การประมวลผลข้อมูล
(Data Processing)
หัวข้อ
(Topic)
2.1 การประมวลผลข้อมูล
2.2 หน่วยความจำ
2.3 รหัสแทนข้อมูล
2.2 หน่วยความจำ
2.3 รหัสแทนข้อมูล
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
(Learning Objective)
2.1 อธิบายขั้นตอนการประมวลผลข้อมูลของคอมพิวเตอร์ได้
2.2 อธิบายเกี่ยวกับประเภทของหน่วยความจำและเปรียบเทียบความแตกต่างได้
2.3 เปรียบเทียบความแตกต่างของรหัสแทนข้อมูลแต่ละแบบได้ และสามารถแสดงวิธีการแปลงรหัส
2.2 อธิบายเกี่ยวกับประเภทของหน่วยความจำและเปรียบเทียบความแตกต่างได้
2.3 เปรียบเทียบความแตกต่างของรหัสแทนข้อมูลแต่ละแบบได้ และสามารถแสดงวิธีการแปลงรหัส
แทนข้อมูลของคอมพิวเตอร์ได้
จากเนื้อหาในบทที่ 1
ได้กล่าวถึงองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ๆ ได้แก่ Hardware Software และ Peopleware จากองค์ประกอบทั้ง 3 ส่วนนี้ เราได้พูดถึงโครงสร้าง Hardware ด้านกายภาพ
(Physical) ของเครื่อง Micro
Computer ประกอบด้วย Monitor CPU Set / Case Keyboard ซึ่งในบทที่ 2 นี้จะขอกล่าวถึงในส่วนของ CPU Set /Case
รวมถึงวิธีการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์
2.1 การประมวลผลข้อมูล
คอมพิวเตอร์อาศัยอุปกรณ์ 4 ส่วนหลักในการประมวลผลข้อมูล ได้แก่
1.
อุปกรณ์นำเข้าข้อมูล (Input
devices)
2. อุปกรณ์ประมวลผลข้อมูล
(Processor / Central Processing Unit:CPU)
3. อุปกรณ์แสดงผลข้อมูล (Output devices)
4. อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล (Storage)
ซึ่งสามารถอธิบายขั้นตอนการประมวลผลข้อมูลได้ดังนี้
1. การนำข้อมูลเข้าสู่ระบบ
(Input) User ทำการป้อนข้อมูล (Input
data) เข้าสู่ระบบ โดยอาศัย
อุปกรณ์ Input device
2.
การประมวลผลข้อมูล (Process)
: เครื่องเริ่มทำการประมวลผล โดยข้อมูลที่
User นำเข้า
มาจะส่งไปเก็บในหน่วยความจำหลัก (Memory :RAM) จากนั้น Control Unit จะควบคุมการไหลของข้อมูลผ่านระบบ
Bus system จาก
RAM ไปยัง ALU เพื่อให้ทำงานตามคำสั่ง
ระหว่างการประมวลผล Register จะคอยเก็บชุดคำสั่งขณะที่ load
ข้อมูลอยู่ และ Cache
จะคอยดักชุดคำสั่งที่ CPU เรียกใช้บ่อย
ๆ และคอยจัดเตรียมข้อมูลหรือชุดคำสั่งเหล่านั้นเพื่อเอื้อให้
CPU ประมวลผลข้อมูลได้เร็วขึ้น
ซึ่งการประมวลผลของเครื่องนี้จะทำงานตามรอบสัญญาณนาฬิกาของเครื่อง (Machine cycle)
Note: Machine cycle หมายถึง รอบเวลาที่ใช้ในการประมวลผลชุดคำสั่งของเครื่องต่อรอบสัญญาณนาฬิกา เป็นเวลาที่ร้องขอการทำงาน เช่น การเรียก (Load) ข้อมูล, การประมวลผล (Execute)
และการจัดเก็บข้อมูล ซึ่งใน Machine cycle จะประกอบด้วย 2 ช่วงจังหวะการทำงาน ได้แก่
1. Instruction time ( I-time) หมายถึง ช่วงเวลาที่ Control unit รับคำสั่ง (Fetch) จาก memory
และนำคำสั่งนั้นใส่ลงไปใน register
จากนั้น Control unit
จะทำการถอดรหัสชุดคำสั่งและพิจารณาที่อยู่ของข้อมูลที่ต้องการ
2. Execution time หมายถึง ช่วงเวลาที่ Control unit จะย้ายข้อมูลจาก memory ไปยัง registers และส่งข้อมูลให้ ALU ทำงานตามคำสั่งนั้น เมื่อ ALU ทำงานเสร็จ Control unit จะเก็บผลลัพธ์ไว้ใน memory ก่อนส่งไปแสดงผลที่ Monitor หรือ Printer
3. การแสดงผลข้อมูล (Output) หลังจาก CPU ประมวลผลเสร็จเรียบร้อย
Control Unit
จะ
ควบคุมการไหลของข้อมูลผ่านBus system เพื่อส่งมอบ
(Transfer)
ข้อมูลจาก CPU ไปยังหน่วยความจำ จากนั้นส่งข้อมูลออกไปแสดงผลที่ Output
device (หากคุณใช้ Card เพิ่มความเร็วในการแสดงผลของจอภาพ
ก็จะส่งผลต่อความเร็วของระบบได้เช่นกัน) ผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผลข้อมูล (Data) เรียกว่า ข่าวสารหรือสารสนเทศ
(Information)
4.
การจัดเก็บข้อมูล (Storage) หน่วยจัดเก็บข้อมูล
ซึ่งหมายถึงสื่อจัดเก็บสำรอง เช่น
Harddisk
Diskette หรือCD ทำงาน 2 ลักษณะ คือ
1 ) การ Load ข้อมูลเพื่อนำไปประมวลผล ถ้าข้อมูลถูกจัดเก็บอยู่ใน Harddisk แล้ว
คุณต้องการ Load ข้อมูลขึ้นมาแก้ไขหรือประมวลผล
ข้อมูลที่ถูก Load และนำไปเก็บในหน่วยความจำ (Memory:RAM)
จากนั้นส่งไปให้ CPU
2 ) การเก็บข้อมูลเมื่อประมวลผลเสร็จ เมื่อ CPU ประมวลผลข้อมูลเสร็จ ข้อมูลนั้น
จะถูกเก็บอยู่ในหน่วยความจำ (Memory:RAM) ซึ่ง
RAM จะเก็บข้อมูลเพียงชั่วขณะที่เปิดเครื่อง (Power
On)
เมื่อไรที่คุณปิดเครื่อง โดยที่ยังไม่สั่งบันทึกข้อมูล (Save) ข้อมูลก็จะหาย (Loss) ดังนั้นหาก User ต้องการจัดเก็บข้อมูลเพื่อไว้ใช้งานในครั้งต่อไปจะต้องสั่งบันทึก
โดยใช้คำสั่ง Save ไฟล์ข้อมูลก็จะถูกนำไปเก็บในสื่อจัดเก็บสำรอง
ได้แก่ Diskette Harddisk CD หรือ Thumb
Drive แล้วแต่ว่าคุณจะเลือก Save
ไว้ในสื่อชนิดใด
แสดงขั้นตอนการประมวลผล
ดังภาพด้านล่าง
สามารถสรุปภาพรวมของการประมวลผลข้อมูล ได้ดังนี้
รู้จักกับ Processor
Processor หรือ
CPU (Central Processing Unit) หน่วยประมวลผลกลาง จัดเป็นศูนย์กลางของเครื่องในการประมวลผลข้อมูล เป็นชิป (Chip) ที่รวมชุดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อน
ทำหน้าที่เปรียบเสมือนกับสมองของคอมพิวเตอร์
ทำหน้าที่ในการ “ควบคุม คำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic)
เปรียบเทียบและประมวลผล” ซึ่งภายใน CPU แบ่งการทำงานออกเป็น 2
ส่วนหลัก ได้แก่
1.
Control
unit เป็นตัวควบคุมการเข้าถึงชุดคำสั่งของโปรแกรม ควบคุมการสื่อการระหว่าง
Memory
กับ ALU
โดยจะส่งข้อมูลและชุดคำสั่งจากสื่อจัดเก็บสำรอง (Harddisk) ไปยังหน่วยความจำ (RAM)
2. Arithmetic/logic unit (ALU) ทำการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์และตรรกศาสตร์ แยกการ
ทำงานออกเป็น
2 ส่วนได้แก่ ส่วนคำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic) และ ส่วนเปรียบเทียบตรรกศาสตร์ (Logic)
1 ) ส่วนคำนวณทางคณิตศาสตร์
(Arithmetic) ได้แก่
เครื่องหมาย
|
การกระทำ
|
+
|
บวก
|
-
|
ลบ
|
*
|
คูณ
|
/
|
หาร
|
Note : เป็นการคำนวณโดยใช้ระบบเลขฐานสอง
2 ) ส่วนเปรียบเทียบตรรกศาสตร์
(Logic)
ใช้ในการเปรียบเทียบข้อมูลตัวเลข ตัวอักษร และอักขระพิเศษ ผลลัพธ์ที่ได้จากการเปรียบเทียบเป็นจริง
(True) หรือ เท็จ (False) เท่านั้น
เครื่องหมาย
|
การกระทำ
|
= =
|
เท่ากับ
|
!=
|
ไม่เท่ากับ
|
>
|
มากกว่า
|
> =
|
มากกว่าหรือเท่ากับ
|
<
|
น้อยกว่า
|
< =
|
น้อยกว่าหรือเท่ากับ
|
ความเร็วในการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์
จะวัดจากความเร็วในการประมวลผลคำสั่ง
(Instruction) ต่อวินาที
โดยมีการใช้หน่วยวัดความเร็ว ดังนี้
- Millisecond หมายถึง 1 พันคำสั่ง / วินาที
- Microsecond หมายถึง 1 ล้านคำสั่ง / วินาที
- Nanosecond หมายถึง 1 พันล้านคำสั่ง / วินาที
- Picosecond หมายถึง 1 ล้านล้านคำสั่ง / วินาที
หน่วยวัดความเร็วของ Microprocessor
จะวัดจากความเร็วของระบบเครื่องต่อรอบสัญญาณนาฬิกา
(system clock)
ซึ่งโดยปกติแล้วจะใช้หน่วยวัดเป็น gigahertz (GHz) แต่ใน PC รุ่นเก่าอาจวัดเป็น megahertz
(MHz)
การวัดประสิทธิ์ภาพอื่น ๆ
- Millions of Instructions per
Second (MIPS) : เป็นวัดประสิทธิภาพสำหรับ High-speed PC
ซึ่งเครื่องชนิดนี้สามารถทำงานได้เกิน 500 MIPS -
Megaflop (one million floating-point operations) ใช้วัดความสามารถของเครื่อง ในการคำนวณที่มีความซับซ้อนสูง
2.2 หน่วยความจำ
หน่วยความจำจัดเป็นสื่อที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล
(Data Storage) สามารถจำแนกสื่อจัดเก็บข้อมูลได้ดังนี้
จำแนกตามประเภทของสื่อ
|
จำแนกตามความสามารถของการจัดเก็บข้อมูล
|
1. Primary storage (memory)
เป็นสื่อจัดเก็บข้อมูลหลัก
ที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจำเป็นต้องมี สื่อชนิดนี้ประกอบด้วย
หน่วยความจำ RAM และ ROM
- RAM : Random Access Memory จะวางอยู่นอก CPU เก็บข้อมูลและคำสั่งในการประมวลผล เก็บข้อมูลในขณะที่โปรแกรมกำลังทำงานอยู่
ชนิดของ RAM 2 ชนิดหลัก
1. SRAM ( Static Random Access Memory ) เก็บข้อมูลได้ระหว่างที่มีไฟหล่อเลี้ยงวงจร โครงสร้างภายในเป็น D-Flip Flop ต่อเรียงกัน ไม่จำเป็นต้องเขียนข้อมูลซ้ำใหม่เรื่อยๆ ( Refresh)
SRAM มีอัตราความเร็วมาก แต่มีราคาแพง DRAM โดยปกติแล้ว
SRAM นิยมนำมาใช้ทำเป็นหน่วยความความเร็วสูง
(Cache Memory )
2. DRAM ( Dynamic Random Access Memory ) มีความจุสูง DRAM
จะมีปัญหาเกี่ยวกับการรั่วซึมของไฟ ต้อง Recharge ไฟอยู่เรื่อย ๆ
หากไฟดับข้อมูลก็จะเริ่มสูญหายไป
กล่าวคือ
ต้องเขียนข้อมูลซ้ำใหม่เรื่อยๆ ( Refresh )
(http://www.student.chula.ac.th/~46802446/ram.htm)
- ROM : Read Only Memory
ใช้จัดเก็บโปรแกรมและข้อมูลแบบถาวร ผู้ใช้ไม่
สามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลได้
บริษัทผู้ผลิตจะฝังชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่จำเป็นต่อการทำงานของระบบไว้ในชิป ROM ไว้เรียบร้อยแล้ว ข้อมูลจะใน ROM จะคงอยู่ถึงแม้ปิดเครื่อง
|
1. Volatile storage
สื่อจัดเก็บแบบลบเลือน จะเก็บข้อมูลเพียงชั่วขณะ (Temporary Storage) ที่เปิดเครื่องเท่านั้น
เมื่อปิดเครื่องข้อมูลก็จะสูญหาย
สื่อชนิดนี้ได้แก่ RAM
|
2. Secondary storage
เป็นสื่อจัดเก็บสำรอง
คุณสามารถนำมาติดตั้งเพิ่มเติมในเครื่อง
เก็บข้อมูลระยะยาว
เป็นสื่อจัดเก็บที่แยกออกมาจากตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ สื่อชนิดนี้ ได้แก่ 1. Magnetic tape
2. Magnetic Disks ได้แก่
- Diskette: มีขนาด 3.5” ความจุ 1.44 MB
- Hard
Disk จัดเก็บข้อมูลได้มากกว่า Diskette ความจุ (GB) และการผลิต HDD ปัจจุบันใช้เทคโนโลยี Noise Guard ขจัดเสียงรบกวนของ HDD
ขณะอ่านข้อมูล
ทำให้เงียบสงบในการทำงาน และมี Impact Guard ที่รองรับแรงสั่นสะเทือน
ป้องกันแรงกระแทก ปกป้อง HDD
3. Optical Disks ได้แก่ CD-ROMs และ
DVD-ROMs
|
2. None-Volatile storage
สื่อจัดเก็บแบบไม่ลบเลือน
สามารถเก็บข้อมูลได้ยาวนานและถาวร
ถึงแม้จะปิดเครื่องข้อมูลก็จะยังคงอยู่
สื่อประเภทนี้ ได้แก่ Harddisk, Diskette , CD-ROM และ Flash Memory
|
หน่วยความจำและอุปกรณ์สำคัญอื่น ๆ
Registers
หน่วยความจำภายใน CPU ทำงานภายใต้การควบคุมของ Control unit โดยจะ
รับข้อมูลหรือชุดคำสั่งที่
CPU จำเป็นต้องใช้งาน ทำการจัดเก็บและโยกย้ายชุดคำสั่งหรือข้อมูลกับ Memory (RAM)
Cache Memory
หน่วยความจำความเร็วสูง เป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลชั่วขณะ (temporary) มีความเร็วในการส่ง
หรือโยกย้ายข้อมูลภายในคอมพิวเตอร์ มีความเร็วในการเข้าถึงและถ่ายโอนข้อมูลสูง หน้าที่หลักคือเก็บพักข้อมูลที่มีการใช้งานบ่อย
ๆ เพื่อเวลาที่ CPU ต้องการใช้ข้อมูลนั้น ๆ จะดึงข้อมูลได้เร็วขึ้น โดยจะมองหาข้อมูลใน Cache ก่อนที่จะไปมองใน RAM
และเราสามารถจำแนก Cache ได้ 2 แบบ คือ Cache Level 1 จะ Build-In CPU และ Cache Level 2
จะวางอยู่นอก CPU
Data path
คือ เส้นทางการเดินทางของข้อมูล
ในที่นี้เราจะเรียกว่า “BUS” ซึ่ง BUS เป็นเส้นทางการขนส่งข้อมูลระหว่าง CPU กับ Memory (RAM) และ ขนถ่ายข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์หนึ่งบนระบบ สามารถจำแนก ประเภทของ BUS ได้ 2 ประเภทได้แก่ External BUS
และ Internal BUS นอกจากนี้ความกว้างของ BUS
(BUS width) ใช้หน่วยวัดเป็น bits ถ้า BUS มีกว้างมากจะทำให้ขนส่งข้อมูลได้ในปริมาณมากในเวลาหนึ่ง
ๆ
ส่งผลให้ภาพรวมของระบบมีการทำงานเร็วขึ้น ส่วนความเร็วของ BUS
(BUS speed) หมายถึงความเร็วของการขนส่งข้อมูลในระบบ โดยปกติความเร็วของ BUS ในเครื่อง PC จะอยู่ที่ 400 หรือ 533 MHz ใช้หน่วยวัดเป็น Megahertz (MHz)
Main
Circuit Board
แผงวงจรหลัก (Main Circuit Board / Main Board) หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Mother Board เป็นอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ภายในกล่อง Tower Case
มีลักษณะเป็นแผ่นกระดานเรียบ
เก็บวงจรต่าง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์
โดยเฉพาะชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่สำคัญ อาทิเช่น CPU RAM ROM Cache และ BUS
ปัจจุบัน Mainboard ประสิทธิภาพสูง ของค่ายต่าง
ๆ เช่น ABIT IS7-E2 ที่ผลิตออกมาสำหรับ Pentium 4 Prescott ซึ่ง เป็น CPU รุ่นใหม่ของค่าย Intel มีข้อแนะนำว่าการเลือกใช้ CPU ตัวใดและของค่ายใดในการใช้งานก็ควรเลือก
Mainboard ให้เหมาะสมด้วย เช่น
Mainboard Socket 478 ของ ABIT
รุ่น SI7-E2
ซึ่งมีราคาไม่สูงนัก
มีขนาดกะทัดรัด เนื้อที่จำกัด สามารถติดตั้งและวางชิ้นส่วนต่าง ๆ ภายใน
Board ได้อย่างลงตัว การติดตั้งพัดลมระบายความร้อนของ
CPU ก็มีระยะห่างที่เหมาะสม การ์ดแสดงผล Slot มีระยะห่างพอดี มีคุณสมบัติมากมายและยังสามารถทำ Over
Clock ได้ ประสิทธิภาพของตัว Board
เป็นที่น่าพอใจ สามารถ Update Bios
ได้
นอกจาก
Board แล้ว ปัจจุบันก็มีการออกแบบ Tower Case
รูปทรงใหม่ โดยส่วนมากแล้วจะย้าย Port มาไว้ด้านหน้าเพื่อง่ายต่อการเชื่อมต่ออุปกรณ์
และจะมี Port USB เพิ่มมากขึ้น มี Option มากกว่าในอดีต ฝาครอบใช้น็อตหมุนด้วยมือ ไม่ต้องพก ไขควง น้ำหนักเบา มีไฟวิ่งหน้า Case ระบายอากาศได้ดี
บางรุ่นมีบัดลมระบายความร้อนให้ CPU ถึง 2 ตัว มี Design รูปหน้ารถยนต์ทรงสปอร์ต ด้านข้างฝา Case
เจาะใสให้มองเห็นอุปกรณ์ภายใน ฝา Case ทำจากอลูมิเนียมทำให้ลบรอยคม
หรือลบเหลี่ยมได้ เป็นมันเงา มีหูหิ้วด้านบนเพื่อสะดวกในการโยกย้าย
ความจุของหน่วยความจำ (Storage Sizes)
อ้างอิงหน่วยความจุ ของขนาดหน่วยความจำ (Memory) ได้ดังนี้
1. KB (Kilobyte) มีความจุ 1,024 ตัวอักษร (bytes)
หรือคำนวณได้โดยใช้ 2^10
ใช้กับแผ่น
Diskette
2. MB (Megabyte) มีความจุเป็นล้าน (million) หรือคำนวณได้โดยใช้ 2^20
ใช้กับ
CD-ROM และ Thumb Drive
3. GB (Gigabyte) มีความจุเป็นพันล้าน (billion) หรือคำนวณได้โดยใช้ 2^30
ใช้กับ Harddisk
4. TB (Terabyte)
มีความจุเป็นล้านล้าน (trillion) หรือคำนวณได้โดยใช้ 2^40
ใช้กับ Harddisk ความจุสูงชนิดพิเศษที่นำไปใช้งานเป็นเครื่อง
Server
ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อความเร็วในการประมวลผล
(Factors
Affecting Processing Speed)
มีองค์ประกอบ
5 ส่วนหลัก ๆ ที่ส่งผลกระทบต่อความเร็วในการประมวลผลของเครื่อง
1. หน่วยความจำภายใน CPU (Registers) ทำหน้าที่เก็บข้อมูลและชุดคำสั่งในขณะที่ CPU ทำการ
ประมวลผล ดังนั้นขนาดความจุของ Registers จึงมีผลโดยตรงต่อการประมวลผลในแต่ละครั้ง
Registers มีขนาดตั้งแต่ 32- 64
bit ซึ่งปัจจุบันอาจจะมากกว่านี้ ซึ่งนั่นหมายความว่าถ้า Registers ความจุมาก CPU ก็จะประมวลผลได้เร็วขึ้น
2.
หน่วยความจำหลัก (RAM) มีผลโดยตรงต่อความเร็วในการประมวลผลของระบบ
ถ้าเครื่องของคุณ
มี RAM มากก็จะสามารถเก็บข้อมูลและชุดคำสั่งได้มาก CPU จะเข้าถึงข้อมูลที่อยู่ใน
RAM ได้เร็วกว่าที่อยู่ใน Disk ส่งผลให้เครื่องทำงานได้เร็ว ในขณะประมวลผลหากหน่วยความจำของเครื่องไม่พอที่จะ
Load ข้อมูล (Not Enough Memory) CPU จะทำการสลับข้อมูลที่อยู่ใน
RAM ไปไว้ที่ Disk เพื่อให้มีพื้นที่
ใน RAM เพียงพอที่จะ Load ข้อมูลซึ่งเมื่อเกิดการสลับก็จะทำให้การทำงานนั้นช้า และส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ
3. ระบบสัญญาณนาฬิกา (System Clock) ถูกออกแบบมาสำหรับใช้กับ CPU โดยเฉพาะ ซึ่งสร้างมา
จากสารผลึกแก้วโดยใช้การสั่นสะเทือนในการทำงาน เสียงดัง “ติ๊ก (tick)” คือ ช่วงเวลาที่ตัว transistor
จะส่งสัญญาณ On และ Off เราจะเรียกช่วงของเสียงดัง
ติ๊ก นี้ว่า “Clock cycles”
และใช้หน่วยวัดเป็น Hertz (Hz) โดยจะวัด 1 รอบสัญญาณนาฬิกาต่อ 1
วินาที ถ้าคอมพิวเตอร์มี clock
speed 300 MHz จะมีเสียงดังติ๊ก 300 ล้านครั้ง/วินาที การเดินของนาฬิกาจะเร็วมาก ในขณะที่นาฬิกาเดินนั้นก็จะมีการประมวลผลคำสั่งทุก
ๆ วินาที
4. เส้นทางในการขนส่งข้อมูล (BUS) ความกว้าง (BUS
Width) และความเร็ว (Bus
Speed) ของ Bus
ส่งผลต่อปริมาณในการขนส่งข้อมูลในระบบ
5. หน่วยความจำความเร็วสูง (Cache memory) จะเก็บข้อมูลและชุดคำสั่งปัจจุบัน ที่ CPU load อยู่
โดย CPU จะทำการค้นหาข้อมูลจาก Cache
ก่อนที่จะไปค้นใน RAM และสามารถเข้าถึง
(access) ข้อมูลใน Cache ได้เร็วกว่า RAM ถ้าเป็น Cache Level-2 (L2) จะวางอยู่นอก CPU สามารถถอดออกหรือเสียบเข้าได้
ดังนั้นคุณจึงสามารถซื้อเพิ่มได้
ถ้าในเครื่องมี Cache มากก็จะมีผลกระทบโดยตรงต่อความเร็วของระบบเครื่อง
นั่นก็คือ เครื่องจะทำงานได้เร็วขึ้น
2.3 รหัสแทนข้อมูล (Data
Representation)
ไม่ว่าจะเป็นมนุษย์หรือคอมพิวเตอร์
จะทำงานกับตัวเลขโดยอาศัยระบบเลขฐาน
ระบบเลขฐาน
ระบบเลขฐาน
|
ชื่อภาษาอังกฤษ
|
ตัวเลขที่ใช้
|
2
|
Binary
|
0-1
|
3
|
Ternary
|
0-2
|
4
|
Quarternary
|
0-3
|
5
|
Quinary
|
0-4
|
6
|
Senary
|
0-5
|
7
|
Septernary
|
0-6
|
8
|
Octenary
|
0-7
|
9
|
Nonary
|
0-8
|
10
|
Denary/Decimal
|
0-9
|
11
|
Undenary
|
0-
A
|
12
|
Duodenary
|
0-
A, B
|
13
|
Tredenary
|
0-
A, B,C
|
14
|
Quatuordenary
|
0-
A, B,C,D
|
15
|
Quidenary
|
0-
A, B,C,D,E
|
16
|
Hexadenary
|
0-
A, B,C,D,E,F
|
ระบบเลขฐานในคอมพิวเตอร์
ข้อมูลที่ป้อนเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์
จะถูกแปลงให้เป็นข้อความและตัวเลขเพื่อแสดงผลต่อผู้ใช้
แต่ในกระบวนการทำงานนั้นคอมพิวเตอร์จะใช้ระบบตัวเลขฐานสอง (binary number system)
แต่มนุษย์เราจะใช้ระบบตัวเลขฐานสิบ (decimal system/ Denary) ซึ่งในระบบเลขฐานสองนั้นจะแทนด้วยตัวเลข 0 กับ 1
0 หมายถึง ไม่มีสัญญาณไฟฟ้าวิ่งเข้าสู่เครื่อง เช่นเดียวกับการปิดสวิตซ์ไฟฟ้า
( Off/False)
1 หมายถึง มีสัญญาณไฟฟ้าวิ่งเข้าสู่เครื่อง
เช่นเดียวกับการเปิดสวิตซ์ไฟฟ้า (On/True)
Base 10
|
Base 2
|
0
|
0
|
1
|
1
|
2
|
10
|
3
|
11
|
4
|
100
|
5
|
101
|
6
|
110
|
7
|
111
|
8
|
1000
|
9
|
1001
|
โครงสร้างข้อมูล
1.
Bit คือ หน่วยที่เล็กที่สุดของข้อมูล มี 2 ค่าที่เป็นไปได้คือ
0 และ 1ไม่สามารถที่จะเป็นค่าว่างได้
2.
Byte คือ
การรวมกันตั้งแต่ 8
bits ซึ่ง 8
bit เท่ากับ 1 byte (1 byte หมายถึง 1 ตัวอักษร)
3. Field คือ การนำ Byte มารวมกันแล้วได้ความหมายเกิดเป็นข้อมูลในแนวตั้ง
เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า
“Column”
4. Record คือ การนำ Field หลาย Field
มารวมกันแล้วได้ความหมายเกิดเป็นข้อมูลในแนวนอน
เรียกอีกชื่อ
หนึ่งว่า
“Row”
5. File คือการรวมกันของ Record แล้วเกิดเป็นแฟ้มข้อมูล เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “Table”
ฐานข้อมูล
(Database) หมายถึง การนำแฟ้มที่จัดเก็บข้อมูลลักษณะเดียวกัน
ประเภทเดียวกัน แฟ้มข้อมูลเหล่านั้นทำงานสัมพันธ์กัน โดยนำมาจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลเดียวกัน
เช่น ฐานข้อมูลพนักงาน
อาจประกอบไปด้วยหลายแฟ้มข้อมูล
เช่น แฟ้มประวัติพนักงาน แฟ้มผลการประเมินและการปฏิบัติงาน แฟ้มเงินเดือน เป็นต้น
รหัสแทนข้อมูล
มี 3 ประเภท ได้แก่
1. ASCII
Code (American Standard Code for Information Interchange) นิยมใช้มากสุดบนเครื่อง
PC และ Mini Computer ใช้ 8 bit ในการแทน 1
ตัวอักษร สามารถแทนข้อมูลได้ 2^8=256 แบบ (256 ตัวอักษร รวมอักขระพิเศษ)
ตารางค่ารหัส
ASCII Code
อักษรตัวพิมพ์ใหญ่
|
อักษรตัวพิมพ์เล็ก
|
||
ตัวอักษร
|
เลขฐานสิบ
|
ตัวอักษร
|
เลขฐานสิบ
|
A
|
65
|
a
|
97
|
B
|
66
|
b
|
98
|
C
|
67
|
c
|
99
|
D
|
68
|
d
|
100
|
E
|
69
|
e
|
101
|
F
|
70
|
f
|
102
|
G
|
71
|
f
|
103
|
H
|
72
|
h
|
104
|
I
|
73
|
i
|
105
|
J
|
74
|
j
|
106
|
K
|
75
|
k
|
107
|
L
|
76
|
l
|
108
|
M
|
77
|
m
|
109
|
N
|
78
|
n
|
110
|
O
|
79
|
o
|
111
|
P
|
80
|
p
|
112
|
Q
|
81
|
q
|
113
|
R
|
82
|
r
|
114
|
S
|
83
|
s
|
115
|
T
|
84
|
t
|
116
|
U
|
85
|
u
|
117
|
V
|
86
|
v
|
118
|
W
|
87
|
w
|
119
|
Z
|
88
|
x
|
120
|
Y
|
89
|
y
|
121
|
Z
|
90
|
z
|
122
|
Note: ASCII Code 8 Bit
สามารถแทนค่าข้อมูลได้ตั้งแต่ 0-255 รวมแล้ว 256 ตัวอักขระ
2. EBCDIC Code (Extended Binary Coded Decimal
Interchange Code)
นิยมใช้บนเครื่อง Mainframe ใช้ 8
bit ในการแทน 1 ตัวอักษร สามารถแทนข้อมูลได้ 2^8=256 แบบ
3. Unicode ใช้ 16 bit ในการแทนข้อมูล ซึ่งจะสามารถแทนข้อมูลได้
2^16=65,536 แบบ โดยที่ 256 ตัวแรกของ Unicode จะเหมือนกับของ
ASCII โดยรหัส Unicode จะถูกนำไปใช้กับระบบปฏิบัติการ
(OS) เช่น Windows2000 WindowsNT และ
OS/2
การแปลงเลขฐาน
สามารถแปลงเลขฐานสิบเป็นฐานสอง
ได้ 2 วิธี
1.
การนับจำนวนค่าของจำนวน Bit
ตัวอย่าง : จงแปลงอักษรตัว “a” เป็นเลขฐานสอง
Solve : จากตารางค่ารหัส
ASCII พบว่า “a”
มีค่าเท่ากับ 97 สามารถให้ค่า Bit ได้ดังนี้
2.
การหารสั้น
Solve:
ที่มา
http://lms.thaicyberu.go.th/officialtcu/main/advcourse/presentstu/course/ww521/joemsiit/joemsiit-web1/Bloom_/Bloom1.htm
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น