HARDWARE ฮาร์ดแวร์

    by    Phaitoon  Yaemprasuan 
        Special Experienced Teacher
        Information and Technology Strand
   

สาระสำคัญ

1  อุปกรณ์ภายใน เป็นอุปกรณ์ที่อยู่ภายในตัวเครื่อง  เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ประมวลผลของคอมพิวเตอร์  ประกอบด้วยอุปกรณ์จ่ายไฟ  เมนบอร์ดและอุปกรณ์ประกอบต่างๆ

2  เมนบอร์ด (แผงวงจรหลัก)   เป็นแผนวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ที่เป็นศูนย์กลาง
การเชื่อมต่ออุปกรณ์ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ทั้งอุปกรณ์ภายใน และอุปกรณ์ภายนอก

3  อุปกรณ์ภายในที่สำคัญ คือ ซีพียู (หน่วยประมวลผลกลาง)   แร็ม (หน่วยความจำหลัก) และหน่วยความจำรอง  ได้แก่  ฮาร์ดดิสก์  ฟล็อปปีดิสก์  ซีดี/ดีวีดีไดรว์  เป็นต้น

4  อุปกรณ์ภายนอก เป็นอุปกรณ์ที่มาต่อพ่วง คือ อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยรับเข้า (อินพุต)   เช่น  คีย์บอร์ด  เมาส์  สแกนเนอร์  ฯลฯ   และหน่วยส่งออกต่างๆ (เอาท์พุต) เช่น  จอภาพ เครื่องพิมพ์

อุปกรณ์ภายในของคอมพิวเตอร์ 

Standard Devices  (Internal Devices)

---

อุปกรณ์ภายในเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ภายในตัวเครื่องหรือเคส (Case) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ประมวลผล จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หน่วยระบบ หรือซิสเต็มยูนิต (System Unit) ประกอบด้วย

1.  ตัวเครื่อง และอุปกรณ์จ่ายไฟ

Power Supply Unit

Power Supply + Case

อุปกรณ์จ่ายไฟ หรือพาวเวอร์ซัพพลาย (Power Supply)  จะติดมาพร้อมกับตัวเครื่องหรือเคส (Case)  ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดัน 220 โวลต์  ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงดัน 12 โวลต์   จ่ายเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์  เครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันมีการต่อพ่วงอุปกรณ์มากขึ้นกว่าเดิม  จึงต้องการพาวเวอร์ซัพพลายที่มีพลังในการจ่ายไฟมากไม่น้อยกว่า 350 วัตต์

หน่วยระบบ (System Unit)

2.  เมนบอร์ด

เมนบอร์ด (Main Board / Mother Board) หรือแผงวงจรหลัก เป็นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ที่เป็นศูนย์กลางการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน โดยมีการเชื่อมต่อในหลายลักษณะ ได้แก่
1)  สล็อต (Slot)  เป็นช่องยาวมีหน้าสัมผัสเป็นทองแดงทั้งสองฝั่ง รับการเชื่อมต่อในลักษณะของแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า การ์ด (Card)  ได้แก่  ซาวด์การ์ด  วีจีเอการ์ด  เป็นต้น
2)  ซ็อกเก็ต (Socket)  เป็นการเชื่อมต่อในลักษณะเข็มและเบ้ารับ  เช่น  ซีพียูซ็อกเก็ต

3)  พอร์ต (Port)  เป็นการเชื่อมต่อในลักษณะที่เป็นช่องเสียบ  ได้แก่  พอร์ตอนุกรม  พอร์ตขนาน  พอร์ตยูเอสบี  เป็นต้น

Main Board (Mother Board)

เมนบอร์ดแต่ละรุ่นจากผู้ผลิตเดียวกันจะมีส่วนประกอบต่างๆเหมือนกัน สิ่งที่แตกต่างกันคือ เบ้ารับซีพียู (ซีพียูซ็อกเก็ต) ที่จะต้องผลิตให้เข้ากันได้กับชิปซีพียูของแต่ละค่าย และไม่สามารถใช้ร่วมกันได้แต่อย่างใด  และราคาเมนบอร์ดที่รองรับซีพียูรุ่นที่ขายดีก็จะมีราคาถูกกว่า เนื่องจากมีการผลิตในจำนวนที่มากกว่า ต้นทุนการผลิตต่อหน่วยจึงต่ำกว่านั่นเอง

                เมนบอร์ดที่รวมอุปกรณ์มาตรฐานไว้ในตัวเบ็ดเสร็จ  เช่น  ซาวด์การ์ด (Sound Card) หรือวงจรสังเคราะห์เสียง  วีจีเอการ์ด (VGA Card) หรือวงจรควบคุมการแสดงผล  ฯลฯ  เป็นต้น   จะมีราคาถูกกว่า เพราะเป็นลูกค้ากลุ่มใหญ่สุด  จึงทำให้มีการผลิตออกมาเป็นจำนวนมาก  แต่สมรรถนะและคุณภาพของอุปกรณ์ที่ติดมาให้นั้นก็อยู่ในระดับธรรมดาๆ ไม่น่าสนใจมากนัก

3.  ซีพียู

CPU Socket + CPU Chip

ซีพียู (CPU) มาจากคำว่า Central Processing Unit หมายถึง หน่วยประมวลผลกลาง
มีลักษณะเป็นแผ่นซิลิกอนขนาดเล็กที่เรียกว่า ซิลิกอนชิป (Silicon Chip) ภายในประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สลับซับซ้อนจำนวนหลายล้านวงจร  ซีพียูทำงานเร็วมาก   เช่น  ซีพียูในปัจจุบันมีความเร็วถึง 3 กิกะเฮิร์ตซ์ (GigaHertz) หรือ 3 พันล้านจังหวะต่อวินาที     ทำให้เกิดความร้อนสะสมขึ้นที่ตัวชิป  จึงต้องมีการติดตั้งครีบระบายความร้อน (Heatsink) และพัดลม (Fan) เอาไว้ด้วย 

Heatsink + FAN

การผลิตซีพียูต้องใช้เทคโนโลยีที่สูงมาก ผู้ผลิตที่มีศักยภาพการผลิตและแข่งขันได้จึงมีอยู่แค่สองค่ายเท่านั้น คือ อินเทล (Intel) และเอเอ็มดี (AMD)  ซึ่งในข้อเท็จจริงแล้ว สมรรถนะของซีพียูทั้งสองผู้ผลิตแทบจะไม่มีอะไรแตกต่างกันนัก  

4.  หน่วยความจำหลัก

หน่วยความจำหลัก หรือ เมมมอรี (Memory) คือ หน่วยความจำที่ทำหน้าที่รับฝากและส่งข้อมูลให้กับซีพียูในขณะประมวลผล นั่นหมายถึงว่า ถ้ามีขนาดของหน่วยความจำหลักมาก ประสิทธิภาพในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ก็จะยิ่งมากตามตามไปด้วย  หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์จะหมายถึง แร็ม (RAM) มาจากคำเต็มว่า Random Access Memory  ที่มีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลสูง เนื่องจากเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรง  แต่แร็มก็สามารถเก็บข้อมูลได้ชั่วคราวตราบเท่าที่ยังไม่ปิดโปรแกรม หรือยังไม่ปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ 

RAM SOCKET + RAM

แร็ม (RAM) ที่ผลิตออกมาแต่ละรุ่นจะมีความแตกต่างกันไปตามเทคโนโลยี ทั้งขนาด  สถาปัตยกรรม และความเร็ว  จึงไม่สามารถใช้แทนกันได้  แม้แต่แร็มรุ่นเดียวกันแต่ต่างผู้ผลิตก็ยังอาจจะเข้ากันไม่ได้ หากต้องนำมาใช้ร่วมกัน จึงส่งผลให้คอมพิวเตอร์ไม่สามารถทำงานได้ในที่สุด   ความจุของแร็มมีผลต่อสมรรถนะของคอมพิวเตอร์และการใช้โปรแกรมต่างๆ  จำเป็นต้องเลือกแร็มให้พอเพียง   

5.  หน่วยความจำรอง

 หน่วยความจำรอง หรือ สโตเรจ (Storage) คือ หน่วยความจำที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและโปรแกรม โดยสามารถเก็บข้อมูลได้จำนวนมากและถาวรตราบเท่าที่เรายังไม่สั่งลบ หรือสั่งให้บันทึกข้อมูลใหม่ทับลงไป  แต่การเข้าถึงข้อมูลของหน่วยความจำรองจะช้ากว่า  อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยความจำรอง  ได้แก่  ฮาร์ดดิสก์ไดรว์ (Hard Disk )    ซีดี/ดีวีดีไดรว์ (CD/DVD Drive)  และ แฟล็ชไดรว์หรือแฮนดีไดรว์ (Flash/Handy Drive)  เป็นต้น

Hard Disk เป็นหน่วยความจำรองที่สำคัญสุด
เพราะเป็นหน่วยที่จะรองรับซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการ (OS)
(จากภาพ  Hitachi HDD ความจุ 8 TB)

Computer  Storage Media

อุปกรณ์ภายนอกของคอมพิวเตอร์  

Peripheral Devices (External Devices)

---

1. พอร์ต (Ports)

อุปกรณ์ภายนอก เป็นอุปกรณ์ต่างๆ ที่มาต่อพ่วงกับหน่วยระบบ มักจะเรียกว่าอุปกรณ์
เพอริเฟอรัล (Peripherals) การต่อพ่วงจะกระทำผ่านช่องหรือพอร์ต ที่อยู่บนเมนบอร์ดและอยู่หลังเคสเมื่อติดตั้งแล้ว  มีทั้งแบบเดือย (พอร์ตตัวผู้) และแบบเบ้า (พอร์ตตัวเมีย)  ดังนี้

Peripheral Devices จะเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่าน Ports 

(1)  พอร์ตแป้นพิมพ์หรือคีย์บอร์ด (Keyboard)   ปัจจุบันเป็นแบบ PS/2  เป็นเบ้ารับหัวต่อแบบเดือย 6 เข็ม แต่ขณะนี้มีคีย์บอร์ดที่เป็นหัวต่อแบบยูเอสบี (USB) เป็นทางเลือกใหม่

(2)  พอร์ตเมาส์ (Mouse Port)  ปัจจุบันเป็นแบบ PS/2 คล้ายกับคีย์บอร์ด  ขณะนี้มีเมาส์ที่เป็นหัวต่อแบบยูเอสบีให้เป็นทางเลือกอีกเช่นเดียวกัน

(3)  พอร์ตอนุกรม (Serial Port)  เป็นพอร์ตแบบเดือยที่มีทั้งชนิด 9 เข็ม และชนิด 25 เข็ม  สำหรับรับหัวต่อแบบเบ้า 9 รู  (พอร์ต COM 1)  หรือ 25 รู  (พอร์ต COM 2)   ขณะนี้พอร์ตอนุกรมไม่ได้รับความนิยมอีกต่อไปแล้ว เนื่องจากเชื่อมต่อได้เฉพาะอุปกรณ์  เช่น โมเด็มภายนอก  เท่านั้น  แต่จะเป็นพอร์ตแบบยูเอสบีมาแทน

(4) พอร์ตขนาน (Pararell Port)  เป็นพอร์ตแบบเบ้า 25 รู มักจะใช้กับเครื่องพิมพ์รุ่นเก่าที่มีสายเคเบิลพร้อมหัวต่อแบบเดือย 25 เข็ม  การส่งข้อมูลของพอร์ตขนานจะทำได้เร็วกว่าพอร์ตอนุกรม  แต่พอร์ตนี้ไม่ได้รับความนิยมอีกต่อไปแล้ว เนื่องจากเชื่อมต่อได้เฉพาะอุปกรณ์เช่นกัน

(5)  พอร์ตเกม (Game Port) เป็นพอร์ตแบบเบ้า 15 รู  รองรับหัวต่อแบบเดือย 15 เข็ม
ของอุปกรณ์ที่ใช้ในการเล่นเกม เช่น  จอยสติก (Joy Stick)  เกมแพ็ต (Game Pad)  เป็นต้น

(6)  พอร์ดออดิโอ (Audio Port)  เป็นพอร์ตสำหรับเสียบสายที่มาจากอุปกรณ์เสียง  เช่น ลำโพง  ไมโครโฟน  และมักจะมีการแยกสีให้เห็นชัดเจน คือ สีเขียว สีฟ้า  และสีชมพู

(7)  พอร์ตยูเอสบี (USB : Universal Serial Bus)  เป็นพอร์ตแบบใหม่ที่ช่องสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่สามารถรองรับการต่อพ่วงอุปกรณ์ได้มาก และมีความเร็วในการเชื่อมต่อสูง จึงเป็นมาตรฐานการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ในปัจจุบัน

2. หน่วยรับเข้า (Input)

                หน่วยรับเข้า เป็นอุปกรณ์ที่นำข้อมูลหรือโปรแกรมเข้าไปเก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก และใช้ในการประมวลผล อุปกรณ์รับเข้ามีหลายประเภท ได้แก่

         (1)  แป้นพิมพ์ หรือคีย์บอร์ด (Keyboard)   เป็นอุปกรณ์ที่รับข้อมูลจากการกดแป้นแล้วส่งรหัสให้กับคอมพิวเตอร์  ปกติจะเป็นคีย์บอร์ดที่มีการเชื่อมต่อแบบ ps/2 (พีเอสทู)  แต่คีย์บอร์ดรุ่นใหม่จะเป็นการเชื่อมต่อแบบ  USB  มาให้เลือก  นอกจากนี้ก็ยังมีคีย์บอร์ดที่ใช้งานสื่อประสมหรือมัลติมีเดีย  (Multimedia)  เป็นทางเลือกอีกด้วยเช่นกัน

Standard Keyborad

(2)  เมาส์ (Mouse) เป็นอุปกรณ์รับเข้าที่ใช้เลื่อนตัวชี้ไปยังตำแหน่งที่ต้องการบนจอภาพ
มีลักษณะเป็นปุ่มกดครอบอยู่กับลูกกลิ้งกลมหรือเมาส์บอล เมื่อลากไปกับพื้นจะมีการส่งสัญญาณตามแนวแกน X และแกน Y เข้าสู่คอมพิวเตอร์    โดยการเชื่อมต่ออาจเป็นได้ทั้งแบบพอร์ตเมาส์  ps/2  และพอร์ตแบบ USB ก็ได้

Touchpad Mouse (เมาส์แบบสัมผัส)

        (3) สแกนเนอร์ (Scanner)  เป็นอุปกรณ์รับข้อมูลโดยใช้เทคโนโลยีของการผ่านแสง เพื่ออ่านรหัสสัญลักษณ์หรือรูปภาพ แล้วส่งต่อให้คอมพิวเตอร์ประมวลผลต่อไป สแกนเนอร์ทำให้การรับข้อมูลทำได้รวดเร็ว  มีทั้งสแกนเนอร์แบบวางบนโต๊ะ และสแกนเนอร์แบบมือถือสำหรับอ่านรหัสแท่ง (Bar Code) ซึ่งพบได้ในห้างขายปลีก หรือคลังสินค้า  เป็นต้น

All in One Printer/Scanner
เครื่องพิมพ์แบบเอนกประสงค์ คือทั้งพิมพ์ ถ่ายเอกสาร สแกน

3. หน่วยส่งออก (Output)

หน่วยส่งออก เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญและจำเป็น ได้แก่

          (1)  จอภาพ หรือมอนิเตอร์ (Monitor) 

มีหลักการทำงานเริ่มจากที่คอมพิวเตอร์ส่งสัญญาณไปยังการ์ดควบคุมการแสดงผลที่จะทำการเปรียบเทียบค่าสัญญาณและแปลงให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งจะมีสีที่เป็นแม่สีในการแสดผลอยู่ 3 สี คือ แดง  เขียว และน้ำเงิน (RGB) และทำการผสมกันออกมาเป็นสีต่างๆ เมื่อแปลงสัญญาณเรียบร้อยแล้ว ก็จะส่งสัญญาณต่อไปยังหลอดภาพอีกที

CRT Monitor

จอภาพมีอยู่ 2 แบบ คือ ซีอาร์ที (CRT : Cathode Ray Tube) ใช้เทคโนโลยีของหลอดรังสีอิเล็กตรอนเช่นเดียวกับจอโทรทัศน์   และจอภาพแบบแอลซีดี (LCD : Liquid Crystal Display)   ที่ใช้เทคโนโลยีของการบรรจุผลึกของเหลวไว้ภายใน

LCD  Monitor

                

             (2)  เครื่องพิมพ์ (Printer)  

          เครื่องพิมพ์มีหลายประเภทตามเทคโนโลยีการพิมพ์  ได้แก่

              # เครื่องพิมพ์แบบเข็ม  (Dot Matrix) เป็นเครื่องพิมพ์ที่มีหัวยิงเป็นเข็มขนาดเล็กพุ่งไปชนแผ่นผ้าหมึก เพื่อให้หมึกเดินบนกระดาษเป็นจุดเล็กๆ หลายๆ จุด เรียงกันเป็นตัวหนังสือหรือรูปภาพ หัวเข็มที่ใช้ยิงไปยังผ้าหมึกมีจำนวนหลายหัว  โดยปกติจะเป็นแบบ 24 หัวเข็ม จัดวางเรียงกันในแนวตั้ง ทำให้ได้ตัวหนังสือที่ละเอียดพอสมควร  ข้อดีของเครื่องพิมพ์ประเภทนี้ก็คือ แข็งแรงทนทาน  ต้นทุนการพิมพ์ต่ำมาก  พิมพ์ได้หลายสำเนาพร้อมกัน  และพิมพ์ออกกระดาษต่อเนื่องได้  ส่วนข้อเสียคือ ผลงานที่พิมพ์ออกมาไม่คมชัด  ราคาเครื่องพิมพ์แพงที่สุด 

Dot Matrix Printer
สามารถพิมพ์ได้หลายสำเนา

            # เครื่องพิมพ์แบบพ่นหมึกหรืออิงค์เจ็ท (Inkjet) เป็นเครื่องพิมพ์ที่ใช้วิธีการพ่นหมึกและผสมสีจากแม่สีสามสี คือ แดง เหลือง และน้ำเงิน โดยจะผสมสีให้ได้สีตามความต้องการ และพ่นหมึกเพื่อให้ติดบนกระดาษ ปัจจุบันได้รับความนิยมมาก เพราะเครื่องพิมพ์ราคาถูก ผลงานพิมพ์ออกมาเป็นสีสวยงาม แต่ข้อเสียคือ หมึกพิมพ์มีราคาแพง  แต่ปัจจุบันนี้มีหมึกพิมพ์ราคาถูกจากผู้ผลิตอื่น ที่ไม่ได้เป็นผู้ผลิตเครื่องพิมพ์นั้น เป็นทางเลือกสำหรับผู้บริโภค  ทำให้เครื่องพิมพ์ประเภทนี้ได้รับความนิยมมากที่สุด

Inkjet Printer

           # เครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์ (Laser Printer) เป็นเครื่องพิมพ์ที่ให้ความคมชัดและความละเอียดสูง การพิมพ์จะใช้หลักการทางแสง ปกติจะมีความละเอียดไม่น้อยกว่า 600 จุดต่อนิ้ว จึงได้งานพิมพ์ที่มีคุณภาพ ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ชนิดนี้มีราคาถูกลง และได้รับความนิยมสูง เพราะเมื่อเทียบประสิทธิภาพกับราคาแล้วคุ้มค่า

Color Laser Printer