1. จุดประสงค์การเรียนรู้ (Objectives)
(ส่วนนี้สำหรับแผนฯ ของเราครับ) เมื่อจบบทเรียนนี้ (1 ชั่วโมง) นักศึกษาจะสามารถ:
- (K) ความรู้:
- อธิบายหน้าที่ (Function) และหลักการทำงานเบื้องต้นของ CPU, Mainboard และ RAM ได้
- ระบุส่วนประกอบสำคัญบน Mainboard ได้ (เช่น Socket CPU, RAM Slots, Chipset, PCIe Slots)
- อธิบายความหมายของสเปก (Specification) พื้นฐานได้ (เช่น Core i5, 16GB DDR4)
- (A) เจตคติ:
- ตระหนักถึงความสำคัญของ “ความเข้ากันได้” (Compatibility) ของอุปกรณ์
2. สาระสำคัญ (Core Content)
คอมพิวเตอร์ทำงานโดยมี Mainboard เป็นศูนย์กลางเชื่อมโยงทุกอย่าง, CPU เป็นสมองประมวลผล, และ RAM เป็นพื้นที่ทำงานชั่วคราว อุปกรณ์ทั้งสามชิ้นนี้ต้องทำงานสัมพันธ์กันและต้อง “เข้ากันได้” (Compatible) จึงจะสามารถทำงานเป็นระบบได้
“ทฤษฎีเมือง (The City Analogy)”
- “ถ้าคอมพิวเตอร์คือ ‘เมือง’ หนึ่งเมือง… อุปกรณ์ 3 ชิ้นที่เราจะเรียนวันนี้ คือหัวใจของเมืองครับ”
- Mainboard (เมนบอร์ด): คือ “ผังเมืองและถนน” (เป็นที่ตั้งของทุกอย่าง และเป็นเส้นทางให้ทุกอย่างวิ่งเชื่อมกัน)
- CPU (ซีพียู): คือ “ศาลากลาง หรือ โรงงานหลัก” (เป็นที่ที่คิดและประมวลผลทุกอย่างในเมือง)
- RAM (แรม): คือ “โต๊ะทำงาน หรือ ลานพักสินค้า” (เป็นที่ที่เอาของมาวางพักไว้ชั่วคราว เพื่อรอให้โรงงาน (CPU) หยิบไปประมวลผล)
“สำรวจเมืองคอมพิวเตอร์ (Mainboard, CPU, RAM)”
🔹 “Mainboard”
1.1 ภาพรวม
MAINBOARD (1700) MSI PRO B760M-A WIFI DDR5
MAINBOARD (AM5) ASUS ROG CROSSHAIR X870E HERO DDR5
Mainboard Formfactor ขนาดของเมนบอร์ด
pci express slot
“เมนบอร์ดคือแผ่นวงจรหลัก ทำหน้าที่เป็น ‘ตัวกลาง’ ให้ทุกอย่างคุยกันครับ สิ่งที่เราต้องดูบนบอร์ด คือ…”
จุดสำคัญ :
- Socket CPU (ซ็อกเก็ต): “นี่คือ ‘ที่ดิน’ ของ CPU ครับ สำคัญที่สุด! เพราะที่ดินของ Intel (เช่น LGA1700) กับของ AMD (เช่น AM5) มันไม่เหมือนกัน (เน้นเรื่อง Compatibility) ซื้อผิดคือจบ ใส่กันไม่ได้”
- RAM Slots (สล็อตแรม): “ที่สำหรับเสียบ ‘โต๊ะทำงาน’ (RAM) ของเรา บอร์ดรุ่นใหม่ก็จะเป็นช่องสำหรับ DDR5 รุ่นเก่าหน่อยก็ DDR4 สังเกตว่า ‘ร่องบาก’ มันจะไม่ตรงกัน ใส่สลับรุ่นไม่ได้ครับ”
- Chipset (ชิปเซ็ต): “ส่วนนี้ (มักมี Heatsink ปิด) คือ ‘ผู้จัดการบอร์ด’ ครับ คอยคุมว่าบอร์ดนี้จะรองรับ CPU รุ่นไหน, RAM บัสเท่าไหร่, มี USB กี่ช่อง”
- PCI-Express (PCIe) Slots: “ช่องยาวๆ นี้ เอาไว้เสียบ ‘การ์ดจอ’ (GPU) ครับ ส่วนช่องสั้นๆ ก็ไว้เสียบการ์ดอื่นๆ เช่น การ์ด LAN, การ์ดเสียง”
- SATA Ports: “ช่องเล็กๆ นี้ ไว้เสียบสายต่อไปยัง ‘โกดังเก็บของ’ (Harddisk หรือ SSD)”
- Power Connectors (ช่องต่อไฟ): “จุดเชื่อมต่อไฟจาก Power Supply (ช่อง 24-pin กับ 8-pin) เพื่อเอาไฟมาเลี้ยงทั้งเมือง”
“นี่คือ ‘ผังเมืองจริง’ ของคอมพิวเตอร์ — ทุกอย่างต้องอยู่บนนี้”
1.2 อธิบายส่วนประกอบหลัก
| ส่วนของเมนบอร์ด | หน้าที่ | การเปรียบเทียบในเมือง |
|---|---|---|
| Socket CPU | ช่องใส่ซีพียู เป็นหัวใจหลักของระบบ | ที่ตั้งของศาลากลาง |
| Slot RAM | ช่องสำหรับติดตั้งหน่วยความจำชั่วคราว | ลานพักสินค้า |
| Chipset (ชิปเซต) | ควบคุมการสื่อสารระหว่าง CPU, RAM, และอุปกรณ์อื่น ๆ | ระบบสื่อสารของเมือง (จราจร / โทรคมนาคม) |
| Power Connector | จุดจ่ายไฟจาก PSU เข้าสู่ระบบ | โรงไฟฟ้าประจำเมือง |
| SATA / NVMe Port | ช่องต่อฮาร์ดดิสก์หรือ SSD | คลังเก็บสินค้าในเมือง |
| PCIe Slot | ช่องต่อการ์ดจอ / การ์ดเสียง / การ์ดแลน | พื้นที่สร้างอาคารพิเศษ |
| I/O Ports (USB, HDMI, LAN) | ทางเข้าออกของข้อมูลจากโลกภายนอก | ประตูเมือง / ท่าเรือ |
“ถ้าเสียบ RAM ผิดช่องจะเกิดอะไรขึ้นครับ?”
→ ตอบ: คอมไม่บูต →
🔹 “CPU”
“ในเมืองคอมพิวเตอร์ ศาลากลางทำหน้าที่อะไรครับ?”
(ตอบ: วางแผน / คิด / สั่งงาน →เชื่อมโยงกับ CPU)
2.1 ภาพรวม
CPU INTEL CORE I9-14900KS LGA 1700
CPU AMD AM5 RYZEN 9 9950X3D
บรรยาย: “CPU คือ ‘สมอง’ หรือ ‘โรงงาน’ หน้าที่คือ คิด คำนวณ ประมวลผลทุกคำสั่งที่เราป้อนเข้าไป”
การอ่านสเปก:
- ค่าย (Brand): “ปัจจุบันมี 2 ค่ายหลัก เหมือนค่ายรถครับ คือ Intel (Core i3, i5, i7) กับ AMD (Ryzen 3, 5, 7)”
- Cores / Threads (คอร์/เทรด): “นี่คือตัวบอก ‘กำลังการผลิต’ ครับ”
- “Core คือ ‘คนงาน’ จริงๆ”
- “Thread คือ ‘มือ’ ของคนงาน (1 คนอาจมี 2 มือ ทำงาน 2 อย่างพร้อมกันได้)”
- “เช่น 8 Cores / 16 Threads ก็คือมีคนงาน 8 คน แต่ละคนมี 2 มือ ทำงานพร้อมกันได้ 16 งาน (ยิ่งเยอะ ยิ่งทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้ดี)”
- Clock Speed (ความเร็วนาฬิกา): “หน่วยเป็น Gigahertz (GHz) เช่น 3.5 GHz… ยิ่งเลขนี้เยอะ ยิ่งแปลว่า ‘คนงาน’ คนนั้นคิดเลขได้ ‘เร็ว’ (แต่ก็ยิ่งร้อนและกินไฟ)”
2.2 อธิบายหน้าที่หลักของ CPU
| หน้าที่ | คำอธิบาย | ตัวอย่างในชีวิตจริง |
|---|---|---|
| ประมวลผล (Processing) | คำนวณและตัดสินใจตามคำสั่งที่ได้รับ | สมองของคน |
| ควบคุม (Control) | บอกให้ส่วนอื่นทำงานตามลำดับ | หัวหน้าฝ่ายในโรงงาน |
| รับข้อมูล (Input) | รับข้อมูลจากอุปกรณ์รับเข้า | ฟังคำสั่งจากประชาชน |
| ส่งผลลัพธ์ (Output) | ส่งข้อมูลที่ประมวลผลแล้วออกไป | รายงานผลกลับสู่เมือง |
2.3 แนวคิด “Cycle การทำงานของ CPU”
🧠 แนวคิดพื้นฐาน: CPU ทำงานเป็น “รอบ” (Cycle)
CPU ไม่ได้คิดทุกอย่างพร้อมกัน แต่จะทำงานเป็น “รอบ” ซ้ำ ๆ ต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ เรียกว่า “CPU Cycle” หรือ “Machine Cycle”
แต่ละรอบจะประกอบด้วย 4 ขั้นตอนหลัก
| ขั้นตอน | คำอธิบาย | คำเปรียบเทียบ |
|---|---|---|
| 1️⃣ Fetch (รับคำสั่ง) | ดึงคำสั่งจากหน่วยความจำ (RAM) มาเตรียมประมวลผล | เหมือนพนักงานในศาลากลางไปหยิบเอกสารคำสั่งจากแฟ้ม |
| 2️⃣ Decode (แปลคำสั่ง) | แปลคำสั่งที่ได้ให้อยู่ในรูปที่ CPU เข้าใจ (แยกว่าเป็นคำสั่งคำนวณ, เก็บข้อมูล, แสดงผล ฯลฯ) | เหมือนเจ้าหน้าที่อ่านเอกสาร แล้วเข้าใจว่าต้องทำอะไรต่อ |
| 3️⃣ Execute (ประมวลผล) | ดำเนินการตามคำสั่ง เช่น คำนวณ, ส่งข้อมูล, เก็บข้อมูล ฯลฯ | เหมือนเจ้าหน้าที่ปฏิบัติงานจริง เช่น เซ็นอนุมัติ สั่งผลิต |
| 4️⃣ Store (เก็บผลลัพธ์) | นำผลลัพธ์ที่ได้ไปเก็บไว้ใน RAM หรือส่งออกไปยังอุปกรณ์อื่น | เหมือนเก็บเอกสารผลลัพธ์ไว้ในคลัง หรือส่งต่อให้แผนกอื่น |
จากนั้น CPU จะ กลับไป Fetch คำสั่งใหม่อีกครั้ง
→ กลายเป็นวงจรซ้ำ ๆ ที่เกิดขึ้น “หลายพันล้านครั้งต่อวินาที”
⚙️ ตัวอย่างจำลองการทำงาน
ตัวอย่าง:
โปรแกรมต้องการคำนวณ “2 + 3”
1️⃣ Fetch: CPU ไปดึงคำสั่ง “2 + 3” จาก RAM
2️⃣ Decode: CPU แปลว่าต้องทำ “บวก” (Addition Operation)
3️⃣ Execute: CPU ใช้หน่วยคำนวณ (ALU – Arithmetic Logic Unit) เพื่อบวก 2 กับ 3
4️⃣ Store: CPU เก็บผลลัพธ์ “5” กลับเข้าไปในหน่วยความจำ
👉 เสร็จหนึ่งรอบของ Cycle
จากนั้น CPU จะ Fetch คำสั่งถัดไป (เช่น แสดงผลลัพธ์บนหน้าจอ)
🏙️ 2.4. เปรียบเทียบตาม “ทฤษฎีเมือง (The City Analogy)”
ลองนึกภาพว่า CPU คือ ศาลากลางเมืองคอมพิวเตอร์
และคำสั่งต่าง ๆ คือ “หนังสือราชการ” ที่เข้ามาเรื่อย ๆ
ขั้นตอนการทำงานจะเหมือนกับวงจรราชการหนึ่งรอบดังนี้:
| ขั้นตอน CPU | ในเมืองคอมพิวเตอร์ | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| Fetch | เจ้าหน้าที่รับหนังสือราชการเข้ามา | มีเอกสารจากประชาชนให้คำนวณภาษี |
| Decode | เปิดเอกสาร อ่านเนื้อหา เพื่อเข้าใจว่าต้องทำอะไร | อ่านแล้วรู้ว่าเป็นงาน “คำนวณ” |
| Execute | เจ้าหน้าที่คำนวณภาษีตามสูตร | ทำการบวก ลบ คูณ หาร ตามข้อมูล |
| Store | เขียนผลลัพธ์ลงในแฟ้มเก็บเอกสาร หรือส่งต่อไปยังแผนกอื่น | เก็บผลลัพธ์ไว้ที่แผนกการเงิน |
หลังจากนั้น…ศาลากลางก็รับเอกสารฉบับใหม่ → ทำงานซ้ำไปเรื่อย ๆ
CPU ก็เช่นเดียวกันครับ — มันจะทำงาน “Fetch → Decode → Execute → Store” ซ้ำ ๆ แบบไม่หยุดพัก ตราบเท่าที่เครื่องยังเปิดอยู่
“เหมือนหัวหน้ารับคำสั่ง → แปลความหมาย → สั่งงาน → เก็บผลไว้ในแฟ้มงาน”
ตัวอย่างเปรียบเทียบ: “ถ้าเมืองเรามีโรงงานเดียวกับมี 8 โรงงาน แบบไหนผลิตของเร็วกว่า?”
🔹 “RAM”
3.1 ภาพรวม
RAM DDR4(3600) 16GB (8GBX2) KINGSTON FURY BEAST (KF436C17BBK2/16
RAM DDR5(9000) 48GB (24GBx2) G.SKILL TRIDENT Z5 CK RGB (F5-9000C4256H24GX2-TZ5CR
“ที่นี่คือที่เก็บของชั่วคราวของเมืองครับ — ถ้าของมาก เมืองจะทำงานเร็ว”
3.2 อธิบายหน้าที่
- RAM เก็บข้อมูลที่กำลังใช้งานอยู่ เช่น โปรแกรมหรือไฟล์ที่เปิดอยู่
- เมื่อปิดเครื่อง ข้อมูลจะหาย (เพราะใช้พลังงานตลอดเวลา)
- ถ้า RAM น้อย → ต้องย้ายของไปเก็บในคลัง (HDD) ตลอด ทำให้เครื่องช้า
3.3 ประเภทของ RAM
| ประเภท | ย่อจาก | ลักษณะ | ตัวอย่าง |
|---|---|---|---|
| DRAM | Dynamic RAM | ต้องรีเฟรชข้อมูลตลอดเวลา | ใช้ทั่วไปในคอมพิวเตอร์ |
| SRAM | Static RAM | เร็วกว่ามาก แต่ราคาแพง | ใช้ใน Cache ของ CPU |
| DDR RAM | Double Data Rate | ส่งข้อมูลได้สองเท่าต่อรอบสัญญาณนาฬิกา | DDR4, DDR5 |
3.4 การเลือกขนาด RAM
- 4 GB → พอสำหรับงานเอกสาร
- 8 GB → เหมาะสำหรับงานทั่วไป
- 16 GB ขึ้นไป → เหมาะกับงานตัดต่อ / โปรแกรมเมอร์ / วิศวกร
“เหมือนโต๊ะที่ใหญ่ขึ้น → วางของได้เยอะขึ้น ทำงานเร็วขึ้น”
🧭 สรุป
คำถาม:
- เมนบอร์ดทำหน้าที่อะไรในเมืองคอมพิวเตอร์?
- CPU เปรียบได้กับอะไรในเมือง?
- ถ้า RAM น้อยเกินไป จะเกิดอะไรขึ้นกับเมืองนี้?