วันอาทิตย์ที่ 30 พฤศจิกายน พ.ศ. 2557

พื้นฐานสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร


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

ประเภทของคอมพิวเตอร ์

  •    คอมพิวเตอร์ระดับยิ่งใหญ่หรือซุปเปอรคอมพิวเตอร์ (Super Computer) 

  •    คอมพิวเตอร์ระดับใหญ่หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร ์(Mainframe Computer) 

  •    คอมพิวเตอร์ระดับเล็หรือมินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) 

  •    คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรือพีซี (PC : Personal Computer)

  •    คอมพิวเตอร์ขนาดสมุดบันทึหรือโน็ตบุค (Notebook Computer)
  •    คอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เลขาส่วนตัหรือพีดีเอ (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 

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น