Hardware
2. หน่วยความจำหลัก (Main Memory)
คอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้เมื่อมีข้อมูล และชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผลอยู่ในหน่วยความ จำหลักเรียบร้อยแล้วเท่านั้น และหลักจากทำการประมวลผลข้อมูลตามชุดคำสั่งเรียบร้อยแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้ จะถูกนำไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก และก่อนจะถูกนำออกไปแสดงที่อุปกรณ์แสดงผล
2.1หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการจดจำข้อมูล และโปรแกรมต่าง ๆ ที่อยู่ระหว่างการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ บางครั้งอาจเรียกว่าหน่วยเก็บข้อมูลหลัก (Primary storage) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ
2.1.1 หน่วยความจำหลักแบบอ่านได้อย่างเดียว (Read Only Memory - ROM)
เป็นหน่วยความจำแบบสารกึ่งตัวนำชั่วคราวชนิดอ่านได้อย่างเดียว ใช้เป็นสื่อบันทึกในคอมพิวเตอร์ เพราะไม่สามารถบันทึกซ้ำได้ (อย่างง่ายๆ) เป็นความจำที่ซอฟต์แวร์หรือข้อมูลอยู่แล้ว และพร้อมที่จะนำมาต่อกับไมโครโพรเซสเซอร์ได้โดยตรง หน่วยความจำประเภทนี้แม้ไม่มีไฟเลี้ยงต่ออยู่ ข้อมูลก็จะไม่หายไปจากหน่วยความจำ (nonvolatile) โดยทั่วไปจะใช้เก็บข้อมูลที่ไม่ต้องมีการแก้ไขอีกแล้วเช่น เก็บโปรแกรมไบออส (Basic Input output System : BIOS) หรือเฟิร์มแวร์ ที่ควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ใช้เก็บโปรแกรมการทำงานสำหรับเครื่องคิดเลขใช้เก็บโปรแกรมของคอมพิวเตอร์ที่ทำงานเฉพาะด้าน เช่น ในรถยนต์ที่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมวงจร ควบคุมในเครื่องซักผ้า เป็นต้น
2.1.2 หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้ (Random Access Memory - RAM)
เป็นหน่วยความจำหลัก ที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ยุคปัจจุบัน หน่วยความจำชนิดนี้ อนุญาตให้เขียนและอ่านข้อมูลได้ในตำแหน่งต่างๆ อย่างอิสระ และรวดเร็วพอสมควร ซึ่งต่างจากสื่อเก็บข้อมูลชนิดอื่นๆ อย่างเทป หรือดิสก์ ที่มีข้อจำกัดในการอ่านและเขียนข้อมูล ที่ต้องทำตามลำดับก่อนหลังตามที่จัดเก็บไว้ในสื่อ หรือมีข้อกำจัดแบบรอม ที่อนุญาตให้อ่านเพียงอย่างเดียว
ข้อมูลในแรม อาจเป็นโปรแกรมที่กำลังทำงาน หรือข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผล ของโปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่ ข้อมูลในแรมจะหายไปทันที เมื่อระบบคอมพิวเตอร์ถูกปิดลง เนื่องจากหน่วยความจำชนิดนี้ จะเก็บข้อมูลได้เฉพาะเวลาที่มีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงเท่านั้น
2.2 หน่วยเก็บข้อมูลสำรอง (Secondary Storage Unit)
2.2.1จานแม่เหล็ก ( magnetic disk storage)
จานแม่เหล็กเป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลสำรองที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายกับเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกประเภท จานแม่เหล็กประกอบด้วยแผ่นพลาสติกหรือโลหะที่เคลือบด้วยสารแม่เหล็ก ข้อมูลสามารถบันทึกและอ่านจากผิวหน้าที่เคลือบด้วยสารแม่เหล็กนี้ จานแม่เหล็กเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่มีความจุสูง มีความเชื่อถือได้ และยังสามารถเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว ประเภทของจานแม่เหล็ก เช่น ฮาร์ดดิสก์ ( hard disk ) แผ่นจานแม่เหล็กของฮาร์ดดิสก์นั้นหมุนเร็วมาก โดยที่หัวอ่านและบันทึกจะไม่สัมผัสกับผิวของแผ่นจานแม่เหล็ก ดังนั้นจึงอาจมีความผิดพลาดหรือเสียหายเกิดขึ้นได้ถ้ามีบางสิ่งบางอย่าง เช่น ฝุ่น หรือควันบุหรี่กีดขวางหัวอ่านและบันทึก เพราะอาจทำให้หัวอ่านและบันทึกกระแทกกับผิวของแผ่นจานแม่เหล็ก
ฮาร์ดดิสก์ที่นิยมใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน จะประกอบด้วยจานแม่เหล็กหลาย ๆแผ่น และสามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งสองหน้าของผิวจานแม่เหล็ก โดยที่ทุกแทรก (track) และเซกเตอร์ (sector) ที่มีตำแหน่งตรงกันของฮาร์ดดิสก์ชุดหนึ่งจะเรียกว่า ไซลินเตอร์ (cylinder) การที่ฮาร์ดดิสก์มีประสิทธิภาพและความจุที่สูง เนื่องจากฮาร์ดดิสก์หนึ่งชุดประกอบด้วยแผ่นจานแม่เหล็กจำนวนหลายแผ่นทำให้เก็บข้อมูลได้มากกว่าฟลอบปีดิสก์ โดยฮาร์ดดิสก์ในปัจจุบันจะมีความจุเริ่มตั้งแต่ 1 GB ขึ้นไป นอกจากนี้ ฮาร์ดดิสก์จะหมุนด้วยความเร็วสูงมาก คือ ตั้งแต่ 3,600 รอบต่อนาทีขึ้นไป ทำให้สามารถอ่านข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว ฮาร์ดดิสก์รุ่นใหม่ ๆ ส่วนมากจะมี ความเร็วในการอ่านข้อมูลเฉลี่ย (average access time) อยู่ประมาณ 10 ms หรือน้อยกว่า การเชื่อมฮาร์ดดิสก์กับแผงวงจรหลักจะต้องมี ส่วนเชื่อมต่อฮาร์ดดิสก์ (hard disk interface) ซึ่งจะมีวงจรมาตรฐานที่ทั้งแผงวงจรหลักและฮาร์ดดิสก์รู้จัก ทำให้ข้อมูลสามรถส่งผ่านระหว่างแผงวงจรหลักและฮาร์ดดิสก์ได้ มาตรฐานส่วนเชื่อมต่อฮาร์ดดิสก์ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือ EIED (Enhanded Integrated Drive Electronics) และ SCSI (Small Computer System Interface)
2.2.2 เทปแม่เหล็ก ( magnetic tape)
เป็นหน่วยเก็บข้อมูลที่ใช้กันมานานตั้งแต่คอมพิวเตอร์ยุคที่หนึ่งและยุคที่สอง ปัจจุบันได้รับความนิยมน้อยลง เทปแม่เหล็กมีหลักการทำงานคล้ายเทปบันทึกเสียง แต่เปลี่ยนจากการเล่น (play) และบันทัก (record) เป็นการอ่าน (read) และเขียน (write) แทน ในเครื่องเมนเฟรมเทปที่ใช้จะเป็นแบบม้วนเทป (reel-to-reel) ซึ่งเป็นวงล้อขนาดใหญ่ ในเครื่องมินิคอมพิวเตอร์จะใช้คาร์ทริดจ์เทป (cartridge tape) ซึ่งมีลักษณะคล้ายวีดีโอเทป ส่วนในเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์จะใช้ตลับเทป (cassette tape) ซึ่งมีลักษณะเหมือนเทปเพลง เทปทุกชนิดที่กล่าวมามีหลักการทำงานคล้ายกับเทปบันทึกเสียง คือจะอ่านข้อมูลตามลำดับก่อนหลังตามที่ได้บันทึกไว้ เรียกหลักการนี้ว่าการอ่านข้อมูลแบบลำดับ (sequential access) การทำงานลักษณะนี้จึงเป็นข้อเสียของการใช้เทปแม่เหล็กบันทึกข้อมูล คือทำให้อ่านข้อมูลได้ช้า เนื่องจากต้องอ่านข้อมูลในม้วนเทปไปเรื่อย ๆ จนถึงตำแหน่งที่ต้องการ ผู้ใช้จึงนิยมนำเทปแม่เหล็กมาสำรองข้อมูลเท่านั้น ส่วนข้อมูลที่กำลังใช้งานจะถูกเก็บอยู่บนหน่วยเก็บข้อมูลแบบ จานแม่เหล็ก (Magnetic Disk) เพื่อให้เรียกใช้ได้ง่าย และนำเฉพาะข้อมูลที่สำคัญและไม่ถูกเรียกใช้บ่อย ๆ มา เก็บสำรอง (back up) ไว้ในเทปแม่เหล็ก เพื่อป้องกันการสูญหายของข้อมูล
ข้อดีของเทปแม่เหล็กคือสามารถบันทึก อ่านและลบกี่ครั้งก็ได้ รวมทั้งมีราคาต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถบันทึกข้อมูลจำนวนมาก ๆ ได้อย่างรวดเร็ว ในสื่อที่มีขนาดใหญ่มากนัก ความจุของเทปแม่เหล็กจะมีหน่วยเป็น ไบต์ต่อนิ้ว (byte per inch) หรือ บีพีไอ (bpi) ซึ่งหมายถึงจำนวนตัวอักษรที่เก็บได้ในเทปยาวหนึ่งนิ้ว หรือเรียกได้อีกอย่างว่าความหนาแน่นของเทปแม่เหล็ก เทปแม่เหล็กที่มีความหนาแน่นต่ำ จะเก็บข้อมูลได้ประมาณ 1,600 บีพีไอ ส่วนเทปแม่เหล็กที่มีความหนาแน่นสูง จะเก็บข้อมูลได้ประมาณ 6,250 บีพีไอ นอกจากนี้ จะมีเทปแม่เหล็กรุ่นใหม่ ๆ คือ DAT (Digital Audio Tape) ซึ่งขนาดใหญ่กว่าเครดิตการ์ดเล็กน้อย แต่สามารถจุข้อมูลได้ 2 - 5 จิกะไบต์และ R-DATs ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่า 14 จิกะไบต์ บนเทปที่ยาว 90 เมตร
เป็นแผ่นพลาสติกวงกลม มีขนาด 3.5 นิ้ว และ 5.25 นิ้ว (วัดจากเส้นรอบวงของวงกลม) สามารถอ่านได้ด้วยดิสก์ไดร์ฟ แผ่นชนิด 3.5 นิ้วเป็นรุ่นใหม่กว่าบรรจุอยู่ในพลาสติกแบบแข็ง ส่วนขนาด 5.25 นิ้วซึ่งไม่ได้รับความนิยมในปัจจุบันแล้ว จะบรรจุอยู่ในพลาสติกที่แข็งกว่าแผ่นดิสเกตต์ แต่ยังสามารถหักงอได้ เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันนี้จะมีดิสก์ไดร์ฟหนึ่งหรือสองช่องเสมอ ดิสก์ไดร์ฟมีหน้าที่สองอย่าง คือ อ่านและบันทึก โดยการอ่านมีหลักการทำงานคล้ายกับการเล่นซีดีเพลง ส่วนการบันทึกมีหลักการทำงานคล้ายกับการบันทึกเสียงลงในเทปบันทึกเสียง ต่างกันก็ตรงที่ผู้ใช้ไม่ต้องกดปุ่มใด ๆ เมื่อต้องการบันทึกข้อมูล เพราะโปรแกรมที่ใช้งานจะจัดการให้โดยอัตโนมัติ แผ่นดิสเกตต์จะมี แถบป้องกันการบันทึก (write-protection) อยู่ด้วย ผู้ใช้สามารถเปิดแถบนี้เพื่อห้องกันไม่ให้มีการบันทึกข้อมูลอื่นทับไปหรือลบข้อมูลทิ้ง
แผ่นซีดีรอมสามารถเก็บข้อมูลได้สูงถึง 650 เมกะไบต์ต่อแผ่น การใช้งานแผ่นซีดีรอมจะต้องมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีซีดีรอมไดร์ฟ (CD-ROM Drive) ซึ่งจะมีหลายชนิดขึ้นกับความเร็วในการทำงาน ซีดีรอมไดร์ฟรุ่นแรกสุดนั้นมีความเร็วในการอ่านข้อมูลที่ 150 กิโลไบต์ต่อวินาที เรียกว่ามีความเร็ว 1 เท่าหรือ 1 x ซีดีรอมไดร์ฟรุ่นหลัง ๆ จะอ้างอิงความเร็วในการอ่านข้อมูลจากรุ่นแรก เช่น ความเร็ว 2 เท่า (2x) , ความเร็ว 4 เท่า (4x) เป็นต้น แต่ปัจจุบันนี้ ซีดีรอมไดร์ฟที่มีอยู่ในท้องตลาดจะมีความเร็วตั้งแต่สิบเท่าขึ้นไป ข้อจำกัดของซีดีรอมคือ สามารถบันทึกได้เพียงครั้งเดียวด้วยเครื่องมือเฉพาะเท่านี้น จากนั้นจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลเหล่านั้นได้ ซีดีรอมได้รับความนิยมใช้เป็นสื่อเก็บข้อมูลสำหรับอ่านอย่างเดียวเป็นอย่างมาก เช่น ซอฟต์แวร์ เกมส์ ปทานุกรม (dictionary) แผนที่โลก หนังสือ ภาพยนตร์ เป็นต้น ซึ่งในปัจจุบันซอฟต์แวร์ต่าง ๆ จะมาในรูปของซีดีรอมเป็นหลัก เนื่อกจากสะดวกต่อการติดตั้งลงฮาร์ดดิสก์ ไม่ต้องทำการเปลี่ยนแผ่นบ่อย ๆ โอกาสเสียมีน้อยและต้นทุกถูกกว่าดิสก์เกตต์มาก การบันทึกข้อมูลลงในแผ่นซีดีรอมแกติแล้วต้องใช้เครื่องมือเฉพาะซึ่งมีราคาแพง แต่ในปัจจุบันนี้มีแผ่นซีดีรอมที่สามารถบันทึกและอ่านข้อมูลได้ เรียกว่า ซีดีอาร์ ( CD-R หรือ CD Recordable) ซึ่งสามารถนำซีดีรอมไดร์ฟชนิดใดก็ได้อ่านข้อมูลในแผ่นซีดีนั้น ทำให้เหมาะกับการนำมาจัดเก็บซอฟต์แวร์ทางด้าน มัลติมีเดีย (multimedia) โดยการบันทึกข้อมูลวงบนแผ่นซีดีอาร์สามาระเก็บข้อมูลได้ประมาณ 600 เมกะไบต์ในหนึ่งแผ่น (ถ้าเก็บข้อมูลนั้นในฟลอปปีดิสก์จะต้องใช้หลายร้อยแผ่น) แผ่นซีดีอาร์มีลักษณะเหมือนแผ่นซีดีทั่ว ๆ ไปต่างกันที่สีเท่านั้น โดยแผ่นซีดดีอาร์ที่สามารถบันทึกได้นั้นมีสีทองต่างกับแผ่นซีดีธรรมดาที่มีสีเงิน การบันทึกแผ่นซีดีอาร์จะต้องใช้ซีดีอาร์ไดร์ฟ (CD-R drive) ซึ่งสามารถอ่านแผ่นซีดีปกติได้ด้วย แต่จะมีราคาสูงกว่าซีดีรอมไดร์ฟปกติมาก ซีดีอาร์ไดร์ฟสามารถบันทึกแผ่นซีดีอาร์ให้เป็นได้ทั้งซีดีรอมหรือซีดีเพลง (audio CD) นิยมนำมาใช้บันทึกเป็น แผ่นต้นฉบับ (master) เพื่อนำไปผลิตแผ่นซีดีจำนวนมาก ๆ
เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมสูงสุด โดยแผ่นดีวีดีสามารถเก็บข้อมูลได้ต่ำสุดที่ 4.7 จิกะไบต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับเก็บภาพยนตร์เต็มเรื่องด้วยคุณภาพระดับสูงสุดทั้งภาพและเสียง ทำให้เป็นที่คาดหมายว่าดีวีดีจะมาแทนที่ทั้งซีดีรอม เลเซอร์ดสิก์หรือแม้กระทั้งวีดีโอเทป ข้อกำหนดของดีวีดีจะสามารถมีความจุได้ตั้งแต่ 4.7 GM ถึง 17 GM และมีความเร็วในการเข้าถึง (Access time) อยู่ที่ 600 กิโลไบต์ต่อวินาที ถึง 1.3 เมกะไบต์ต่อวินาที รวมทั้งสามารถอ่านแผ่นซีดีรอมแบบเก่าได้ด้วย และยังมีข้อกำหนดสำหรับเครื่องรุ่นที่สามารถอ่านและเขียนแผ่นดีวีดีได้ในตัว
