องค์ประกอบพื้นฐานของระบบคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องจักรเอนกประสงค์ที่ออกแบบมาเพื่อปฏิบัติตามคำแนะนำเพื่อดำเนินการประมวลผลข้อมูลให้เสร็จสิ้น แม้ว่าสถาปัตยกรรมเฉพาะของคอมพิวเตอร์ประเภทต่างๆ อาจแตกต่างกัน แต่คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องก็สำเร็จได้ การประมวลผลข้อมูลโดยใช้ห้าองค์ประกอบพื้นฐานของระบบคอมพิวเตอร์ ได้แก่ อินพุต เอาต์พุต เส้นทางข้อมูล การควบคุม และหน่วยความจำ แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้เชื่อมโยงกับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์อย่างน้อยหนึ่งตัวที่สร้างขึ้นในคอมพิวเตอร์หรือเชื่อมต่อภายนอก

การสื่อสารกับโลกภายนอกเกิดขึ้นผ่านองค์ประกอบอินพุตและเอาต์พุตของระบบคอมพิวเตอร์ ข้อมูลจะถูกป้อนเข้าสู่คอมพิวเตอร์ผ่านอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ภายนอก เช่น เมาส์ คีย์บอร์ด หน้าจอสัมผัส และอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เมื่อข้อมูลได้รับการประมวลผลแล้ว จะสามารถแปลงเป็นรูปแบบที่มนุษย์อ่านได้สำหรับเอาต์พุตไปยังอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์ จอภาพ ลำโพง หรือหูฟัง คอมพิวเตอร์ยังสามารถแปลงข้อมูลเป็นรูปแบบเอาต์พุตอื่นๆ เช่น สัญญาณไฟฟ้าสำหรับควบคุมอุปกรณ์อัตโนมัติ

องค์ประกอบเส้นทางข้อมูลประกอบด้วยหลายหน่วยที่ทำการประมวลผลข้อมูลภายใน CPU (หน่วยประมวลผลกลาง) ซึ่งมักเรียกว่าสมองของคอมพิวเตอร์ CPU ตีความคำสั่งการเขียนโปรแกรมและควบคุมอุปกรณ์ภายในและภายนอก หนึ่งในหน่วยที่สำคัญที่สุดใน CPU คือ ALU (หน่วยลอจิกเลขคณิต) ซึ่งดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะกับข้อมูล คอมพิวเตอร์บางเครื่องมีหน่วยประมวลผลกราฟิกเฉพาะ (GPU) เพื่อรองรับการแสดงภาพที่ซับซ้อนด้วยความเร็วสูง เส้นทางข้อมูลยังประกอบด้วยวงจรและการลงทะเบียนที่ติดตามสถานะของระบบ เช่น ตัวนับโปรแกรมสำหรับซอฟต์แวร์ที่กำลังดำเนินการอยู่

องค์ประกอบควบคุมของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างหน่วยความจำและ CPU องค์ประกอบนี้ประสานการทำงานของคำสั่งโปรแกรมกับองค์ประกอบอื่น ๆ ทั้งหมดของระบบคอมพิวเตอร์โดยให้สัญญาณเวลาและการควบคุม งานขององค์ประกอบควบคุมทำโดยหน่วยควบคุม (CU) ซึ่งในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของ CPU หน่วยควบคุมมักถูกอธิบายว่าเป็นระบบประสาทส่วนกลางของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ใช้หน่วยความจำทั้งภายในและภายนอกเมื่อดำเนินการ หน่วยความจำภายในใช้เพื่อเก็บคำแนะนำซอฟต์แวร์และข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับโปรแกรมที่กำลังดำเนินการอยู่ หน่วยความจำภายในประกอบด้วย RAM (หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม) ซึ่งเป็นหน่วยความจำชั่วคราวเนื่องจากจะเก็บข้อมูลไว้ในขณะที่ใช้พลังงานเท่านั้น เมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ หน่วยความจำจะถูกล้าง ข้อมูลที่ไม่ได้ใช้โดยคอมพิวเตอร์มักจะเก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอกบนอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ฮาร์ดไดรฟ์และแฟลชไดรฟ์