หลักการทำงานของคอมพิวเตอร์

         การทำงานของคอมพิวเตอร์จะเริ่มจากผู้ใช้ป้อนข้อมูลทางอุปกรณ์ของหน่วยรับเข้า(Input device) เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ ข้อมูลจะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณดิจิทัล ซึ่งประกอบด้วยเลข 0 และ1 แล้วส่งต่อไปยัง

หน่วยประมวลผลกลาง เพื่อประมวลผลตามคำสั่ง ในระหว่างการประมวลผล หากมีคำสั่งให้นำผลลัพธ์จากการประมวลผลไปจัดเก็บในหน่วยความจำ ข้อมูลดังกล่าวจะถูกส่งไปยังแรม ซึ่งทำหน้าที่เก็บข้อมูลจากการประมวลผลเป็นการชั่วคราว ขณะเดียวกัน อาจมีคำสั่งให้ในผลลัพธ์จากการประมวลผลดังกล่าวไปแสดงผลผ่านทางอุปกรณ์ของหน่วยส่งออก เช่น จอภาพ หรือเครื่องพิมพ์

ซีพียู และการประมวลผลข้อมูล

          ซีพียู (CPU) มีลักษณะเป็นชิปที่ติดตั้งอยู่ในเมนบอร์ดภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งชิปดังกล่าวเป็นสารกึ่งตัวนำขนาดเล็ก ภายในบรรจุวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆไว้มากมาย โดยวงจรจะประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กเป็นจำนวนมาก บางครั้งจึงเรียกชิปต่างๆว่า ไอซี

วงรอบการทำงานของคำสั่ง (Machine cycle)

                การทำงานของคอมพิวเตอร์จะต้องทำตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ในหน่วยความจำ โดยโปรแกรมเกิดจากการนำคำสั่งมาต่อเรียงกัน เมื่อคอมพิวเตอร์ทำงาน หน่วยควบคุมทำการอ่านคำสั่งต่างๆ เข้ามาประมวลผลในซีพียู โดยวงรอบของการทำคำสั่งของซีพียูประกอบด้วยขั้นตอนการทำงานพื้นฐาน 4 ขั้นตอน ดังนี้

1.ขั้นตอนการรับเข้าข้อมูล

2.ขั้นตอนการถอดรหัส

3.ขั้นตอนการทำงาน

4.ขั้นตอนการเก็บหน่วยควบคุม

                เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ประสารงาน และควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ ควบคุมให้อุปกรณ์รับข้อมูล ส่งข้อมูลไปที่หน่วยความจำ ติดต่อกับอุปกรณ์แสดงผลเพื่อสั่งให้นำข้อมูลจากหน่วยความจำไปยังอุปกรณ์แสดงงผล โดยหน่วยควบคุมของคอมพิวเตอร์จะแปลความหมายของคำสั่งในโปรแกรมของผู้ใช้ และควบคุมให้อุปกรณ์ต่างๆทำงานตามคำสั่งนั้นๆ

หน่วยคำนวณและตรรกะ หรือ เอแอลยู

                เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ในการคำนวณต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ ได้แก่ การบวก ลบ คูณ หาร และเปรียบเทียบทางตรรกะเพื่อทำการตัดสินใจ เช่น การเปรียบเทียบข้อมูล การเปรียบเทียบว่าจริงหรือเท็จ      

หน่วยความจำ และการจัดเก็บข้อมูล

                หน่วยความจำเป็นส่วนประกอบที่สำคัญบนเมนบบอร์ดที่ทำงานร่วมกับซีพียูโดยตรง หน่วยความจำแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

        1.หน่วยความจำแบบไม่สามารถลบเลือนได้ เป็นหน่วยความจำที่สามารถเก็บข้อมูลได้ แม้ว่าไม่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยง ตัวอย่างของหน่วยความจำชนิดนี้ เช่น รอม และหน่วยความจำแบบแฟลช 
 รอม เป็นหน่วยความจะแบบอ่านได้อย่างเดียวไม่สามารถลบและเขียนข้อมูลใหม่ได้  

 หน่วยความจำแบบแฟลช เป็นหน่วยความจำที่สามารถลบและเขียนข้อมูลใหม่ได้

       2.หน่วยความจำแบบลบเลือนได้ เป็นหน่วยความจำที่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงเพื่อเก็บข้อมูล หากเกิดไฟฟ้าดับ ข้อมูลและโปรแกรมคำสั่งจะสูญหายไป หน่วยความจำชนิดนี้ เช่น แรม สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

           สแตติกแรม หรือเอสแรม มักพบในตัวซีพียูทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำภายในซีพียูที่เรียกว่าหน่วยความจำแคช ซึ่งจะมีความเร็วสูงกว่าไดนามิกแรม ตัวอย่างเอสแรม

            ไดนามิกแรม หรือ ดีแรม เป็นหน่วยความจำที่ใช้ในการจดจำข้อมูลและโปรแกรมต่างๆ ที่อยู่ระหว่างการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ เป็นหน่วยความจำที่มีอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล หรือฟีซีมากที่สุด เนื่องจากราคาไม่แพงและมีความจุสูง

ระบบบัสกับการทำงานร่วมกันของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่างๆ

                ในเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น มีเมนบอร์ดที่สามารถติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ซีพียู หน่วยความจำและฮาร์ดดิสก์ โดยการส่งข้อมูลและคำสั่งระหว่างอุปกรณ์ จะอยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้าที่ถุกส่งผ่านระบบถ่ายส่งข้อมูลที่เรียกว่าบัส

                ขนาดของบัส กำหนดโดยจำนวนบิตที่คอมพิวเตอร์สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ในหนึ่งครั้ง ตัวอย่างเช่น บัส 32 บิต สามารถรับส่งข้อมูลได้ครั้งละ 32 บิต