รายชื่อ

1. นางสาวกาญจนา   ภาสวัสดิ์   รหัสนักศึกษา   55191700106
2. นางสาวถนิมมาส    เจริญศิริ    รหัสนักศึกษา  55191700124

            สาขาอุตสาหกรรมศิลป์และเทคโนโลยี  คบ.  5/3 หมู่ 1
            วิชานวัตกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศทางการศึกษา  1031101
            เรียนวันอังคาร เวลา  11.20- 15.30 น.

วิดีโอที่เกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรม

การคำนวณทางคณิตศาสตร์ หน่วยประมวลผลทาง คณิตศาสตร์และตรรกะ (ALU)

หน่วยประมวลผลทางคณิตศาสตรร์และตรรกะ

            ALU เปนสวนประกอบที่เปนอิเล็กทรอนิกสที่ใชพื้นฐานทางดิจิตอลลอจิกทำหน้าที่ประมวลผลในคอมพิวเตอรทั้งทางด้านคณิตศาสตรและตรรกะ โดยซีพียูจะมีALU ประกอบอยู่ภายในซีพียู โดยซีพียู จะใชงาน ALU รวมกับหน่วยควบคุม (Control Unit) รีจิสเตอรหนวยความจํา และอุปกรณอินพุต/เอาตพุต  

         ในรูป  จะเห็นวา ALU อยู่ภายในซีพียู โดยมีซีพียูควบคุมการทำงาน และมีรีจิสเตอร์สำหรับส่งข้อมูลเข้าสู่ ALU  หลังจากนั้นผลลัพธ์ที่เกิดจากการประมวลผลของ ALU จะเก็บไวที่รีจิสเตอรเชนกัน  รีจิสเตอร์นี้ทำหน้าที่เปนหนวยเก็บขอมูลชั่วคราว หลังจากนั้นจะนำมาเก็บไวในหนวยความจําโดยการควบคุมของซีพียู

การเปลี่ยนแปลงค่าตรงข้าม

• ใช้ sign-and-magnitude

          +21 = 00010101

          -21 = 10010101 sign-and-magnitude

•  ใช้ 2’s complement

          +21 = 00010101 2’s complement

          = 11101010 กลับค่าแต่ละบิต

           + 1

         -21 = 11101011

กระบวนการลบ

•  ใช้ 2’s complement :

             - ใช้หลัก a-b = a+(-b)

             - ไม่คิดตัวทด และค่าสูงสุดไม่เกินของจำนวนบิต

• ใช้ 1’s complement :

            - ถ้ามีตัวทดเกิดขึ้น จะนำไปบวกเข้ากับค่าผลลัพธ์ที่ได้

การคูณ

• จำนวนเต็มไม่มีเครื่องหมาย :

     - ตั้งตัวคูณให้ตำแหน่งขวาสุดตรงกับตัวตั้ง

     - ผลคูณย่อยที่เกิดขึ้นตำแหน่งขวาสุดให้ตรงตัวคูณ

     - นำผลคูณย่อยมารวมกัน

การคูณ

•      จำนวนเต็มเครื่องหมาย (บวก)

• จำนวนเต็มเครื่องหมาย (ลบ)

              

การคูณ

•    อัลกอริทึมบูธ

• การคูณ

  

• การหาร

การบวกและการลบเลขทศนิยม

• การตรวจสอบค่า 0
• การปรับเลขชี้กำลังให้เท่ากัน
• ทำการบวกหรือลบค่าของจำนวนนั้น (Mantissa)
•  ปรับให้อยู่ในรูปแบบทั่วไป

การคูณเลขทศนิยม

Haft Adder และ Full Adder

Ripple-Carry Adder

Ripple-Borrow Subtractor

วงจรบวกและลบ

Carry-Lookahead

Serial Multiplier

Combination ALU

Sequential ALU

ชุดคำสั่ง (Instruction Sets)

ชุดคำสั่ง (Instruction Sets)

•  โปรเซสเซอรใช้คำสั่งได้ตามคำสั่งที่ถูกบรรจุลงใน  ALU 
•  คำสั่งหลายๆ คำสั่งที่บรรจุลงใน ALU นี้เรียกว่า ชุดคำสั่งของเครื่อง (Machine Instructions Sets)  
•  ชุดคำสั่งนี้ทำให้ผู้ออกแบบระบบคอมพิวเตอรและโปรแกรมเมอร์อยู่ในขอบเขตเดียวกัน
•  ผู้ออกแบบระบบมองว่าชุดคำสั่งประกอบด้วยฟังก์ชั่นพื้นฐานสำหรับการทำงานของคอมพิวเตอร์
•  อาจกล่าวได้ว่าการสร้างโปรเซสเซอร์ก็คือการสร้างชุดคำสั่งนั้นเอง
•  โปรแกรมเมอร์จะต้องพิจารณาถึงโครงสร้างของรีจิสเตอร์และหนวยความจำประเภทข้อมูลในเครื่องและฟังก์ชั่นของ ALU เพื่อเขียนโปรแกรมสั่งให้ซีพียูทำงาน 

คุณสมบัติพื้นฐานของคำสั่ง

           ชุดคำสั่ง (Instruction Sets) หมายถึงชุดของคําสั่งที่ Processor Execute เพื่อดำเนินการตามที่โปรแกรมเมอรต้องการ อาจเรียกชุดคำสั่งว่าคําสั่งเครื่อง (machine instructions) หรือคําสั่งคอมพิวเตอร์(computer  instructions) ก็ได  ในแตละชุดคําสั่งอาจจะมีคําสั่งที่หลากหลายประกอบอยู่เช่น คำสั่งสำหรับการบวก ซีพียู จะต้องมีคำสั่งในการโหลดขอมูลจากรีจิสเตอร์ลงหน่วยความจำแล้วเรียกใชคําสั่งสําหรับการบวก หลังจากนั้นจะมีคําสั่งเพื่อเก็บคาผลลัพธ์กลับรีจิสเตอร์อีกครั้ง

•    ชุดคำสั่งของแต่ละโปรเซสเซอรจะมีความแตกตางกัน
•   สิ่งที่แตกต่างกันอาจจะเป็นขนาดของคำสั่ง ประเภทของ opration ประเภทของ operand หรือประเภทของผลลพธ์ก็ได
•    ชุดคำสั่งที่แตกต่างกันนี้อาจจะเกิดจากโครงสรางภาษาชั้นสูงที่โปรแกรมเมอรใชงาน เชน ภาษา C Pascal หรือ Ada เปนตน 
•   โปรแกรมภาษาชั้นสูงเหล่านี้จะถูกคอมไพล์ (compile) ดวย คอมไพเลอรหรือตัวแปรภาษานั้นใหเปนภาษาเครื่องเพื่อทํางานตอไป
•     ต้องมีการ compile ใหมใหตรงกับโปรเซสเซอรที่ใช้งาน
•     การคอมไพล์ใหม   เปนการเปลี่ยนภาษาชั้นสูงใหเปนภาษาเครื่องตามชุดคำสั่งของซีพียูนั้นเอง

วงรอบคำสั่ง

            

•  การทำงานของคอมพิวเตอร์ คือการที่ Processor Execute คำสั่งใน โปรแกรมตามลําดับเรื่อยไปตั้งแต่ต้นจนจบ
•  รูปแบบคำสั่งที่ง่ายที่สุดจะมี 2 ขั้นตอนคือการที่โปรเซสเซอร์อ่านหรือเฟ็ตคำสั่ง (fetches) จากหน่วยความจำครั้งละ 1 คําสั่งหลังจากนั้น จะ execute ตามคำสั่งนั้น

ส่วนประกอบคำสั่งเครื่อง

•     Operation code : กําหนด Operation ที่จะกระทำ(เชน ADD, I/O) operation ถูกกําหนดดวยเลขฐานสองทีเรียกว่า operation code หรือ opcode
•     Source operand reference : กําหนดส่วนอ้างอิงของ operand ที่่ใสเขามาสําหรับ opration 
•     Result operand reference : อางอิงถึงผลลัพธ์จากOperation
•    Next instruction reference : บอกซีพียูว่าจะไปอานคำสั่งต่อไปไดจากไหนหลังจาก executeคำสั่งนั้นเสร็จสมบูรณ์แล้ว

ประเภทคำสั่ง

           คอมพิวเตอร์จะต้องมีชุดคำสั่งที่ยอมใหผู้ใชงาน  ทำงานกับข้อมูลไดตามตองการ

•    Data processing : คําสั่งทางคณิตศาสตร์และตรรกะ
•    Data storage : คําสั่งจัดการหนวยความจำ
•    Data movement : คําสั่งจัดการอินพุต/เอาตพุต 
•    Control : คําสั่งตรวจสอบเงื่อนไขและกระโดดไปทํางาน         

 จำนวน Address Address

•  โดยทั่วไปการกลาวถึงสถาปตยกรรมคอมพิวเตอรจะกล่าวถึงจำนวน Address ปจจุบันมีความสำคัญน้อยกว่าการออกแบบ CPU
•  จำนวน Address ของระบบมีผลตอวงรอบการทำงานของคำสั่งเครื่อง
•   ยิ่งมีจำนวน Address มากก็จะยิ่งทําใหวงรอบการทำงานน้อยลง ทำใหทํางานไดเร็วขึ้น          

         

่ การออกแบบชุดคำสั่ง
          พื้นฐานการออกแบบชุดคำสั่ง

•   Operation repertoire : จํานวน Operation ที่มีใหเลือกใชรวมทั้งความซับซ้อนของ Operation ที่ควรเปน
•   Data type : ความหลากหลายของประเภทของข้อมูลที่ทำ Operation
•   Instruction format : ความยาวของคําสั่ง (เปนบิต) จํานวน address ขนาดของฟิลดและอื่น ๆ
•   Register : จํานวนรีจิสเตอรที่คำสั่งสามารถอางอิงและใชประโยชนได
•   Addressing : การกําหนดโหมดของaddress สําหรับoperand

           
ประเภท  Operation
       พื้นฐานของ Operation สามารถแบงเปนกลุม ๆ ไดคือ

•    Operation ทางดานการถายโอนข  อมูล (Data transfer)
•   Operation ทางดานคณิตศาสตร (Arithmetic) 
•   Operation ทางดานตรรกะ (Logical)
•   Operation ทางดานการแปลงคา (Conversion)
•   Operation ทางดานอุปกรณอินพุต/เอาตพตุ (I/O)
•   Operationทางดานการควบคุมระบบ (System control)

           
ประเภท Operand
             ประเภทของ Operand มีดังนี้

•        address
•       number
•       character
•       logical  

ประเภทขอมูล  Pentium

•        General
•       Integer
•       Ordinal
•       Unpacked binary coded decimal (BCD)
•       Packed BCD
•       Near pointer
•       Bit field
•       Byte string
•       Floating point

ประเภทขอมูลของ  PowerPC

•        Unsigned byte
•       Unsigned Halfword
•       Signed Halfword
•       Unsigned Word
•       Signed Word
•       Unsigned Doubleword
•       Byte String

 รูปแบบคำสั่ง

1.      ความยาวคำสั่ง
2.      การจัดวางบิต

•  จำนวนในการกําหนดโหมดของแอ็ดเดรส
• จำนวนโอเปอแรนด
•  รีจิสเตอร์กับหน่วยความจำ
•  จำนวนชุดของรีจิสเตอร์
•   ขอบเขตของแอดเดรส
•  ความละเอียดในการกําหนดแอ็ดเดรส

           
การกำหนด Address Mode

•    การกำหนด  address แบบให้ค่าโดยตรง  (Immediate Addressing)
•   การกำหนด address โดยตรง (Direct Addressing)
•   การกำหนด address ทางออม (Indirect Addressing)
•   การกำหนด  address ผ่านรีจิสเตอร์โดยตรง(Register Direct Addressing)
•   การกำหนด  address ผ่านรีจิสเตอรทางออม (Register Indirect Addressing)
•   การกำหนด   address แบบแทนที (Displacement หรือ Indexed Addressing)
•   การกำหนด  address แบบสัมพันธ (Relative Addressing)
•   การใชสแต็ก(Stack)

 Immediate Addressing

         LOAD X, #1000                      เปนการโหลดขอมูล 1000 ไวที่ตัวแปร X 

 Direct Addressing

         LOAD X, 1000                      เปนการโหลดขอมูลที่ address 1000 ไวที่ตัวแปร X  (ถาที่ address     1000 มีค่า10 ดังนั้น X จะมีคาเท่ากับ 10)

Indirect Addressing

        LOAD X, (1000)                เปนการโหลดขอมูลที่อยู่บน address ที่เก็บอยูใน address 100 (ถาที่ address 1000 มีค่า 1002 ดังนั้นข้อมูลที่แท้จริงอยู่ที่ address 1002 ในที่นี้คือ 20 ดังนั้น X จะมีคาเทากับ 20)

 Register Direct Addressing

       LOAD X, R1                         เปนการโหลดขอมูลจากรีจิสเตอร์ R1 ไวที่ตัวแปร  X  (ถาทีรีจิสเตอร์ R1 มีคา 30 ดังนั้นX จะมีคาเทากับ 30)

Register Indirect Addressing 

     LOAD X, (R1)                              เปนการโหลดขอมูลที่อยูใน Address ที่เก็บอยูในรีจิสเตอร์ R1       ไวที่ตัวแปร X  (ถาที่รีจิสเตอร R1 เก็บค่า1001 และที่Address 1001 ของหนวยความจํามีค่า  40 ดังนั้น X จะมีคาเทากับ 40)

  

 Displacement หรือ  Indexed Addressing

        LOAD X, (R1)+Constant                 เปนการโหลดขอมูลจากAddressบน  หน่วยความจำที่เกิด          จากค่าในรีจิสเตอรบวกกับคาคงที่ ไวที่ตัวแปร X  (ถาในรีจิสเตอรมีคา 1000, คาคงที่เทากับ 2 และคา      ที่ Address 1002 มีค่าเทากับ 20     ดังนั้นค่า X จะเทากับ 20)

Relative Addressing

        LOAD X, PC+Constant                  เปนการโหลดขอมูลจากaddressบนหนวยความจําที่ เกิดจาก   ค่าในโปรแกรมเคาเตอรบวกกับค่าคงที่ ไวที่ตัวแปร X (ถาในโปรแกรมเคาเตอร์มีค่า 1000, คาคงที่เท่ากับ 1 และคาที่address 1001 มีคาเทากับ  40 ดังนั้นค่าX จะเทากับ 40)

Stack

         LOAD X, Stack                                เปนการโหลดขอมูลที่อยู่บนสุดของ Stack ไวที่ตัวแปร X       (ถาขอมูลทีอยู่บนสุดของ Stack  มีค่า 1000 คา X จะมีคาเทากับ 1000 นั่นเอง

ข้อมูล (Data)

ขอมูล
          ทำงานของคอมพิวเตอร์มี 3 ขั้นตอนหลักคือ การรับข้อมูลเข้า หรืออินพุต (Input) การดําเนินการ
(Process) และการนําขอมูลออก หรือเอาตพุต(Output)
           
 พื้นฐานข้อมูล

           ข้อมูลไม่ว่าจะเป็นคาแรกเตอรรูปภาพ เสียงหรือข้อมูลในรูปแบบต่างๆ  จะต้องสามารถนำเข้าสู่คอมพิวเตอร และแปลงใหอยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมด้วยอุปกรณ์อินพุตที่ให้คอมพิวเตอร์ สามารถดำเนินการจัดเก็บหรือนำไปใช้ในระบบคอมพิวเตอรได

Character Character

•            ASCII
•            ASCII กับคาแรกเตอรภาษาไทยมาตรฐาน สมอ.
•            EBCDIC 
•            Unicode

การใส่ตัวอักษรจากแป้นพิมพ

•            ตัวอักษรที่ใสผานแปนพิมพจะถูกแปลง scan code แลวส่งเขาไป
•            สมมุติว่าผู้ใชงานคียตัวอักษร 3 ตัว “D”, “I”, “R” แลวกดคีย Enter คอมพิวเตอรจะแปลง scan code 4 ตัวเปนโคด ASCII ฐานสองเปน1000100, 1001001, 1010010, 0001101

การใสตัวอักษรจากแหล่งอื่น

•             OCR (Optical Character Recognition)
•             Barcode Reader
•             Magnetic Stripe Reader
•             Voice Input

เลขจำนวนเต็ม

•  ในระบบเลขฐานสอง สามารถแสดงคาโดยใชเลขเพียง 2 ตัวคือ 0 และ 1 โดยอาจจะใช้เครื่องหมาย + และ - รวมทั้งแทนจำนวนทศนิยมไดเชน
•                             1000011 = 35 หรือ -1011.0110 = -11.375
• แต่ในคอมพิวเตอรจะรู้จักเฉพาะเลข 0 และ 1 ไมสามารถใชประโยชนจากจุดไดแตสามารถใชเครื่องหมายลบโดยใชเงื่อนไขเพิ่มเติม การเก็บขอมูลจะเปนการเก็บค่าในรีจิสเตอร์  เช่น ถ้าเปนขนาด 8 บิต จะได้

                                 00000000 = 0 00000001 = 1

                                 01000001 = 65 10000001 = 129

                                 10000011 = 131 11111111 = 255

เลขจำนวนเต็มที่ไม่มีเครื่องหมาย

            การเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ที่เปนเลขจํานวนเต็มไมมีเครองหมายจะเก็บเลขฐานสองตามจำนวนบิตที่กำหนด เช่น

                    8 บิต = 256 ค่า(0-255)

                   16 บิต = 65,536 (0-65,535)

                   16 บิต = 4,294,967,296 (0-4,294,967,295)

เลขจำนวนเต็มที่มีเครื่องหมาย

•            Sign-and-magnitude : คลายเลขจํานวนเต็มทั่วไป แต่บิตซายสุดเปนบิตเครื่องหมาย

           เลข 0 หมายถึงจานวนเต็มบวก และเลข 1 เปนจํานวนเต็มลบ

                                   00110101 = +53

                                   10110101 = -53

•             1’s complement : เกิดจากนําเลขจํานวนเต็มฐานสองจํานวนนั้นลบออกจากค่าที่เปน 1 ทุกบิต

                   เช่น 1’s complement ของ 10110101 คือ

                               11111111-10110101 = 01001010 หรือ สลับคาทุกบิตเปนคาตรงขาม

                               10110101 ---> 01001010

•            2’s complement : เกิดจากบวก 1 เขากับบิตขวาสุดของ 1’s complement เชน หาคา 2’s complement ของ 10110100 คือ 

                              ค่า 1’s complement ของ 10110100 = 01001011

                              ค่า 2’s complement ของ 10110100 = 01001011+1

                                        = 01001100

 เลขทศนิยม

•             เลขทศนิยม:  จำนวนเต็มที่เปนมาตรฐาน 1 word ประกอบดวยเลข 7 ตัวและเครื่องหมายอีก1 ตัว รูปแบบจะเปน

                                           SMMMMMMM

                 โดยที่    S คือ Sign ซึ่งเปนบิตที่เก็บเครื่องหมาย

                               M คือ Mantissa ซึ่งเปนบิตค่าของจํานวนเต็ม

                  รูปแบบนี้สามารถเก็บค่าจำนวนเต็มในชวง

                                –9,999,999 < I < 99,999,999

•              เลขทศนิยมที่มีเครื่องหมาย:  จะมีบิตเครื่องหมาย 2 บิต  รูปแบบจะเปน

                                            SEEMMMMM

                โดยที่ S คือ Sign ซึ่งเปนบิตที่เก็บเครื่องหมาย

                           E คือ Exponent ซึ่งเปนบิตที่เก็บเลขชี้กําลัง

                           M คือ Mantissa ซึ่งเปนบิตค่าของจํานวนทศนิยม

•                 Excess-50 : กําหนดเปน 100 ชวง โดยแบงครึ่งหนึ่งเปนบวกอีกครึ่งหนึ่งเปนลบ
•                 การทำ Normalization : เปนการกําหนดรูปแบบของเลขทศนิยมเพื่อใหเกิดความแมนยำ โดยการเลื่อนจํานวนไปทางซายโดยการเพิ่มเลขชี้กำลังจนกว่า 0 ทีนำหน้าจำนวนนั้นถูกกำจัดออกไป รูปแบบมาตรฐานจะเปน

                                  MMMMM x 10EE

                     เช่น   123.4567 = 123.4567 x 100

                                      = 0.1234567 x 103

                                      = 0.12345 x 103

                                      = 05312345

•   เลขทศนิยมในคอมพิวเตอร์ :  นำรูปแบบเลขทศนิยมที่มีเครื่องหมายมาประยุกต์ใชงาน ถาใชขนาด 32 บิต จะใชบิตเครื่องหมาย 1 บิต, เลขชี้กำลัง 8 บิต (ใช excess-128 ในชวง 10-128 ถึง 10+127 ) และคาของจํานวนใช 23 บิต (ระหวาง 10-38 ถึง 10+38)
•  Packed Decimal : แตละเลขฐานสิบจะเก็บในรูปแบบ BCD ที่ใช 2 ตัวเลขเปน 1 ไบตตัวเลขที่มีคานัยสําคัญสูงสุดจะเก็บไวกอนในบิตที่มีคามากของไบตแรก เครื่องหมายถูกเก็บอยู่ในบิตที่มีค่าต่ำของไบตสุดท้ายสามารถเก็บค่าไดถึง 31 ตัวเลขคาเลขฐานสอง 1100 และ 1101 ใชแสดงเครื่องหมาย + และ – ตามลำดับ ส่วนค่า 1111 ใชเพื่อกําหนดวาจำนวนนั้นไมมีเครื่องหมาย

ขอมูลรูปภาพ

•             Raster image --> Bitmap, GIF, JPG
•             Vector image --> Graphical object, Object image
•             SVG (Scalable Vector Graphics)
•             Macromedia Flash
•              รูปภาพแบบ Object
•              รูปภาพแบบ Postscript
•              การแสดงCharacterเป็นรูปภาพ
•              รูปภาพแบบวิดีโอ

ข้อมูลเสียง

           

   การแปลงสัญญาณอนาล็อกของคลื่นเสียงเปนดิจิตอล

ข้อมูลที่ถูกบีบอัด

•     Lossless
•     Lossy

พื้นฐานสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร

    

            คอมพิวเตอร์  คือ  อุปกรณที่ประกอบดวยชิ้นสวนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรับข้อมูลและชุดคำสั่ง(Program) ในรูปแบบที่เครื่องรับไดแลวนํามาประมวลผล (Process) ขอมูลตามชุดคําสังเพื่อแกปญหา หรือทําการคํานวณที่สลับซับซอนจนไดผลลัพธ์ตามต้องการ และยังสามารถบันทึก หรือแสดง

ผลลัพธ์เหล่านั้นได้

ประเภทของคอมพิวเตอร ์

•    คอมพิวเตอร์ระดับยิ่งใหญ่หรือซุปเปอรคอมพิวเตอร์ (Super Computer) 

•    คอมพิวเตอร์ระดับใหญ่หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร ์(Mainframe Computer) 

•    คอมพิวเตอร์ระดับเล็กหรือมินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) 

•    คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรือพีซี (PC : Personal Computer)

•    คอมพิวเตอร์ขนาดสมุดบันทึกหรือโน็ตบุค (Notebook Computer)

•    คอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เลขาส่วนตัวหรือพีดีเอ (PDA : Personal Digital Assistant) 

•    คอมพิวเตอร์เครือข่ายหรือเน็ต (Net)

องค์ประกอบระบบคอมพิวเตอร์

•       ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
•       ซอฟต์แวร  (Software)
•       บคลากร (Peopleware) 
•       ข้อมูล   (Data)
•       กระบวนการทำงาน (Procedure)

วิวัฒนาการของคอมพัฒนาการของคอมพิวเตอร์

•        ลูกคิด (Abacus) 
•        John Napier สร้างเครื่องคิดเลขที่เรียกว่า “Napier’s Bones”
•         Henry Briggs คิดค้นแบบคำนวณตารางลอการิทึม
•        Edmund Gunter ได้นำค่าลอการิทึมของ Briggs มาแกะลงไม้บรรทัด
•        William Aughtred ได้นำความคิดของ Gunter มาสร้างSlide Rule  ซึ่งถือว่าเป็นคอมพิวเตอร์ อนาล็อกเครื่องแรกของโลก
•        Charles Babbage สรางเครื่องมือที่ชี่อ “อนาไลติคัล เอ็นจิน “ (Analytical engine)
•         Ada Lovelace โปรแกรมเมอร์คนแรกของโลก => ภาษา Ada 

ุยุคคอมพิวเตอร์

•   ยุคแรก(ค.ศ.1945-1955) เปนยุคคอมพิวเตอรพื้นฐานที่เปน หลอดสุญญากาศใช้ยูทิลิตี้แบบธรรมดา
•   ยุคที่2 (ค.ศ.1955-1964) เปนยุคทรานซิสเตอร ที่ชวยให้คอมพิวเตอรมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น
•   ยุคที่ 3 (ค.ศ.1965-1980) เริ่มมีการคิดค้นและผลิต IC (Integrated Circuit) ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลง มีการพัฒนาภาษาขั้นสูง
•      ยุคที่4 (ค.ศ.1980-ปจจุบัน) ความซับซอนมากขึ้นใช้ระบบปฏิบัติการแบบ Multi-mode  ใชคุณลักษณะเวอร์ชวลแมชชีน (Virtual machines) และมีการสื่อสารขอมูล

สถาปตยกรรมคอมพิวเตอรคืออะไร

•      ผู้ออกแบบระบบ IBM System/360 “สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ หมายถึง โครงสร้างของคอมพิวเตอรที่โปรแกรมเมอร์ของระบบจะต้องเข้าใจในภาษาเครื่องเพื่อเขียนโปรแกรมให้ เครื่องทำงานได้อย่างถูกต้อง”
•   Bell และ Newell ใหแนวคดของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ในรูปแบบระดับชั้นที่  เรียกว่า hierarchical, multilevel description ระดับทั้ง 4 ประกอบด้วย  ระดับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (Electronics Circuit Level), ระดับการออกแบบลอจิก (Logic Design Level), ระดับการโปรแกรม (Programming Level) และระดับการสวิตช์ โปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ (Processor-Memory-Switch Level)

พื้นฐานสถาปตยกรรมคอมพิวเตอร์

•  โปรเซสเซอร์เป็นส่วนทำงานของระบบ ซึ่งจะ Executeโปรแกรมโดยการประมวลผลทางคณิตศาสตรและลอจิกข้อมูลต่างๆ Processor เป็นเพียงส่วนเดียวที่สร้างข้อมูลใหม่โดยการรวมหรือแก้ไขขอมูลเดิม
•  หน่วยความจำทำหน้าที่เกี่ยวกับข้อมูลจนกว่าจะมีการร้องขอจากส่วนอื่่นๆ ของระบบ ในขณะที่ทำงานปกติหนวยความจำจะส่งคำสั่งและข้อมูลให้กับโปรเซสเซอร์
•  อุุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตทำหน้าที่ถ่ายโอนข้อมูลระหว่างองค์ประกอบภายนอกและภายใน
•  ช่องการสื่อสารข้อมูลที่เชื่อมระบบเข้าด้วยกันอาจจะเป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์  2 อุปกรณ์หรือเป็นสวิตซที่ซับซ้อนที่เชื่อมต่อหลาย  ๆ องค์ประกอบเข้าด้วยกัน
•  แผนภาพ PMS แทนส่วนประกอบหลักของเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแอปเปิลแมคอินทอช  (Apple Macintosh) ในตอนต้นจะใช้ช่องสื่อสารข้อมูลเดียวที่เรียกว่า“บัส” (bus) ซึ่งจะเชื่อมต่อส่วนประกอบหลักทั้งหมด  จนเมื่อบัสเป็นสวิตช์ จะมีส่วนประกอบเพียงสองส่วนที่สามารถติดต่อซึ่งกันและกันในเวลาหนึ่งๆเมื่อสวิตช์ถูกสร้างขึ้นเพื่อการถ่ายโอนข้อมูลของอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต

                                                 ตัวอย่างแผนภาพ PMS 

โมเดลของ von Neumann

            

         เครื่องของ von Neumann ทั้งโปรแกรมและข้อมูลจะใช้หน่วย ความจำเดียวกัน โดยจะมี program counter (PC) ชี้คำสั่งปัจจุบันในหน่วยความจำเมื่อไม่มี คำสั่ง branch จะมีการดึงคำสั่งจากหน่วยความจำมาประมวลผลเรียงลำดับเรื่อยไปจนกว่าจะหมดคำสั่ง

ตัวอย่างโมเดลของ von Neumann