASCII เป็นรหัส 7 บิตที่มีรหัสที่เป็นไปได้ 128 (27)
ISCII
ISCII ย่อมาจาก Indian Script Code for Information Interchange. IISCII ได้รับการพัฒนาเพื่อรองรับภาษาอินเดียบนคอมพิวเตอร์ ภาษาที่สนับสนุนโดย IISCI ได้แก่ เทวนาครีทมิฬบังลาคุชราตกูรมูคีทมิฬเตลูกู ฯลฯ ส่วนใหญ่ใช้ IISCI โดยหน่วยงานของรัฐและก่อนที่จะสามารถใช้มาตรฐานการเข้ารหัสสากลใหม่ที่เรียกว่าUnicode ได้รับการแนะนำ
Unicode
Unicode เป็นระบบการเข้ารหัสระหว่างประเทศที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับสคริปต์ภาษาต่างๆ อักขระหรือสัญลักษณ์แต่ละตัวได้รับการกำหนดค่าตัวเลขที่ไม่ซ้ำกันโดยส่วนใหญ่อยู่ในกรอบของ ASCII ก่อนหน้านี้แต่ละสคริปต์มีระบบการเข้ารหัสของตัวเองซึ่งอาจขัดแย้งกัน
ในทางตรงกันข้ามนี่คือสิ่งที่ Unicode ตั้งเป้าไว้อย่างเป็นทางการ - Unicode ให้หมายเลขเฉพาะสำหรับทุกอักขระไม่ว่าจะเป็นแพลตฟอร์มใดก็ตามไม่ว่าโปรแกรมจะเป็นภาษาอะไรก็ตาม
ดังที่คุณทราบระบบเลขฐานสิบฐานสองฐานแปดและเลขฐานสิบหกเป็นระบบตัวเลขค่าตำแหน่ง ในการแปลงเลขฐานสองฐานแปดและเลขฐานสิบหกเป็นเลขฐานสิบเราเพียงแค่ต้องเพิ่มผลคูณของแต่ละหลักด้วยค่าตำแหน่ง ที่นี่เราจะเรียนรู้การแปลงอื่น ๆ ในระบบตัวเลขเหล่านี้
ทศนิยมเป็นไบนารี
ตัวเลขฐานสิบสามารถแปลงเป็นเลขฐานสองได้โดยการหารจำนวนซ้ำ ๆ ด้วย 2 ในขณะที่บันทึกส่วนที่เหลือ ลองมาเป็นตัวอย่างเพื่อดูว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
ส่วนที่เหลือจะต้องอ่านจากล่างขึ้นบนเพื่อให้ได้ค่าเทียบเท่าไบนารี
43 10 = 101011 2
ทศนิยมเป็นฐานแปด
ตัวเลขฐานสิบสามารถแปลงเป็นเลขฐานแปดได้โดยการหารจำนวนซ้ำด้วย 8 ในขณะบันทึกส่วนที่เหลือ ลองมาเป็นตัวอย่างเพื่อดูว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
อ่านส่วนที่เหลือจากล่างขึ้นบน
473 10 = 731 8
ทศนิยมเป็นเลขฐานสิบหก
ตัวเลขฐานสิบสามารถแปลงเป็นเลขฐานแปดได้โดยการหารตัวเลขซ้ำ 16 ในขณะบันทึกส่วนที่เหลือ ลองมาเป็นตัวอย่างเพื่อดูว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
การอ่านส่วนที่เหลือจากล่างขึ้นบนที่เราได้รับ
423 10 = 1A7 16
ไบนารีเป็นฐานแปดและในทางกลับกัน
ในการแปลงเลขฐานสองเป็นเลขฐานแปดให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้ -
เริ่มจากบิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดให้สร้างกลุ่มสามบิต
หากมีบิตน้อยกว่าหนึ่งหรือสองบิตในการสร้างกลุ่มสามารถเพิ่ม 0s หลังบิตที่สำคัญที่สุดได้
แปลงแต่ละกลุ่มให้เป็นเลขฐานแปดที่เท่ากัน
ลองมาเป็นตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจนี้
1011001010 12 = 2625 8
ในการแปลงเลขฐานแปดเป็นเลขฐานสองเลขฐานแปดแต่ละตัวจะถูกแปลงเป็นเลขฐานสอง 3 บิตตามตารางนี้
เลขฐานแปด | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
เทียบเท่าไบนารี | 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 |
54673 8 = 101100110111011 2
ไบนารีเป็นเลขฐานสิบหก
ในการแปลงเลขฐานสองเป็นเลขฐานสิบหกให้ทำตามขั้นตอนเหล่านี้ -
เริ่มจากบิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดให้สร้างกลุ่มสี่บิต
หากมีบิตน้อยกว่าหนึ่งหรือสองบิตในการสร้างกลุ่มสามารถเพิ่ม 0s หลังบิตที่สำคัญที่สุดได้
แปลงแต่ละกลุ่มให้เป็นเลขฐานแปดที่เท่ากัน
ลองมาเป็นตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจนี้
10110110101 2 = DB5 16
ในการแปลงเลขฐานแปดเป็นเลขฐานสองเลขฐานแปดแต่ละตัวจะถูกแปลงเป็นเลขฐานสอง 3 บิต
Microprocessorคือสมองของคอมพิวเตอร์ซึ่งทำงานทั้งหมด เป็นโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ที่รวมฟังก์ชั่นทั้งหมดของ CPU (Central Processing Unit) ไว้บน IC ตัวเดียว (วงจรรวม) หรือ IC เพียงไม่กี่ตัว ไมโครโปรเซสเซอร์เปิดตัวครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1970 4004 เป็นไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไปตัวแรกที่ Intel ใช้ในการสร้างคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล การมาถึงของไมโครโปรเซสเซอร์อเนกประสงค์ราคาประหยัดเป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาสังคมสมัยใหม่ในแบบที่มี
เราจะศึกษาลักษณะและส่วนประกอบของไมโครโปรเซสเซอร์โดยละเอียด
ลักษณะของไมโครโปรเซสเซอร์
ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นอุปกรณ์อเนกประสงค์ที่สามารถออกแบบมาสำหรับฟังก์ชันทั่วไปหรือเฉพาะทาง ไมโครโปรเซสเซอร์ของแล็ปท็อปและสมาร์ทโฟนนั้นมีวัตถุประสงค์ทั่วไปในขณะที่ไมโครโปรเซสเซอร์ของแล็ปท็อปและสมาร์ทโฟนนั้นมีวัตถุประสงค์เฉพาะ มีลักษณะบางอย่างที่เหมือนกันกับไมโครโปรเซสเซอร์ทั้งหมด
นี่คือลักษณะการกำหนดที่สำคัญที่สุดของไมโครโปรเซสเซอร์ -
- ความเร็วนาฬิกา
- ชุดคำสั่ง
- ขนาดคำ
ความเร็วนาฬิกา
ไมโครโปรเซสเซอร์ทุกตัวมีไฟล์ internal clockที่ควบคุมความเร็วที่รันคำสั่งและซิงโครไนซ์กับส่วนประกอบอื่น ๆ ความเร็วที่ไมโครโปรเซสเซอร์เรียกใช้คำสั่งเรียกว่าclock speed. ความเร็วสัญญาณนาฬิกาวัดเป็น MHz หรือ GHz โดยที่ 1 MHz หมายถึง 1 ล้านรอบต่อวินาทีในขณะที่ 1 GHz เท่ากับ 1 พันล้านรอบต่อวินาที วงจรในที่นี้หมายถึงวงจรสัญญาณไฟฟ้าเดียว
ปัจจุบันไมโครโปรเซสเซอร์มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาอยู่ในช่วง 3 GHz ซึ่งเป็นค่าสูงสุดที่เทคโนโลยีปัจจุบันสามารถทำได้ ความเร็วที่มากกว่านี้ทำให้เกิดความร้อนเพียงพอที่จะทำให้ชิปเสียหายได้ เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ผู้ผลิตกำลังใช้โปรเซสเซอร์หลายตัวที่ทำงานควบคู่กันบนชิป
ขนาดคำ
จำนวนบิตที่โปรเซสเซอร์สามารถประมวลผลได้ในคำสั่งเดียวเรียกว่า word size. ขนาดของ Word กำหนดจำนวน RAM ที่สามารถเข้าถึงได้ในครั้งเดียวและจำนวนพินทั้งหมดบนไมโครโปรเซสเซอร์ จำนวนขาเข้าและขาออกทั้งหมดในทางกลับกันจะกำหนดสถาปัตยกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์
ไมโครโปรเซสเซอร์เชิงพาณิชย์ตัวแรก Intel 4004 เป็นโปรเซสเซอร์ 4 บิต มีพินอินพุต 4 ขาและขาออก 4 ขา จำนวนพินเอาต์พุตจะเท่ากับจำนวนพินอินพุตเสมอ ปัจจุบันไมโครโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ใช้สถาปัตยกรรม 32 บิตหรือ 64 บิต
ชุดคำสั่ง
คำสั่งที่กำหนดให้กับเครื่องดิจิทัลเพื่อดำเนินการกับข้อมูลส่วนหนึ่งเรียกว่าไฟล์ instruction. ชุดคำสั่งระดับเครื่องพื้นฐานที่ไมโครโปรเซสเซอร์ออกแบบมาเพื่อดำเนินการเรียกว่าinstruction set. คำแนะนำเหล่านี้ดำเนินการประเภทนี้ -
- การถ่ายโอนข้อมูล
- การคำนวณทางคณิตศาสตร์
- การดำเนินการทางตรรกะ
- การควบคุมการไหล
- อินพุต / เอาต์พุตและการควบคุมเครื่อง
ส่วนประกอบไมโครโปรเซสเซอร์
เมื่อเทียบกับไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรกโปรเซสเซอร์ในปัจจุบันมีขนาดเล็กมาก แต่ก็ยังมีชิ้นส่วนพื้นฐานเหล่านี้จากรุ่นแรก -
- CPU
- Bus
- Memory
ซีพียู
ซีพียูถูกประดิษฐ์เป็นวงจรรวมขนาดใหญ่มาก (VLSI) และมีชิ้นส่วนเหล่านี้ -
Instruction register - มันเก็บคำสั่งที่จะดำเนินการ
Decoder - ถอดรหัส (แปลงเป็นภาษาระดับเครื่อง) คำสั่งและส่งไปยัง ALU (Arithmetic Logic Unit)
ALU - มีวงจรที่จำเป็นในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ตรรกะหน่วยความจำรีจิสเตอร์และโปรแกรม
Register- เก็บผลลัพธ์ระดับกลางที่ได้รับระหว่างการประมวลผลโปรแกรม รีจิสเตอร์ใช้เพื่อเก็บผลลัพธ์ดังกล่าวแทนที่จะเป็น RAM เนื่องจากการเข้าถึงรีจิสเตอร์นั้นเร็วกว่าการเข้าถึงแรมเกือบ 10 เท่า
รถบัส
สายเชื่อมต่อที่ใช้เชื่อมต่อชิ้นส่วนภายในของชิปไมโครโปรเซสเซอร์เรียกว่าบัส ไมโครโปรเซสเซอร์มีบัสสามประเภท -
Data Bus- เส้นที่นำข้อมูลเข้าและออกจากหน่วยความจำเรียกว่าบัสข้อมูล เป็นบัสสองทิศทางที่มีความกว้างเท่ากับความยาวคำของไมโครโปรเซสเซอร์
Address Bus - เป็นหน่วยความจำทิศทางเดียวที่รับผิดชอบในการนำแอดเดรสของตำแหน่งหน่วยความจำหรือพอร์ต I / O จาก CPU ไปยังหน่วยความจำหรือพอร์ต I / O
Control Bus - เส้นที่มีสัญญาณควบคุมเช่น clock signals, interrupt signal หรือ ready signalเรียกว่าบัสควบคุม เป็นแบบสองทิศทาง สัญญาณที่บ่งบอกว่าอุปกรณ์พร้อมสำหรับการประมวลผลเรียกว่าready signal. สัญญาณที่บ่งชี้ให้อุปกรณ์ขัดจังหวะกระบวนการเรียกว่าไฟล์interrupt signal.
หน่วยความจำ
ไมโครโปรเซสเซอร์มีหน่วยความจำสองประเภท
RAM- Random Access Memory เป็นหน่วยความจำที่ลบได้ซึ่งจะถูกลบเมื่อปิดเครื่อง ข้อมูลและคำแนะนำทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ใน RAM
ROM- หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวคือหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนซึ่งข้อมูลยังคงอยู่แม้จะปิดเครื่องแล้วก็ตาม ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถอ่านได้ทุกเมื่อที่ต้องการ แต่ไม่สามารถเขียนลงไปได้ มีการตั้งโปรแกรมล่วงหน้าด้วยข้อมูลที่สำคัญที่สุดเช่นลำดับการบูตโดยผู้ผลิต
ไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่เปิดตัวในปี พ.ศ. 2514 เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ 4 บิตพร้อมหน่วยความจำ 4m5KB และมีชุดคำสั่ง 45 ชุด ในช่วง 5 ทศวรรษที่ผ่านมาความเร็วของไมโครโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปีตามคำทำนายของ Gordon Moore ผู้ร่วมก่อตั้ง Intel ไมโครโปรเซสเซอร์ปัจจุบันสามารถเข้าถึงหน่วยความจำ 64 GB ขึ้นอยู่กับความกว้างของไมโครโปรเซสเซอร์ข้อมูลที่สามารถประมวลผลได้พวกมันอยู่ในประเภทเหล่านี้
- 8-bit
- 16-bit
- 32-bit
- 64-bit
ขนาดของชุดคำสั่งถือเป็นอีกหนึ่งข้อพิจารณาที่สำคัญในขณะที่แบ่งประเภทของไมโครโปรเซสเซอร์ ในขั้นต้นไมโครโปรเซสเซอร์มีชุดคำสั่งขนาดเล็กมากเนื่องจากฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนมีราคาแพงและสร้างยาก
เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นเพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้จึงมีการเพิ่มคำสั่งที่ซับซ้อนมากขึ้นเพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทำงานของไมโครโปรเซสเซอร์ อย่างไรก็ตามในไม่ช้าก็ตระหนักว่าการมีชุดคำสั่งขนาดใหญ่นั้นเป็นการต่อต้านเนื่องจากคำสั่งหลาย ๆ คำสั่งที่ไม่ค่อยได้ใช้นั่งอยู่บนพื้นที่หน่วยความจำอันมีค่า ดังนั้นสำนักคิดเก่าที่รองรับชุดคำสั่งขนาดเล็กจึงได้รับความนิยม
ให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์ทั้งสองประเภทตามชุดคำสั่ง
ความเสี่ยง
RISC ย่อมาจาก Reduced Instruction Set Computers. มีชุดคำสั่งขนาดเล็กที่เหมาะสมที่สุด นอกจากนี้ยังมีการใช้คำสั่งที่ซับซ้อนโดยใช้คำสั่งที่ง่ายกว่าโดยลดขนาดของชุดคำสั่ง ปรัชญาการออกแบบสำหรับ RISC ประกอบด้วยประเด็นสำคัญเหล่านี้ -
- จำนวนคำแนะนำควรน้อยที่สุด
- คำแนะนำควรมีความยาวเท่ากัน
- ควรใช้โหมดการกำหนดแอดเดรสอย่างง่าย
- ลดการอ้างอิงหน่วยความจำเพื่อดึงตัวถูกดำเนินการโดยการเพิ่มรีจิสเตอร์
เทคนิคบางอย่างที่ใช้โดยสถาปัตยกรรม RISC ได้แก่ -
Pipelining- มีการดึงลำดับของคำสั่งแม้ว่าจะหมายถึงการทับซ้อนกันของคำสั่งในการดึงข้อมูลและการดำเนินการ
Single cycle execution - คำสั่ง RISC ส่วนใหญ่ใช้รอบ CPU หนึ่งรอบในการดำเนินการ
ตัวอย่างของโปรเซสเซอร์ RISC ได้แก่ Intel P6, Pentium4, AMD K6 และ K7 เป็นต้น
CISC
CISC ย่อมาจาก Complex Instruction Set Computers. รองรับหลายร้อยคำสั่ง คอมพิวเตอร์ที่รองรับ CISC สามารถทำงานได้หลากหลายทำให้เหมาะสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล นี่คือลักษณะบางประการของสถาปัตยกรรม CISC -
- ชุดคำสั่งที่ใหญ่ขึ้น
- คำแนะนำมีความยาวผันแปรได้
- โหมดการกำหนดแอดเดรสที่ซับซ้อน
- คำแนะนำใช้เวลามากกว่าหนึ่งรอบนาฬิกา
- ทำงานได้ดีกับคอมไพเลอร์ที่เรียบง่ายกว่า
ตัวอย่างของโปรเซสเซอร์ CISC ได้แก่ Intel 386 & 486, Pentium, Pentium II และ III, Motorola 68000 เป็นต้น
มหากาพย์
EPIC ย่อมาจาก Explicitly Parallel Instruction Computing. เป็นสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ที่ผสมผสานระหว่าง RISC และ CISC โดยพยายามมอบสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองอย่าง คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ -
- คำแนะนำแบบขนานแทนที่จะเป็นความกว้างคงที่
- กลไกในแผนการดำเนินการของคอมไพเลอร์การสื่อสารไปยังฮาร์ดแวร์
- โปรแกรมต้องมีความหมายตามลำดับ
โปรเซสเซอร์ EPIC บางตัว ได้แก่ Intel IA-64, Itanium เป็นต้น
ต้องใช้หน่วยความจำในคอมพิวเตอร์เพื่อจัดเก็บข้อมูลและคำแนะนำ หน่วยความจำถูกจัดระเบียบทางกายภาพเป็นเซลล์จำนวนมากที่สามารถจัดเก็บได้ทีละบิต ในทางตรรกะพวกมันถูกจัดเป็นกลุ่มของบิตที่เรียกว่าwordsที่ได้รับมอบหมายที่อยู่ ข้อมูลและคำแนะนำสามารถเข้าถึงได้จากสิ่งเหล่านี้memory address. ความเร็วในการเข้าถึงที่อยู่หน่วยความจำเหล่านี้จะกำหนดต้นทุนของหน่วยความจำ ความเร็วหน่วยความจำเร็วขึ้นราคาสูงขึ้น
หน่วยความจำคอมพิวเตอร์สามารถกล่าวได้ว่ามีการจัดระเบียบตามลำดับชั้นโดยหน่วยความจำที่มีความเร็วในการเข้าถึงเร็วที่สุดและต้นทุนสูงสุดจะอยู่ที่ด้านบนในขณะที่หน่วยความจำที่มีความเร็วต่ำที่สุดและด้วยเหตุนี้ต้นทุนต่ำที่สุดจะอยู่ที่ด้านล่าง ตามเกณฑ์นี้หน่วยความจำมีสองประเภท -primary และ secondary. เราจะดูหน่วยความจำหลักโดยละเอียดที่นี่
คุณสมบัติหลักของหน่วยความจำหลักซึ่งแตกต่างจากหน่วยความจำรองคือ -
- เข้าถึงได้โดยตรงโดยโปรเซสเซอร์
- เป็นหน่วยความจำที่เร็วที่สุด
- แต่ละคำจะถูกเก็บไว้เช่นเดียวกับ
- มีความผันผวนกล่าวคือเนื้อหาจะสูญหายไปเมื่อปิดเครื่อง
เนื่องจากหน่วยความจำหลักมีราคาแพงเทคโนโลยีจึงได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน หน่วยความจำหลักประเภทนี้มีอยู่มากมาย
แกะ
RAM ย่อมาจาก Random Access Memory. โปรเซสเซอร์เข้าถึงที่อยู่หน่วยความจำทั้งหมดโดยตรงโดยไม่คำนึงถึงความยาวของคำทำให้การจัดเก็บและการเรียกค้นทำได้อย่างรวดเร็ว RAM เป็นหน่วยความจำที่เร็วที่สุดและมีราคาแพงที่สุด ปัจจัยทั้งสองนี้บ่งบอกว่า RAM มีให้ในปริมาณที่น้อยมากถึง 1GB RAM มีความผันผวน แต่ของฉันเป็นสองประเภทนี้
DRAM (ไดนามิกแรม)
เซลล์หน่วยความจำแต่ละเซลล์ใน DRAM ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวและตัวเก็บประจุหนึ่งตัวซึ่งเก็บข้อมูลหนึ่งบิต อย่างไรก็ตามเซลล์นี้เริ่มสูญเสียประจุและด้วยเหตุนี้ข้อมูลจึงถูกจัดเก็บไว้ในเวลาไม่ถึงหนึ่งในพันของวินาที ดังนั้นจึงต้องมีการรีเฟรชพันครั้งต่อวินาทีซึ่งต้องใช้เวลาโปรเซสเซอร์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากแต่ละเซลล์มีขนาดเล็ก DRAM หนึ่งตัวสามารถมีเซลล์จำนวนมากได้ หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลส่วนใหญ่ทำจาก DRAM
SRAM (SRAM)
เซลล์แต่ละเซลล์ใน SRAM ทำจากฟลิปฟล็อปที่เก็บหนึ่งบิต มันจะยังคงอยู่จนกว่าแหล่งจ่ายไฟจะเปิดอยู่และไม่จำเป็นต้องรีเฟรชเหมือน DRAM นอกจากนี้ยังมีรอบการอ่าน - เขียนที่สั้นกว่าเมื่อเทียบกับ DRAM SRAM ใช้ในแอปพลิเคชันเฉพาะ
รอม
ROM ย่อมาจาก Read Only Memory. ตามชื่อที่แนะนำโปรเซสเซอร์สามารถอ่าน ROM ได้เท่านั้น ไม่สามารถเขียนข้อมูลใหม่ลงใน ROM ได้ ข้อมูลที่จะจัดเก็บลงใน ROM จะถูกเขียนขึ้นในระหว่างขั้นตอนการผลิตเอง ประกอบด้วยข้อมูลที่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงเช่นลำดับการบูตของคอมพิวเตอร์หรือตารางอัลกอริทึมสำหรับแอปพลิเคชันทางคณิตศาสตร์ ROM ช้ากว่าและถูกกว่า RAM มันยังคงรักษาข้อมูลไว้แม้ในขณะที่ปิดเครื่องกล่าวคือไม่ระเหย ROM ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีที่ RAM ได้ แต่มีเทคโนโลยีสำหรับโปรแกรม ROM ประเภทนี้ -
PROM (โปรแกรม ROM)
PROM สามารถตั้งโปรแกรมได้โดยใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์พิเศษที่เรียกว่าโปรแกรมเมอร์ PROM หรือเครื่องเขียน PROM
EPROM (รอมโปรแกรมที่สามารถลบได้)
EPROM สามารถลบแล้วตั้งโปรแกรมโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าพิเศษหรือรังสี UV EPROM ที่สามารถลบได้โดยใช้รังสี UV เรียกว่า UVEPROM และสิ่งที่สามารถลบได้โดยใช้สัญญาณไฟฟ้าเรียกว่า EEPROM อย่างไรก็ตามการจัดการสัญญาณไฟฟ้าทำได้ง่ายและปลอดภัยกว่ารังสียูวี
ข้อมูลที่ถูกเก็บไว้
หน่วยความจำระเหยความเร็วสูงชิ้นเล็ก ๆ ที่มีให้สำหรับโปรเซสเซอร์สำหรับการประมวลผลที่รวดเร็วเรียกว่า cache memory. แคชอาจเป็นส่วนที่สงวนไว้ของหน่วยความจำหลักชิปอื่นบน CPU หรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความเร็วสูงอิสระ หน่วยความจำแคชทำจาก SRAM ความเร็วสูง กระบวนการเก็บข้อมูลและคำแนะนำบางอย่างในหน่วยความจำแคชเพื่อให้เข้าถึงได้เร็วขึ้นเรียกว่าcaching. การแคชจะทำเมื่อมีการเข้าถึงชุดข้อมูลหรือคำสั่งซ้ำแล้วซ้ำอีก
เมื่อใดก็ตามที่โปรเซสเซอร์ต้องการข้อมูลหรือคำสั่งใด ๆ หน่วยประมวลผลกลางจะตรวจสอบแคชก่อน หากไม่สามารถใช้งานได้ที่นั่นแสดงว่าหน่วยความจำหลักและหน่วยความจำรองจะถูกเข้าถึงในที่สุด เนื่องจากแคชมีความเร็วสูงมากเวลาที่ใช้ในการเข้าถึงทุกครั้งจึงน้อยมากเมื่อเทียบกับเวลาที่บันทึกไว้หากข้อมูลอยู่ในแคช การค้นหาข้อมูลหรือคำสั่งในแคชเรียกว่าcache hit.
คุณทราบดีว่าหน่วยความจำโปรเซสเซอร์หรือที่เรียกว่าหน่วยความจำหลักนั้นมีราคาแพงและมีจำนวน จำกัด หน่วยความจำหลักที่เร็วขึ้นก็มีความผันผวนเช่นกัน หากเราต้องการจัดเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมจำนวนมากอย่างถาวรเราจำเป็นต้องมีหน่วยความจำที่ถูกกว่าและถาวร หน่วยความจำดังกล่าวเรียกว่าsecondary memory. ในที่นี้เราจะพูดถึงอุปกรณ์หน่วยความจำรองที่สามารถใช้ในการจัดเก็บข้อมูลไฟล์เสียงวิดีโอและมัลติมีเดียจำนวนมาก
ลักษณะของหน่วยความจำรอง
นี่คือลักษณะบางอย่างของหน่วยความจำรองซึ่งแตกต่างจากหน่วยความจำหลัก -
- ไม่ระเหยกล่าวคือจะเก็บข้อมูลไว้เมื่อปิดเครื่อง
- เป็นความจุขนาดใหญ่ในการปรับระดับเทราไบต์
- มีราคาถูกกว่าเมื่อเทียบกับหน่วยความจำหลัก
ขึ้นอยู่กับว่าอุปกรณ์หน่วยความจำรองเป็นส่วนหนึ่งของ CPU หรือไม่หน่วยความจำรองมีสองประเภทคือแบบคงที่และแบบถอดได้
ให้เราดูอุปกรณ์หน่วยความจำรองที่มีอยู่
ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์
ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ประกอบด้วยชุดของดิสก์แบบวงกลมที่เรียกว่า platters จัดเรียงทับกันห่างกันเกือบ½นิ้วรอบ ๆ a spindle. ดิสก์ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กเช่นอลูมิเนียมอัลลอยด์และเคลือบด้วยวัสดุแม่เหล็ก 10-20 นาโนเมตร
เส้นผ่านศูนย์กลางมาตรฐานของดิสก์เหล่านี้คือ 14 นิ้วและหมุนด้วยความเร็วตั้งแต่ 4200 รอบต่อนาที (รอบต่อนาที) สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลไปจนถึง 15,000 รอบต่อนาทีสำหรับเซิร์ฟเวอร์ ข้อมูลจะถูกจัดเก็บโดยการทำให้แม่เหล็กหรือการทำให้แม่เหล็กเคลือบแม่เหล็ก แขนเครื่องอ่านแม่เหล็กใช้เพื่ออ่านข้อมูลและเขียนข้อมูลลงในดิสก์ HDD สมัยใหม่ทั่วไปมีความจุเป็นเทราไบต์ (TB)
ซีดีไดรฟ์
ซีดีย่อมาจาก Compact Disk. ซีดีคือดิสก์ทรงกลมที่ใช้รังสีออปติคอลซึ่งโดยปกติจะเป็นเลเซอร์ในการอ่านและเขียนข้อมูล มีราคาถูกมากเนื่องจากคุณจะได้รับพื้นที่เก็บข้อมูล 700 MB ในราคาไม่ถึงหนึ่งดอลลาร์ ใส่ซีดีในไดรฟ์ซีดีที่ติดตั้งไว้ในตู้ CPU เป็นแบบพกพาที่คุณสามารถนำไดรฟ์ออกนำซีดีออกและพกติดตัวไปได้ ซีดีมีสามประเภท -
CD-ROM (Compact Disk – Read Only Memory)- ข้อมูลในซีดีเหล่านี้บันทึกโดยผู้ผลิต ซอฟต์แวร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์เสียงหรือวิดีโอเผยแพร่บนซีดีรอม
CD-R (Compact Disk – Recordable)- ผู้ใช้สามารถเขียนข้อมูลได้ครั้งเดียวบน CD-R ไม่สามารถลบหรือแก้ไขได้ในภายหลัง
CD-RW (Compact Disk – Rewritable) - ข้อมูลสามารถเขียนและลบบนออปติคัลดิสก์เหล่านี้ได้ครั้งแล้วครั้งเล่า
ดีวีดีไดรฟ์
ดีวีดีย่อมาจาก Digital Video Display. ดีวีดีเป็นอุปกรณ์ออพติคอลที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 15 เท่าของซีดี โดยปกติจะใช้เพื่อจัดเก็บไฟล์มัลติมีเดียที่มีความจุสูง ดีวีดียังมีให้เลือกสามแบบ - อ่านอย่างเดียวบันทึกได้และเขียนซ้ำได้
ปากกาไดรฟ์
ไดรฟ์ปากกาเป็นอุปกรณ์หน่วยความจำแบบพกพาที่ใช้หน่วยความจำโซลิดสเตตแทนที่จะเป็นสนามแม่เหล็กหรือเลเซอร์ในการบันทึกข้อมูล ใช้เทคโนโลยีคล้ายกับ RAM ยกเว้นว่าจะไม่ลบเลือน เรียกอีกอย่างว่าไดรฟ์ USB คีย์ไดรฟ์หรือหน่วยความจำแฟลช
ดิสก์ Blu Ray
Blu Ray Disk (BD) เป็นสื่อบันทึกข้อมูลแบบออปติคัลที่ใช้ในการจัดเก็บวิดีโอความคมชัดสูง (HD) และมัลติมีเดียอื่น ๆ BD ใช้เลเซอร์ความยาวคลื่นสั้นกว่าเมื่อเทียบกับซีดี / ดีวีดี สิ่งนี้ช่วยให้แขนเขียนสามารถโฟกัสบนดิสก์ได้แน่นขึ้นและด้วยเหตุนี้จึงบรรจุข้อมูลได้มากขึ้น BD สามารถจัดเก็บข้อมูลได้สูงสุด 128 GB
เรียกว่าจุดเชื่อมต่อที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ภายนอกเช่นเมาส์เครื่องพิมพ์โมเด็ม ฯลฯ port. พอร์ตมีสองประเภท -
Internal port - เชื่อมต่อเมนบอร์ดกับอุปกรณ์ภายในเช่นฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ซีดีไดรฟ์โมเด็มภายใน ฯลฯ
External port - เชื่อมต่อเมนบอร์ดกับอุปกรณ์ภายนอกเช่นโมเด็มเมาส์เครื่องพิมพ์แฟลชไดรฟ์ ฯลฯ
ให้เราดูพอร์ตที่ใช้บ่อยที่สุด
พอร์ตอนุกรม
พอร์ตอนุกรมส่งข้อมูลตามลำดับทีละบิต ดังนั้นพวกเขาจึงต้องการเพียงสายเดียวในการส่ง 8 บิต อย่างไรก็ตามมันยังทำให้ช้าลง พอร์ตอนุกรมมักเป็นขั้วต่อตัวผู้ 9 ขาหรือ 25 พิน พวกเขาเรียกอีกอย่างว่าพอร์ต COM (การสื่อสาร) หรือพอร์ต RS323C
พอร์ตขนาน
พอร์ตขนานสามารถส่งหรือรับ 8 บิตหรือ 1 ไบต์ในแต่ละครั้ง พอร์ตขนานมาในรูปแบบของหมุดตัวเมีย 25 พินและใช้เพื่อเชื่อมต่อเครื่องพิมพ์สแกนเนอร์ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ภายนอก ฯลฯ
ช่องเสียบยูเอสบี
USB ย่อมาจาก Universal Serial Bus เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการเชื่อมต่อข้อมูลดิจิทัลระยะสั้น พอร์ต USB เป็นพอร์ตมาตรฐานสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆเช่นเครื่องพิมพ์กล้องแป้นพิมพ์ลำโพง ฯลฯ
พอร์ต PS-2
PS / 2 ย่อมาจาก Personal System/2. เป็นพอร์ตมาตรฐาน 6 ขาตัวเมียที่เชื่อมต่อกับสายเคเบิลมินิ DIN ตัวผู้ IBM เปิดตัว PS / 2 เพื่อเชื่อมต่อเมาส์และคีย์บอร์ดเข้ากับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล พอร์ตนี้ส่วนใหญ่ล้าสมัยแล้วแม้ว่าระบบบางระบบที่เข้ากันได้กับ IBM อาจมีพอร์ตนี้
พอร์ตอินฟราเรด
Infrared portเป็นพอร์ตที่ใช้แลกเปลี่ยนข้อมูลแบบไร้สายภายในรัศมี 10 ม. อุปกรณ์สองเครื่องที่มีพอร์ตอินฟราเรดจะวางหันเข้าหากันเพื่อให้สามารถใช้ลำแสงอินฟราเรดเพื่อแชร์ข้อมูลได้
พอร์ตบลูทู ธ
Bluetoothเป็นข้อกำหนดด้านโทรคมนาคมที่อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อไร้สายระหว่างโทรศัพท์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ดิจิทัลอื่น ๆ ผ่านการเชื่อมต่อไร้สายระยะสั้น พอร์ต Bluetooth ช่วยให้สามารถซิงโครไนซ์ระหว่างอุปกรณ์ที่ใช้ Bluetooth ได้ พอร์ตบลูทู ธ มีสองประเภท -
Incoming - ใช้เพื่อรับการเชื่อมต่อจากอุปกรณ์บลูทู ธ
Outgoing - ใช้เพื่อขอการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บลูทู ธ อื่น ๆ
พอร์ต FireWire
FireWire เป็นมาตรฐานอินเทอร์เฟซของ Apple Computer สำหรับการเปิดใช้งานการสื่อสารความเร็วสูงโดยใช้บัสอนุกรม เรียกอีกอย่างว่า IEEE 1394 และส่วนใหญ่ใช้กับอุปกรณ์เสียงและวิดีโอเช่นกล้องวิดีโอดิจิตอล