ส่วนประกอบของระบบการทำงานในคอมพิวเตอร์

1 ข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์
ลักษณะของข้อมูลที่ทำงานกับคอมพิวเตอร์ จะเป็นบิต (Bit) คือมีเพียงสองสถานะที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจใช้สัญลักษณ์ 1 หรือ 0 แทน ซึ่งตรงกับเลขฐานสอง และโดยทั่วไปข้อมูลหนึ่งตัวอักษร(Character) หรือเรียกว่า 1 ไบต์ (Byte) นั้นประกอบด้วยข้อมูล 8 บิต ดังนั้นข้อมูล 1 ไบต์มีความแตกต่างกันได้ 28 หรือ 256 รูปแบบ ซึ่งรหัสที่ใช้กำหนดลักษณะรูปแบบข้อมูลที่เป็นสากลเรียกว่า รหัสแอสกี(ASCII, American Standard Code for Information Interchange) รหัสแอสกีมีค่าตั้งแต่ 0-127 ใช้แทนค่าตัวอักขระต่างๆ ทั้งตัวเลข ตัวอักษร แและรหัสควบคุมพิเศษอื่นๆ เช่น Enter, Backspace, Tab เป็นต้น และ รหัส 128-255 ใช้แทน Graphic Character หรือ ตัวอักษรพิเศษของภาษาอื่นๆ ที่ไม่ใช้ภาษาอังกฤษ เช่น ภาษาไทย เป็นต้น
ข้อมูล 2^10 Byte หรือ 1024 Byte เรียกว่า 1 KiloByte (Kb)
ข้อมูล 2^20 Byte หรือ 1,048,576 Byte เรียกว่า 1 MegaByte(Mb)
ข้อมูล 2^30 Byte หรือ 1,073,741,824 Byte เรียกว่า 1 GigaByte (Gb)
2 ระบบคอมพิวเตอร์(Computer System) ประกอบด้วยส่วนต่างๆ คือ
• หน่วยประมวลผลกลาง หรือซีพียู (CPU,Central Processing Unit) หรือเรียกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ (MicroProcessor) เป็นเหมือนเป็นสมองของคอมพิวเตอร์ ภายในยังประกอบด้วยหน่วยคำนวณและตรรกะ (ALU,Arithmetic and Logic Unit) ทำหน้าที่รับข้อมูลจากหน่วยความจำมาคำนวณหรือเปรียบเทียบ ผลที่ได้อาจเก็บที่หน่วยความจำ หรือส่งผ่านหน่วยรับส่งข้อมูลเข้าออกไปยังอุปกรณ์แสดงผล
• หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่ควบคุมการรับส่งข้อมูลและคำสั่งระหว่างหน่วยต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ โดยการถอดรหัสคำสั่ง จัดลำดับการทำงาน ส่งสัญญาณเตือนให้หน่วยต่างๆ ทราบถึงคำสั่งที่ส่งไป และควบคุมจังหวะก่อนหลังของการรับส่งข้อมูล
หน่วยประมวลผลกลางมีการทำงานขึ้นกับสัญญาณนาฬิกา (Clock Signal) ดังนั้นการประมวลผลคำสั่งจะเร็วหรือช้าจึงขึ้นกับความถี่ของสัญญาณนาฬิกา นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับขนาดข้อมูลที่ประมวลผลได้
หน่วยประมวลผลกลาง มีการพัฒนาความสามารถมาตลอด ทั้งการเพิ่มความเร็วในการประมวลผล และการเพิ่มขนาดของข้อมูลที่ประมวลผลด้วย ตัวอย่างเช่น
Z80/8080 มีการประมวลผลข้อมูลขนาด 8 บิต
8086/8088 มีการประมวลผลข้อมูลขนาด 16 บิต
80286 มีการประมวลผลข้อมูลขนาด 16 บิต
80386 มีการประมวลผลข้อมูลขนาด 32 บิต Clock ความถี่ 20 - 33 Mhz
80486 มีการประมวลผลข้อมูลขนาด 32 บิต Clock ความถี่ 25 และ 33 Mhz
Pentium มีการประมวลผลข้อมูลขนาด 64 บิต Clock ความถี่ 75 - 200 Mhz
โดยทั่วไป การเรียกชื่อรุ่นคอมพิวเตอร์ จะเรียกตามชื่อรุ่นของ หน่วยประมวลผลกลางที่ใช้ เช่น เครื่อง 486, เครื่องเพนเทียม (Pentium) เป็นต้น
• หน่วยความจำหลัก(Main Memory) ทำหน้าที่เก็บคำสั่งที่จะให้คอมพิวเตอร์ทำงาน และข้อมูลที่ใช้โดยหน่วยประมวลผลกลาง หรือ ผลลัพธ์จากการประมวลผล
หน่วยความจำหลักสามารถแบ่งตามลักษณะโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ได้ 3 ประเภท คือ
1. หน่วยความจำแรม (RAM, Random Access Memory) สามารถบันทึกข้อมูลและอ่านข้อมูลได้ตลอดเวลาที่เปิดใช้คอมพิวเตอร์ (มีพลังงานไฟฟ้า) เมื่อปิดเครื่องข้อมูลจะหายไป
2. หน่วยความจำรอม (ROM, Read Only Memory) เป็นหน่วยความจำที่ใช้อ่าน ข้อมูลได้เท่านั้น ข้อมูลจะไม่สูญหายแม้ปิดเครื่อง ข้อมูลในหน่วยความจำนี้จะมีการบันทึกในตอนเริ่มต้นโดยบริษัทผู้ผลิตเท่านั้นไม่สามารถแก้ไขได้
3. หน่วยความจำแคช (Cache) เป็นหน่วยความจำพิเศษ มีความเร็วสูง เก็บข้อมูลที่ซีพียูใช้บ่อยๆ ทำให้เสียเวลาน้อยลงในการติดต่อกับหน่วยความจำหลัก
• หน่วยรับส่งข้อมูลเข้าออก(Input/Output Unit, I/O Unit) เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางการถ่ายเทข้อมูลระหว่างอุปกรณ์รอบข้างกับหน่วยประมวลผลกลาง หรือหน่วยความจำ หน่วยรับส่งข้อมูลเข้าออกยังแบ่งเป็นหน่วยย่อยที่รับผิดชอบเฉพาะอุปกรณ์รอบนอกแต่ละอย่างซึ่งเรียกว่าพอร์ต (Port)
พอร์ตที่ทำหน้าที่รับข้อมูลอย่างเดียวเรียกว่าพอร์ตรับข้อมูลเข้า(Input Port) พอร์ตที่ทำหน้าส่งข้อมูลออกไปยังอุปกรณ์รอบนอกอย่างเดียวเรียกว่าพอร์ตส่งข้อมูลออก (Output Port) ส่วนพอร์ตที่ทั้งรับและส่งข้อมูลเรียกว่าพอร์ตรับส่งข้อมูลเข้าออก(Input/Output Port)
พอร์ตยังสามารถเรียกชื่อตามขนาดข้อมูลที่รับส่งด้วย ถ้าการรับส่งข้อมูลครั้งละ 8 บิตขนานกันเรียกว่าพอร์ตขนาน (Parallel Port) ส่วนถ้ารับส่งข้อมูลทีละชุดแบบอนุกรม เรียกว่าพอร์ตอนุกรม (Serial Port)
• บัส(Bus) เป็นตัวนำที่ทำหน้าที่ถ่ายเทข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ โดยส่งสัญญาณบอกตำแหน่งที่อยู่ของหน่วยความจำหรือพอร์ตรับ-ส่งข้อมูลนั้น ด้วยบัสตำแหน่ง(Address Bus) ส่งสัญญาณควบคุมเพื่อคอยรักษาจังหวะการติดต่อระหว่างหน่วยต่างๆ ทางบัสควบคุม (Control bus) และส่งสัญญาณข้อมูลที่เป็นข้อมูล หรือคำสั่งผ่านทางบัสข้อมูล (data bus)
• สัญญาณนาฬิกา(Clock) ทำหน้าที่ให้จังหวะเพื่อให้การทำงานระหว่างหน่วยต่างๆ สอดคล้องกัน สัญญาณความถี่สร้างจากผลึกควอตซ์ (Quartz) เป็นต้นกำเนิด
• อุปกรณ์รอบนอก (Peripheral Devices) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รับและหรือส่งข้อมูลจากภายนอกคอมพิวเตอร์ให้กับคอมพิวเตอร์ เช่น การป้อนข้อมูลผ่านทางคีย์บอร์ด (Keyboard) การแสดงข้อมูลผ่านทางจอภาพหรือเครื่องพิมพ์ รวมทั้งการเก็บข้อมูลภายนอกจากหน่วยความจำแรมซึ่งมีราคาค่อนข้างสูง ไปไว้ในหน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory หรือ Auxiliary Memory) ได้แก่ เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape) ฟลอปปี้ดิสค์ (Floppy Disk) หรือ ฮาร์ดดิสค์ (Hard Disk)
สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล(PC, Personal Computer)นั้นเป็นเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่นำมาใช้งานทั่วไปทั้งในการใช้งานส่วนตัวและในงานธุรกิจ
สำหรับการพิจารณาส่วนประกอบของเครื่องพีซีสามารถแยกเป็นส่วนประกอบภายในเครื่อง ได้แก่ บอร์ดวงจรหลัก (MotherBoard หรือ MainBoard) หน่วยประมวลผลกลาง, ช่องเสียบอุปกรณ์ภายนอก (Expansion Slot) หน่วยความจำหลัก (RAM) หน่วยความจำสำรอง (Floppy Disk , Hard Disk ,CD Rom Drive), การ์ดแสดงผลจอภาพ (Graphic Card) และ การ์ดเสียง (Sound Card) ส่วนประกอบภายนอกเครื่องได้แก่ เมาส์ (Mouse) แป้นพิมพ์ (Keyboard) ลำโพง (Speaker) จอภาพ(Monitor), อุปกรณ์สำรองไฟฟ้า (UPS, Uninterruptable Power Supply)