Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Hardware

A-Level Computer Science · ⁨Computer Science A-Level⁩ · Topic 3 · ⁨หัวข้อ 3⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
22:38

คอมพิวเตอร์และส่วนประกอบ

เปิดคอมพิวเตอร์ใดๆ — ผ่านเคส ผ่านชิป ลงไปถึงซิลิคอน — คุณจะพบสวิตช์ ไม่ใช่พัน ไม่ใช่ล้าน แต่เป็นพันล้าน และแต่ละตัว…**

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

3.1

Computers and their components · ⁨คอมพิวเตอร์และส่วนประกอบ⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
Candidates should be able to: Notes and guidance
Show understanding of the need for input, output, primary memory and secondary (including removable) storage
Show understanding of embedded systems Including: benefits and drawbacks of embedded systems
Describe the principal operations of hardware devices Including: Laser printer, 3D printer, microphone, speakers, magnetic hard disk, solid state (flash) memory, optical disc reader/writer, touchscreen, virtual reality headset
Show understanding of the use of buffers
Explain the differences between Random Access Memory (RAM) and Read Only Memory (ROM) Including their use in a range of devices and systems
Explain the differences between Static RAM (SRAM) and Dynamic RAM (DRAM) Including the use of SRAM and DRAM in a range of devices and systems and the reasons for using one instead of the other depending on the device and its use
Explain the difference between Programmable ROM (PROM), Erasable Programmable ROM (EPROM) and Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM)
Show an understanding of monitoring and control systems Including: • difference between monitoring and control • use of sensors (including temperature, pressure, infra-red, sound) and actuators • importance of feedback
ไทย
ผู้เข้าสอบควรสามารถ: หมายเหตุและคำแนะนำ
แสดงความเข้าใจในความจำเป็นของ อินพุต, เอาต์พุต, หน่วยความจำหลัก และ พื้นที่จัดเก็บข้อมูลรอง (รวมถึงแบบถอดได้)
แสดงความเข้าใจใน ระบบฝังตัว (embedded systems) รวมถึง: ประโยชน์และข้อเสียของระบบฝังตัว
อธิบายการทำงานหลักของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ รวมถึง: เครื่องพิมพ์เลเซอร์, เครื่องพิมพ์ 3 มิติ, ไมโครโฟน, ลำโพง, ฮาร์ดดิสก์แม่เหล็ก, หน่วยความจำstyled state (flash), เครื่องอ่าน/เขียนดิสก์ออปติคอล, หน้าจอสัมผัส, แว่นตาความเป็นจริงเสมือน
แสดงความเข้าใจในการใช้ บัฟเฟอร์ (buffers)
อธิบายความแตกต่างระหว่าง Random Access Memory (RAM) และ Read Only Memory (ROM) รวมถึงการใช้งาน它们在 various devices and systems
อธิบายความแตกต่างระหว่าง Static RAM (SRAM) และ Dynamic RAM (DRAM) รวมถึงการใช้งาน SRAM และ DRAM ในอุปกรณ์และระบบต่างๆ และเหตุผลในการเลือกใช้ชนิดใดชนิดหนึ่งแทนอีกชนิดหนึ่งตามลักษณะของอุปกรณ์และการใช้งาน
อธิบายความแตกต่างระหว่าง Programmable ROM (PROM), Erasable Programmable ROM (EPROM) และ Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM)
แสดงความเข้าใจใน ระบบตรวจสอบและควบคุม รวมถึง: • ความแตกต่างระหว่างการตรวจสอบและการควบคุม • การใช้ เซนเซอร์ (รวมถึงอุณหภูมิ, ความดัน, อินฟราเรด, เสียง) และ แอค추เอเตอร์ (actuators) • ความสำคัญของ Feedback

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

A general-purpose computer has four building blocks:

  • input devices 输入设备 — get data in (keyboard, mouse, microphone, scanner, sensors).
  • output devices 输出设备 — give results out (monitor, speakers, printer, actuators).
  • primary memory 主存储器 — fast memory the processor 处理器 (CPU) reaches directly (RAM and ROM). Holds the running program and its data.
  • secondary storage 辅助存储器 — slower, larger, keeps programs and data when not in use (hard disk, SSD, optical disc, USB stick).

The syllabus asks why each is needed. Input devices are needed because the computer can only work on data and instructions that have been entered. Output devices are needed to present the results in a form people can use. Primary memory is needed because the processor can only execute instructions and use data that are held in memory it can address directly, and it must reach them fast. Secondary storage is needed because primary memory is volatile and small: programs and data must survive the power being switched off, in a larger and cheaper store, and removable storage lets data be moved between computers or kept as a backup.

ไทย

คอมพิวเตอร์อเนกประสงค์มีสี่โครงสร้างพื้นฐาน:

  • input devices — รับข้อมูลเข้า (คีย์บอร์ด, เมาส์, ไมโครโฟน, สแกนเนอร์, เซนเซอร์).
  • output devices — แสดงผลลัพธ์ออก (จอภาพ, ลำโพง, เครื่องพิมพ์, Actuators).
  • primary memory — หน่วยความจำความเร็วสูงที่ processor (CPU) เข้าถึงได้โดยตรง (RAM และ ROM) เก็บโปรแกรมที่กำลังทำงานและข้อมูลของมัน
  • secondary storage — ช้ากว่า แต่มีความจุใหญ่กว่า เก็บโปรแกรมและข้อมูลเมื่อไม่ได้ใช้งาน (ฮาร์ดไดรฟ์, SSD, ไดร์ฟ光盘, แฟลชไดรฟ์ USB).

หลักสูตรต้องการทราบเหตุผลว่าทำไมจึง จำเป็น ต่ออุปกรณ์แต่ละชนิด Input devices จำเป็นเพราะคอมพิวเตอร์จะทำงานกับข้อมูลและคำสั่งที่ป้อนเข้ามาเท่านั้น Output devices จำเป็นเพื่อแสดงผลลัพธ์ในรูปที่มนุษย์สามารถใช้ Primary memory จำเป็นเพราะ processor สามารถดำเนินการตามคำสั่งและใช้ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำที่มันเข้าถึงได้โดยตรง และต้องเข้าถึง它以 quickly Secondary storage จำเป็นเพราะ primary memory เป็นแบบ volatile และมีขนาดเล็ก: โปรแกรมและข้อมูลต้องคงอยู่ได้แม้ปิดเครื่อง需在更大的和更便宜的存储介质中,并且 removable storage ช่วยให้ง่ายต่อการย้ายข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์หรือสำรองข้อมูล

คีย์บอร์ดคอมพิวเตอร์ไร้สาย QWERTY ขนาดเต็ม สีขาวบนพื้นหลังสีขาว
Kีย์บอร์ด: input device ที่พบบ่อยสำหรับการพิมพ์ข้อความและคำสั่ง
เมาส์คอมพิวเตอร์ไร้สายสมัยใหม่บนพื้นหลังสีขาว, มีปุ่มสองปุ่มและล้อเลื่อน
เมาส์: pointing input device
สแกนเนอร์แบบแบนบนพื้นหลังสีขาว, ที่มีภาพถ่ายออกมาจากด้านหน้าหลังจากการสแกน
Flatbed scanner: input device ที่แปลงหน้ากระดาษให้เป็นดิจิทัลภาพ
จอภาพคอมพิวเตอร์แบบแบนหน้าจอสีเงินบนฐานทรงกลม, ที่มีหน้าจอสีเข้ม
จอภาพ: output device ที่พบบ่อยที่แสดงภาพหน้าจอ
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Tap the blocks of a computer system · ⁨แตะบล็อกของระบบคอมพิวเตอร์⁩

Explore the four blocks plus the CPU. Data flows input → processing → output, while primary memory holds the running program and secondary storage keeps it for later. · ⁨สำรวจสี่บล็อกพร้อม CPU ข้อมูลไหลจากอินพุต → ประมวลผล → เอาต์พุต ในขณะที่หน่วยความจำหลัก程序中โปรแกรมที่運行และการจัดเก็บรองเก็บไว้สำหรับภายหลัง⁩

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Network route lab · ⁨ห้องปฏิบัติการเส้นทางเครือข่าย⁩

Follow data from a device through network hardware and protocols. · ⁨ติดตามข้อมูลจากอุปกรณ์ผ่านฮาร์ดแวร์และโปรโตคอลเครือข่าย⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
input devices/ˈɪnpʊt dɪˈvaɪsɪz/ อุปกรณ์อินพุต
output devices/ˈaʊtpʊt dɪˈvaɪsɪz/ อุปกรณ์เอาต์พุต
actuator/ˈæktʃuːeɪtə/ actuator
primary memory/ˈpraɪməri ˈmeməri/ หน่วยความจำหลัก
processor/ˈprəʊsesə/ หน่วยประมวลผล
RAM/ræm/ RAM
ROM/rɒm/ ROM
secondary storage/ˈsekəndəri ˈstɔːrɪdʒ/ การจัดเก็บรอง
hard disk/hɑːd dɪsk/ ฮาร์ดดิสก์
volatile/ˈvɒlətaɪl/ ไม่ถาวร ( volatile )
3.1

Embedded systems · ⁨ระบบฝังตัว⁩

English

An embedded system 嵌入式系统 is a computer built into another device to do one fixed job (washing machine, microwave, car engine unit, thermostat).

  • benefits: optimised for one task, so it is small, uses little power and is cheap to make in volume; reliable, because it runs one fixed program with few chances to go wrong; starts quickly and needs no user set-up; easy to use through a simple interface.
  • drawbacks: limited to its one task, so it cannot be upgraded to do more; hard to update (its firmware 固件 may need special tools or cannot be changed at all); difficult to troubleshoot, and usually the whole device must be replaced when it fails; if it is connected to a network it can be a security weakness, because its software is rarely patched.

A "describe the drawbacks" question wants each drawback as a full point: what the limitation is and what it means for the user, for example "the firmware cannot be updated, so a security fault found later cannot be fixed".

ไทย

Embedded system คือคอมพิวเตอร์ที่ถูกสร้าง เข้าไปในอุปกรณ์อื่น เพื่อทำงานเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่ง (เครื่องซักผ้า, เตาไมโครเวฟ, หน่วยควบคุมเครื่องยนต์รถยนต์, เทอร์โมสตัท).

  • benefits: ถูกปรับให้เหมาะสำหรับงานเดียว จึงมีขนาดเล็ก ใช้พลังงานน้อย และผลิตจำนวนมากได้ในราคาถูก; เชื่อถือได้ เพราะรันโปรแกรมที่ตายตัวเพียงหนึ่งแบบและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดน้อย; เริ่มทำงานได้รวดเร็วและไม่จำเป็นต้องตั้งค่าผู้ใช้; ใช้งานง่ายผ่านอินเทอร์เฟซที่เรียบง่าย
  • ข้อเสีย: ทำได้เพียงงานเดียวเท่านั้น จึงไม่สามารถอัปเกรดให้ทำงานอื่นเพิ่มได้; อัปเดตยาก (อาจต้องใช้เครื่องมือเฉพาะสำหรับ เฟิร์มแวร์ หรือไม่สามารถเปลี่ยนได้เลย); การหาและแก้ไขปัญหาทำได้ยาก และโดยทั่วไปหากอุปกรณ์ล้มเหลวจะต้องเปลี่ยนทั้งเครื่อง; หากเชื่อมต่อกับเครือข่าย อาจเป็นช่องโหว่ด้านความปลอดภัย เนื่องจากซอฟต์แวร์ jarangได้รับการแก้ไข

คำถามที่ระบุว่า "อธิบายข้อเสีย" ต้องการให้ระบุข้อเสียแต่ละข้อเป็นประเด็นเต็ม: คือข้อจำกัดคืออะไร และมีผลต่อผู้ใช้อย่างไร เช่น "เฟิร์มแวร์ไม่สามารถอัปเดตได้ ดังนั้นเมื่อพบความผิดพลาดด้านความปลอดภัยในภายหลังก็ไม่สามารถแก้ไขได้"

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
embedded system/emˈbedɪd ˈsɪstəm/ ระบบฝังตัว
firmware/ˈfɜːmweə/ เฟิร์มแวร์
3.1

Principal hardware devices · ⁨อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์หลัก⁩

English

Laser printer

A laser printer 激光打印机 scans the page image onto a charged photosensitive drum 感光鼓. Toner 墨粉 sticks to the charged areas, transfers to the paper, and is melted on by a fuser. Fast, sharp, high-volume.

How it works, in the steps the mark scheme lists:

  1. The data for the page is sent to the printer's buffer.
  2. The drum is given a uniform electrostatic charge.
  3. A laser, reflected off a rotating mirror, scans the page image onto the drum, removing the charge where it strikes, so the charge left on the drum matches the image.
  4. Toner, a charged powder, is attracted to the charged parts of the drum only.
  5. The paper is given the opposite charge and rolled against the drum, so the toner transfers onto it.
  6. The fuser 定影器, a pair of heated rollers, melts the toner into the paper. The drum is then discharged and cleaned for the next page.

3D printer

A 3D printer 3D打印机 builds an object layer by layer: FDM melts plastic filament through a nozzle; stereolithography cures liquid resin with a UV laser. Used for prototypes and custom medical parts.

How it works:

  1. A model of the object is designed in CAD software (or scanned).
  2. Slicing software divides the model into thin horizontal layers and produces the instructions for each one.
  3. The printer builds the object one layer at a time: an FDM printer melts plastic filament 塑料丝 and lays it down through a moving nozzle; a resin printer cures liquid resin with a laser or UV light; a powder printer fuses powder with a laser.
  4. Each layer bonds to the layer below, and the platform (or nozzle) moves by one layer's thickness.
  5. When the last layer is done, any support material is removed. Uses include prototypes, custom medical parts such as prosthetics, and spare parts printed on demand.

Microphone and speakers

A microphone 麦克风 turns sound into an electrical signal (a diaphragm vibrates, changing capacitor 电容器 charge or coil position); the signal is digitised by an analogue-to-digital converter 模数转换器 (ADC). A speaker does the reverse — a varying signal drives a coil in a magnetic field, moving a cone to make sound.

How a microphone works: sound waves make a diaphragm 膜片 vibrate; in a dynamic microphone a coil attached to the diaphragm moves in a magnetic field, so a varying current is induced in it, and in a condenser microphone the diaphragm is one plate of a capacitor whose capacitance changes as it moves; the varying analogue signal is then sampled by an ADC and stored as digital data. A speaker runs the chain backwards: a digital-to-analogue converter 数模转换器 (DAC) produces a varying current, the current in the coil creates a changing magnetic field that pushes against the permanent magnet, the coil and cone move in and out, and the cone's movement makes pressure waves in the air.

Magnetic hard disk (HDD)

A hard disk 硬盘 stores data on spinning platters coated with magnetic material. Each platter has tracks 磁道 divided into sectors 扇区. A read/write head 读写头 floats just above and magnetises tiny regions (write) or senses them (read). Cheap per gigabyte, but slower than SSDs and has moving parts.

How it works: the platters spin at high speed (thousands of revolutions per minute); each surface is divided into concentric tracks and each track into sectors; read/write heads on actuator arms 磁头臂 move across the platters to the right track; to write, the head magnetises a tiny region with one of two polarities, representing 0 or 1; to read, it detects the polarity as the region passes beneath it. The delays, waiting for the arm to reach the track and for the sector to spin round, are why a hard disk is slower than an SSD.

Solid-state (flash) memory

A solid-state drive 固态硬盘 stores data as charge in transistors 晶体管, with no moving parts. Faster random access than HDDs, tougher, lower power, but dearer per gigabyte; each cell wears out after many writes.

How it works: each cell is a floating-gate transistor 浮栅晶体管; a charge trapped on the floating gate represents a bit and stays there when the power is off; a controller chip maps each address to a cell and spreads writes across the cells, because a cell survives only a limited number of writes.

Magnetic hard disk Solid-state drive
Moving parts platters and heads none
Speed slower: seek and rotation delays much faster random access
Cost per gigabyte lower higher
Robustness damaged by knocks; noisy; more power shock-resistant; silent; less power
Lifetime many rewrites; wears mechanically limited write cycles per cell

A "why a server uses hard disks rather than SSDs" question wants the left column: cheaper per gigabyte for very large capacities, a long life under constant rewriting, and easier data recovery.

Optical disc

A laser detects reflections from tiny pits on an optical disc 光盘 (CD, DVD, Blu-ray). The drive is an optical disc reader/writer: writing uses a stronger laser to change the surface's reflectivity.

How it works: the disc carries one long spiral track of pits 凹坑 and lands 平台 (the flat areas between them); the disc spins and a laser is focused on the track; light reflected from a land differs from light reflected at the edge of a pit, and a light sensor reads each change as a 1 and no change as a 0. Writing uses a stronger laser to change the reflectivity of a dye or alloy layer. A Blu-ray uses a blue laser with a shorter wavelength, so its pits are smaller and closer together, which is why it holds more data than a DVD.

Touchscreen

A touchscreen 触摸屏 senses contact. Resistive 电阻式: two conductive layers pressed together; works with anything but is less accurate. Capacitive 电容式: a finger disturbs a charge field; accurate, multi-touch, used in phones.

How it works: a resistive screen has two thin conductive layers separated by spacers; pressing pushes the top layer onto the bottom one, closing a circuit at that point, and the controller reads the voltage to find the coordinates. A capacitive screen has a glass layer coated with a transparent conductor that holds a charge; a finger touching it draws a tiny current, the current is measured at each corner, and the controller works out the touch position from the differences. Capacitive screens respond to a light touch and to several fingers at once, but not to a gloved finger or an ordinary stylus.

Virtual reality headset

A virtual reality 虚拟现实 (VR) headset has two small displays (one per eye) and motion sensors (accelerometer 加速度计, gyroscope 陀螺仪) that track head movement so the scene shifts as you look around.

How it works: each eye sees its own display through a lens, and the two images differ slightly, so the brain sees depth; sensors (accelerometer, gyroscope, sometimes cameras) report where the head is and which way it points; the computer re-renders the scene from that viewpoint many times a second, so turning the head turns the view; headphones give sound that matches the direction. Used for games, for training such as flight or surgery simulators, and for viewing designs before they are built.

ไทย

เครื่องพิมพ์เลเซอร์

เครื่องพิมพ์เลเซอร์scan ภาพหน้ากระดาษ onto ที่ ดรัม ที่มีคุณสมบัติไวต่อแสงและถูกชาร์จไฟฟ้าแล้ว โทเนอร์ จะติดกับพื้นที่ที่ถูกชาร์จ ส่งไปยังกระดาษ และหลอมด้วย ฟิวเซอร์ ความเร็วสูง คุณภาพคมชัด ปริมาณการพิมพ์มาก

เครื่องพิมพ์เลเซอร์เดสก์ท็อปสีดำบนพื้นหลังสีขาว มีหน้ากระดาษกำลังออกทางด้านบน
เครื่องพิมพ์เลเซอร์: การพิมพ์ที่รวดเร็วและคมชัด โดยใช้ดรัมที่มีประจุไฟฟ้าและโทเนอร์

การทำงานตามขั้นตอนที่เกณฑ์การให้คะแนนระบุ:

  1. ข้อมูลของหน้ากระดาษจะถูกส่งไปยังบัฟเฟอร์ของเครื่องพิมพ์
  2. ดรัม ถูกกำหนดให้ได้รับประจุไฟฟ้าสถิตสม่ำเสมอ
  3. เลเซอร์ซึ่งสะท้อนจากกระจกหมุน_scan_ ภาพหน้ากระดาษ onto ดรัม โดยลบประจุในพื้นที่ที่เลเซอร์กระทบ ทำให้ประจุที่เหลืออยู่บนดรัมสอดคล้องกับภาพ
  4. โทเนอร์ ซึ่งเป็นผงที่มีประจุไฟฟ้า จะถูกดึงดูดเข้าหาส่วนที่มีประจุไฟฟ้าบนดรัมเท่านั้น
  5. กระดาษจะได้รับประจุตรงข้ามและกลิ้งทับกับดรัม เพื่อให้โทเนอร์ถ่ายโอน onto กระดาษ
  6. ฟิวเซอร์ ซึ่งประกอบด้วยลูกกลิ้งร้อนสองตัว จะหลอมโทเนอร์ onto กระดาษ จากนั้นดรัมจะถูกปลดประจุและทำความสะอาดเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับหน้าถัดไป

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ สร้างวัตถุแบบ 3D ทีละชั้น: FDM หลอมเส้นใยพลาสติกผ่านหัวฉีด; Stereolithography ทำให้เรซิ่นเหลวแข็งตัวด้วยเลเซอร์ UV ใช้สร้างต้นแบบและชิ้นส่วนทางการแพทย์ที่กำหนดเอง

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM เดสก์ท็อปสีดำที่มีกรอบปิด หน้าต่างกระจกด้านหน้า มีชิ้นส่วนกำลังถูกพิมพ์อยู่ภายใน บนพื้นหลังสีขาว
เครื่องพิมพ์ 3 มิติ FDM สร้างวัตถุทีละชั้นโดยการหลอมเส้นใยพลาสติก

วิธีการทำงาน:

  1. โมเดลของวัตถุถูกออกแบบในซอฟต์แวร์ CAD (หรือสแกน)
  2. ซอฟต์แวร์ Slicing แบ่งโมเดลออกเป็นชั้นบางๆ ตามแนวนอนและสร้างคำสั่งสำหรับแต่ละชั้น
  3. เครื่องพิมพ์สร้างวัตถุทีละชั้น: เครื่องพิมพ์ FDM หลอม เส้นใย พลาสติกและวางลงผ่านหัวฉีดเคลื่อนที่; เครื่องพิมพ์เรซิ่นทำให้เรซิ่นเหลวแข็งตัวด้วยเลเซอร์หรือแสง UV; เครื่องพิมพ์ผงรวมผงด้วยเลเซอร์
  4. แต่ละชั้นจะยึดติดกับชั้นด้านล่าง และแท่น (หรือหัวฉีด) เคลื่อนย้ายไปหนึ่งชั้นความหนา
  5. เมื่อชั้นสุดท้ายเสร็จสิ้น วัสดุรองรับจะถูกกำจัดออก ใช้สำหรับต้นแบบ ชิ้นส่วนทางการแพทย์ที่กำหนดเองเช่นอวัยวะเทียม และอะไหล่ที่พิมพ์ตามต้องการ

ไมโครโฟนและลำโพง

ไมโครโฟน เปลี่ยน เสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า (ไดอะแฟรมสั่น เปลี่ยนประจุของ คาปาซิเตอร์ หรือตำแหน่งคอยล์); สัญญาณจะถูกแปลงเป็นดิจิทัลโดย ตัวแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) ลำโพงทำหน้าที่ตรงกันข้าม — สัญญาณแปรผันขับเคลื่อนคอยล์ในสนามแม่เหล็ก ทำให้กรวยเคลื่อนที่เพื่อสร้างเสียง

ไมโครโฟนเดสก์ท็อป USB สีดำตั้งอยู่บนฐาน บนพื้นหลังสีขาว
ไมโครโฟนเปลี่ยนเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
ภาพตัดขวางของไมโครโฟน: คลื่นเสียงชนไดอะแฟรมที่เชื่อมต่อกับคอยล์รอบแม่เหล็กถาวร ให้กระแสไฟเอาต์พุต
ภายในไมโครโฟน: เสียงทำให้ไดอะแฟรมและคอยล์สั่นเพื่อสร้างกระแสไฟ
ภาพตัดขวางของลำโพง: กระแสไฟในคอยล์รอบแกนเหล็กใกล้แม่เหล็กถาวร ทำให้กรวยกระดาษเคลื่อนที่เพื่อสร้างคลื่นเสียง
ภายในลำโพง: กระแสไฟแปรผันในคอยล์ทำให้กรวยเคลื่อนที่เพื่อสร้างเสียง

การทำงานของไมโครโฟน: คลื่นเสียงทำให้ ไดอะแฟรม สั่น; ในไมโครโฟนแบบไดนามิก คอยล์ที่ติดกับไดอะแฟรมเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดกระแสแปรผันเหนี่ยวนำขึ้น และในไมโครโฟนแบบคอนเดนเซอร์ ไดอะแฟรมเป็นแผ่นหนึ่งของคาปาซิเตอร์ whose capacitance เปลี่ยนแปลงเมื่อมันเคลื่อนที่; สัญญาณแอนะล็อกแปรผันจะถูกสุ่มตัวอย่างโดย ADC และจัดเก็บเป็นข้อมูลดิจิทัล ลำโพงทำงานย้อนกลับ: ตัวแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นแอนะล็อก (DAC) สร้างกระแสแปรผัน กระแสในคอยล์สร้างสนามแม่เหล็กแปรผันที่ผลักกับแม่เหล็กถาวร คอยล์และกรวยเคลื่อนที่เข้า-ออก และการเคลื่อนที่ของกรวยสร้างคลื่นความดันในอากาศ

ฮาร์ดดิสก์แบบแม่เหล็ก (HDD)

ฮาร์ดดิสก์ เก็บข้อมูลบนจานหมุนที่เคลือบด้วยวัสดุแม่เหล็ก แต่ละจานมี เทร็ก แบ่งเป็น เซกเตอร์ หัวอ่าน/เขียน ลอยอยู่เหนือเล็กน้อยและทำให้บริเวณเล็กๆ เป็นแม่เหล็ก (เขียน) หรือตรวจจับ (อ่าน) ราคาถูกต่อ吉字节 แต่ช้ากว่า SSD และมีชิ้นส่วนเคลื่อนที่

ฮาร์ดดิสก์ 3.5 นิ้วที่เปิดออก: จานวงกลมเงางามที่มีแขนแอค추เอเตอร์และหัวอ่าน/เขียน resting อยู่เหนือมัน
ฮาร์ดดิสก์เปิด: แขนแอคชูเอเตอร์นำหัวอ่าน/เขียนผ่านจาน
จานฮาร์ดดิสก์วาดเป็นวงกลมเทร็กแบบร่วมศูนย์กลาง เทร็กหนึ่งถูกเน้น แสดงการแบ่งเป็นเซกเตอร์
เทร็กและเซกเตอร์บนจานฮาร์ดดิสก์

การทำงาน: จานหมุนด้วยความเร็วสูง (หลายพันรอบต่อนาที); แต่ละพื้นผิวแบ่งเป็นเทร็กแบบร่วมศูนย์กลางและแต่ละเทร็กแบ่งเป็นเซกเตอร์; หัวอ่าน/เขียนบน แขนแอคชูเอเตอร์ เคลื่อนที่ผ่านจานไปยังเทร็กที่ต้องการ; เพื่อเขียน หัวจะทำให้บริเวณเล็กๆ เป็นแม่เหล็กด้วยขั้วใดขั้วหนึ่ง代表 0 หรือ 1; เพื่ออ่าน它ตรวจจับขั้วเมื่อบริเวณนั้นเคลื่อนที่ผ่านใต้หัว ความล่าช้าในการรอให้แขนไปถึงเทร็กและการรอให้เซกเตอร์หมุนผ่านเป็นเหตุผลที่ทำให้ฮาร์ดดิสก์ช้ากว่า SSD

หน่วยความจำแบบโซลิดสเตต (แฟลชเมมโมรี่)

ไดรฟ์สภาวะแข็ง (Solid-state drive) เก็บข้อมูลในรูปของประจุไฟฟ้าภายใน ทรานซิสเตอร์ โดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ เข้าถึงข้อมูลแบบสุ่มได้เร็วกว่าฮาร์ดดิสก์ ดุ่ดยิ่งกว่า ใช้พลังงานน้อยกว่า แต่มีราคาต่อเกกะไบต์สูงกว่า; แต่ละเซลล์จะเสื่อมสภาพหลังจากมีการเขียนข้อมูลเป็นจำนวนมาก

วงจรเปิดของฮาร์ดไดรฟ์แบบโซลิดสเตตบนพื้นหลังสีขาว: ชิปแฟลชเมมโมรี่สีดำขนาดใหญ่ทางซ้าย, ชิปคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็กกว่า, ส่วนประกอบเล็กๆ จำนวนมาก และตัวเชื่อมต่อ SATA แบบแบนตามขอบด้านล่าง — ไม่มีจานดิสก์หรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่
ภายใน SSD: ข้อมูลถูกจัดเก็บในชิปแฟลชเมมโมรี่ โดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ (เปรียบเทียบกับฮาร์ดดิสก์ด้านบน)

หลักการทำงาน: แต่ละเซลล์คือ ทรานซิสเตอร์แบบเกตลอย; ประจุไฟฟ้าที่ถูกกักไว้บนเกตลอยแทนค่าบิตและคงอยู่ตรงนั้นแม้จะปิดเครื่อง; ชิปคอนโทรลเลอร์จะจับคู่ที่อยู่ของแต่ละตำแหน่งเข้ากับเซลล์ และกระจายการเขียนข้อมูลข้ามเซลล์ เนื่องจากเซลล์สามารถทนต่อการเขียนได้เพียงจำนวนจำกัดเท่านั้น

ฮาร์ดดิสก์แม่เหล็ก ไดรฟ์สภาวะแข็ง
ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ จานและหัวอ่าน ไม่มี
ความเร็ว ช้ากว่า: มีเวลาหน่วงในการค้นหาและการหมุน เข้าถึงข้อมูลแบบสุ่มได้เร็วกว่ามาก
ราคาต่อเกกะไบต์ ต่ำกว่า สูงกว่า
ความทนทาน เสียหายจากการกระแทก; เสียงดัง; ใช้พลังงานมากกว่า ทนแรงสั่นสะเทือน; เงียบ; ใช้พลังงานน้อยกว่า
อายุการใช้งาน เขียนซ้ำได้很多次; เสื่อมสภาพเชิงกล จำนวนรอบการเขียนจำกัดต่อเซลล์

คำถาม "ทำไมเซิร์ฟเวอร์จึงใช้ฮาร์ดดิสก์แทน SSD" ต้องการคำตอบในคอลัมน์ซ้าย: ราคาต่อเกกะไบต์ต่ำกว่าสำหรับความจุขนาดใหญ่มาก, ใช้งานได้นานภายใต้การเขียนซ้ำต่อเนื่อง, และกู้คืนข้อมูลได้ง่ายกว่า

แผ่นดิสก์ออปติคัล

เลเซอร์ตรวจจับการสะท้อนจากหลุมเล็กๆ บน แผ่นดิสก์ออปติคัล (CD, DVD, Blu-ray) เครื่องอ่าน/เขียนเป็น เครื่องอ่าน/เขียนแผ่นดิสก์ออปติคัล: การเขียนใช้เลเซอร์กำลังสูงเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติการสะท้อนของพื้นผิว

เครื่องอ่าน/เขียนแผ่นดิสก์ออปติคัลภายนอกบนพื้นหลังสีขาว, ถาดเปิดออกพร้อมใส่แผ่นดิสก์สีรุ้ง
เครื่องอ่าน/เขียนแผ่นดิสก์ออปติคัล: เลเซอร์อ่านหลุมเล็กๆ บนแผ่น CD, DVD หรือ Blu-ray

หลักการทำงาน: แผ่นดิสก์มีเส้นทางวงเกลียวยาวหนึ่งเส้นที่มี หลุม (pits) และ พื้นที่ราบ (lands) (ส่วนที่เรียบระหว่างหลุม); แผ่นดิสก์หมุนและเลเซอร์โฟกัสลงบนเส้นทาง; แสงที่สะท้อนจากพื้นที่ราบแตกต่างจากแสงที่สะท้อนที่ขอบของหลุม, และเซ็นเซอร์แสงจะอ่านการเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งว่าเป็น 1 และการไม่มีการเปลี่ยนแปลงว่าเป็น 0. การเขียนใช้เลเซอร์กำลังสูงเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติการสะท้อนของชั้นสีย้อมหรือโลหะผสม. Blu-ray ใช้เลเซอร์สีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า ทำให้หลุมมีขนาดเล็กและอยู่ใกล้กันมากขึ้น จึงเก็บข้อมูลได้มากกว่า DVD

หน้าจอสัมผัส

หน้าจอสัมผัส ตรวจจับการสัมผัส. แบบต้านทาน: ชั้นนำไฟฟ้าสองชั้นกดเข้าด้วยกัน; ใช้งานได้กับทุกสิ่งแต่มีความแม่นยำน้อยกว่า. แบบความจุไฟฟ้า: นิ้วมือรบกวนสนามประจุ; มีความแม่นยำ, สัมผัสหลายจุด, ใช้ในโทรศัพท์มือถือ

ผู้คนใช้หน้าจอสัมผัสบนแท็บเล็ตและแล็ปท็อป
หน้าจอสัมผัส ตรวจจับตำแหน่งที่นิ้วสัมผัสกระจก

หลักการทำงาน: หน้าจอแบบต้านทานมีชั้นนำไฟฟ้าบางสองชั้นคั่นด้วยตัวเว้นระยะ; การกดจะดันชั้นบนให้ติดกับชั้นล่าง ทำให้วงจรปิด ณ จุดนั้น และคอนโทรลเลอร์จะอ่านแรงดันไฟฟ้าเพื่อหาพิกัด. หน้าจอแบบความจุไฟฟ้ามีชั้นกระจกเคลือบด้วยตัวนำโปร่งแสงที่เก็บประจุ; นิ้วมือที่สัมผัสจะดึงกระแสไฟเล็กน้อย, กระแสไฟจะถูกวัดที่มุมแต่ละมุม และคอนโทรลเลอร์จะคำนวณตำแหน่งการสัมผัสจากความแตกต่าง. หน้าจอแบบความจุไฟฟ้าตอบสนองต่อการสัมผัสเบาๆ และนิ้วหลายนิ้วพร้อมกัน แต่ไม่ตอบสนองต่อนิ้วที่สวมถุงมือหรือปากกาพิเศษทั่วไป

หูฟังเสมือนจริง

หูฟังเสมือนจริง (VR headset) มีจอภาพเล็กสองจอ (ตาละหนึ่งจอ) และเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหว (เอคเซลีโอมิเตอร์, ไจโรสโคป) ที่ติดตามการเคลื่อนไหวของศีรษะเพื่อให้ฉากเปลี่ยนไปตามการมองไปรอบๆ ของคุณ

หูฟังเสมือนจริงสีขาวพร้อมสายรัดศีรษะและกล้องด้านหน้า, บนพื้นหลังสีขาว
หูฟังเสมือนจริง: จอภาพเล็กสองจอและเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวติดตามศีรษะ

หลักการทำงาน: แต่ละตาเห็นจอภาพของตัวเองผ่านเลนส์, และภาพทั้งสองแตกต่างกันเล็กน้อยทำให้สมองมองเห็นความลึก; เซ็นเซอร์ (เอคเซลีโอมิเตอร์, ไจโรสโคป, บางครั้งกล้อง) รายงานตำแหน่งและทิศทางของศีรษะ; คอมพิวเตอร์จะเรนเดอร์ฉากใหม่จากมุมมองนี้หลายครั้งต่อวินาที, ดังนั้นการหันศีรษะจะทำให้มุมมองเปลี่ยน; หูฟังให้เสียงที่สอดคล้องกับทิศทาง. ใช้สำหรับเกม, การฝึกฝนเช่นจำลองการบินหรือการผ่าตัด, และการดูแบบออกแบบก่อนสร้างจริง

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
microphone/ˈmaɪkrəfəʊn/ ไมโครโฟน
optical disc/ˈɒptɪkl dɪsk/ แผ่นบันทึกแสง
laser printer/ˈleɪzə ˈprɪntə/ เครื่องพิมพ์เลเซอร์
drum/drʌm/ กลอง
toner/ˈtəʊnə/ โทนเนอร์
fuser/ˈfjuːsə/ ตัวหลอมรวม
buffer/ˈbʌfə/ buffer
3D printer/ˌθriː ˈdiː ˈprɪntə/ เครื่องพิมพ์ 3
filament/ˈfɪləmənt/ เส้นใย
diaphragm/ˈdaɪəfræm/ เยื่อหุ้ม隔膜 (ไดอะแฟรม)
capacitor/kəˈpæsɪtə/ ตัวเก็บประจุ
analogue-to-digital converter/ˈænəlɒɡ tə ˈdɪdʒɪtl kənˈvɜːtə/ ตัวแปลงสัญญาณแอนาล็อก-ดิจิทัล
digital-to-analogue converter/ˈdɪdʒɪtl tʊ ˈænəlɒɡ kənˈvɜːtə/ ตัวแปลงสัญญาณดิจิทัล-แอนาล็อก
tracks/træks/ ร่อง
sectors/ˈsektəz/ ส่วนวงกลม
read/write head/riːd raɪt hed/ หัวอ่าน/เขียน
actuator arms/ˈæktʃuːeɪtə ɑːmz/ แขนแอค추เอเตอร์
solid-state drive/ˈsɒlɪd steɪt draɪv/ ไดรฟ์สถานะstyled
transistors/trænˈzɪstəz/ ทรานซิสเตอร์
floating-gate transistor/ˈfləʊtɪŋ ɡeɪt trænˈzɪstə/ ทรานซิสเตอร์เกทลอย
pits/pɪts/ หลุม
lands/lændz/ พื้นที่ราบ
touchscreen/ˈtʌtʃskriːn/ จอสัมผัส
resistive/rɪˈzɪstɪv/ แบบต้านทาน
capacitive/kəˈpæsɪtɪv/ แบบจุลไฟฟ้า
virtual reality/ˈvɜːtʃuːəl rɪˈælɪti/ เสมือนจริง
accelerometer/əkˌseləˈrɒmɪtə/ akselerometer
gyroscope/ˈdʒaɪrəskəʊp/ ไจروسโคป
3.1

Buffers · ⁨บัฟเฟอร์⁩

English

A buffer 缓冲 is memory that holds data temporarily while it moves between devices of different speeds. Example: the CPU writes a document to a printer buffer quickly, then is free to do other work while the printer prints from the buffer at its own pace. Buffers stop the fast device waiting for the slow one (also used in streaming, the keyboard, and disk access).

"State why a 3D printer needs a buffer": the computer sends the print data much faster than the printer can build the layers, so the data is held in the buffer until the printer is ready for it, and the processor is freed to do other work. When the buffer runs low the printer sends an interrupt 中断 to ask for more (topic 4). A video stream works the same way: the buffer fills ahead of playback so a short drop in the network speed does not stop the picture.

ไทย

บัฟเฟอร์ คือหน่วยความจำที่ เก็บข้อมูลชั่วคราว ขณะข้อมูลเคลื่อนย้ายระหว่างอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่างกัน ตัวอย่าง: CPU เขียนเอกสารลงในบัฟเฟอร์เครื่องพิมพ์อย่างรวดเร็ว แล้วอิสระที่จะทำงานอื่นขณะที่เครื่องพิมพ์พิมพ์จากบัฟเฟอร์ด้วยความเร็วของตัวเอง บัฟเฟอร์ช่วยป้องกันอุปกรณ์ที่ทำงานเร็วต้องรออุปกรณ์ที่ช้า (ยังใช้ในสตรีมมิ่ง, คีย์บอร์ด และการเข้าถึงดิสก์)

"อธิบายเหตุผลที่เครื่องพิมพ์ 3 มิติต้องใช้บัฟเฟอร์": คอมพิวเตอร์ส่งข้อมูลการพิมพ์เร็วกว่าที่เครื่องพิมพ์สร้างชั้นได้มาก ดังนั้นข้อมูลจึงถูกเก็บในบัฟเฟอร์จนกว่าเครื่องพิมพ์จะพร้อมรับ, และโปรเซสเซอร์จะได้รับการปลดปล่อยให้ทำงานอื่น เมื่อบัฟเฟอร์ใกล้หมดเครื่องพิมพ์จะส่ง สัญญาณรบกวน (interrupt) เพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติม (หัวข้อ 4) การสตรีมวิดีโอทำงานแบบเดียวกัน: บัฟเฟอร์เติมข้อมูลล่วงหน้าก่อนการเล่น เพื่อให้การลดความเร็วของเครือข่ายชั่วคราวไม่ทำให้ภาพหยุดชะงัก

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
interrupt/ˈɪntərʌpt/ interrupt
3.1

RAM and ROM · ⁨RAM และ ROM⁩

English
  • RAM 随机存取存储器 (Random Access Memory) — volatile 易失性 (loses data without power). Holds the OS, running programs and their data; read and written constantly.
  • ROM 只读存储器 (Read-Only Memory) — non-volatile 非易失性 (keeps data without power). Usually written once; holds firmware needed at start-up (the BIOS / boot loader).

ROM starts the system; RAM then holds the active work.

RAM ROM
Volatile? yes: contents lost when the power is off no: contents kept without power
Read/write? read and written constantly read only in normal use
Holds the operating system, running programs and their data the firmware and bootstrap program that start the computer
Size large, and can usually be increased small and fixed
Typical use the main memory of a computer or phone the start-up code of a PC; the whole program of an embedded system such as a washing machine

More RAM lets a computer hold more programs and data at once, so it swaps less between memory and disk and runs faster; that is the answer to "explain why the computer with more RAM performs better".

The same memory split matters in a wearable device: its fixed program must remain available after power off, while its live readings change during use.

ไทย
  • RAM (Random Access Memory) — สูญเสียข้อมูลเมื่อไม่มีพลังงาน (volatile). เก็บระบบปฏิบัติการ, โปรแกรมที่กำลังรันและข้อมูลของโปรแกรม; อ่านและเขียนตลอดเวลา
  • ROM (Read-Only Memory) — เก็บข้อมูลได้แม้ไม่มีพลังงาน (non-volatile). มักเขียนครั้งเดียว; เก็บเฟิร์มแวร์ที่ต้องการในการสตาร์ท (BIOS / บู้ทโหลดเดอร์)
RAM เป็น volatile และอ่าน/เขียน; ROM เป็น non-volatile และอ่านเท่านั้น
RAM เป็น volatile และอ่าน/เขียน; ROM เป็น non-volatile และอ่านเท่านั้น

ROM เริ่มการทำงานของระบบ; จากนั้น RAM จะเก็บงานที่กำลังดำเนินการ

RAM ROM
Loss of data when power off? ใช่: เนื้อหาหายไปเมื่อปิดเครื่อง ไม่ใช่: เนื้อหาถูกเก็บรักษาไว้แม้ไม่มีพลังงาน
อ่าน/เขียน? อ่านและเขียนตลอดเวลา อ่านได้เท่านั้นในการใช้งานปกติ
เก็บ ระบบปฏิบัติการ, โปรแกรมที่กำลังทำงาน และข้อมูลของโปรแกรมเหล่านั้น ฟirmware และโปรแกรม bootstrap ที่ใช้เริ่มต้นการทำงานของคอมพิวเตอร์
ขนาด ใหญ่ และโดยทั่วไปสามารถขยายขนาดได้ เล็กและคงที่
การใช้งานทั่วไป หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์ โค้ดการสตาร์ทของ PC; โปรแกรมทั้งหมดของระบบฝังตัว เช่น ในเครื่องซักผ้า

RAM ที่มากกว่าช่วยให้คอมพิวเตอร์เก็บโปรแกรมและข้อมูลได้มากขึ้นพร้อมกัน จึงมีการสลับระหว่างหน่วยความจำและดิสก์น้อยลงและทำงานได้เร็วขึ้น นั่นคือคำตอบสำหรับ "อธิบายว่าทำไมคอมพิวเตอร์ที่มี RAM มากกว่าจึงทำงานได้ดีกว่า".

โมดูล RAM (DIMM): แผงวงจรแบบแท่งสีดำพร้อมแผ่นกระจายความร้อนบนชิปหน่วยความจำและขั้วต่อสีทองที่เสียบเข้าช่องบนเมนบอร์ด
โมดูล RAM (DIMM) เสียบเข้ากับเมนบอร์ดเพื่อทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำหลักที่มีความเร็วสูงของคอมพิวเตอร์

การแบ่งแยกหน่วยความจำเดียวกันนี้มีความสำคัญในอุปกรณ์สวมใส่: โปรแกรมที่ตายตัวต้องยังคงมีอยู่หลังปิดเครื่อง ในขณะที่ค่าอ่านค่าที่เปลี่ยนแปลงอยู่ระหว่างการใช้งาน

เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจที่สวมอยู่ที่ข้อมือของผู้วิ่ง
เครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจที่สวมที่ข้อมือ
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Device and storage lab · ⁨ห้องปฏิบัติการอุปกรณ์และจัดเก็บข้อมูล⁩

Classify computing examples by what job they do in a system. · ⁨จำแนกตัวอย่างงานคอมพิวเตอร์ตามหน้าที่它们在ระบบ⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
non-volatile/nɒn ˈvɒlətaɪl/ ไม่หาย ( non-volatile )
3.1

SRAM vs DRAM

English
  • SRAM 静态RAM (Static RAM) stores each bit in a flip-flop 触发器 of several transistors. Fast, but expensive and not dense. Used for CPU cache 高速缓存.
  • DRAM 动态RAM (Dynamic RAM) stores each bit as charge on a tiny capacitor. Cheaper and denser but slower, and must be refreshed 刷新 (rewritten) thousands of times a second. Used for main memory.

Use SRAM for small fast memory (cache); DRAM for large main memory.

SRAM DRAM
Each bit stored in a flip-flop of several transistors one capacitor and one transistor
Needs refreshing? no yes, thousands of times a second
Speed faster slower
Density and cost fewer bits per chip, more expensive more bits per chip, cheaper
Power uses less power when idle uses more, because of the refresh
Used for processor cache main memory, including in embedded systems

"Explain why the embedded system uses DRAM": it needs a large amount of memory at low cost in a small space, and its speed requirement is modest, so the cheaper, denser DRAM is the right choice; SRAM is kept for the small cache where speed matters most.

ไทย
  • SRAMRAM (Static RAM) เก็บแต่ละบิตใน flip-flop ของทรานซิสเตอร์หลายตัว เร็วแต่มีราคาแพงและไม่หนาแน่น ใช้สำหรับ cache ของ CPU
  • DRAMRAM (Dynamic RAM) เก็บแต่ละบิตเป็นประจุบนตัวเก็บประจุขนาดเล็ก ราคาถูกและหนาแน่นกว่าแต่ช้ากว่า และต้องทำ refresh (เขียนใหม่)数พันครั้งต่อวินาที ใช้สำหรับหน่วยความจำหลัก

ใช้ SRAM สำหรับหน่วยความจำเล็กและความเร็วสูง (cache); DRAM สำหรับหน่วยความจำหลักขนาดใหญ่

SRAM DRAM
เก็บแต่ละบิตใน flip-flop ของทรานซิสเตอร์หลายตัว ตัวเก็บประจุหนึ่งตัวและทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว
ต้องทำ refresh หรือไม่ ไม่ ใช่, จำนวนนับพันครั้งต่อวินาที
ความเร็ว เร็วกว่า ช้ากว่า
ความหนาแน่นและต้นทุน บิตต่อชิปน้อยกว่า, ราคาแพงกว่า บิตต่อชิปมากกว่า, ราคาถูกกว่า
การใช้พลังงาน ใช้พลังงานน้อยกว่าเมื่อไม่ทำงาน ใช้มากกว่า เนื่องจากต้องทำการ refresh
ใช้สำหรับ cache ของโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำหลัก รวมถึงในระบบฝังตัว

"อธิบายว่าทำไมระบบฝังตัวจึงใช้ DRAM": ระบบต้องการหน่วยความจำปริมาณมากด้วยต้นทุนต่ำในพื้นที่จำกัด และความไวต่อความเร็วไม่สูงมาก ดังนั้น DRAM ที่มีราคาถูกและหนาแน่นจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม; ส่วน SRAM จะถูก RESERVED ไว้สำหรับ cache ขนาดเล็กที่ต้องการความเร็วสูงสุดเท่านั้น

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
SRAM/ˈesræm/ SRAM
DRAM/ˈdiːræm/ DRAM
flip-flop/flɪp flɒp/ ฟลิป-ฟลอป
cache/kæʃ/ cache
refreshed/rɪˈfreʃt/ รีเฟรช
3.1

PROM, EPROM and EEPROM · ⁨PROM, EPROM และ EEPROM⁩

English

ROM variants you can program after manufacture:

  • PROM (Programmable ROM) — written once (fuses burned by a programmer); cannot be changed.
  • EPROM (Erasable Programmable ROM) — erased by strong UV light through a window, then rewritten (whole chip at once).
  • EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) — erased and rewritten electrically, a byte at a time, in circuit. Flash memory is a derivative optimised for block erase.
PROM EPROM EEPROM
Written once, by the user with a programmer many times many times
Erased by cannot be erased ultraviolet light through a quartz window an electrical signal
Erases nothing the whole chip at once a byte or block at a time
Must be removed from the circuit to reprogram? not applicable yes no

"Give two differences between EPROM and EEPROM" wants two rows of this table, each stated for both types.

ไทย

ประเภท ROM ที่สามารถโปรแกรมได้หลังจากการผลิต:

  • PROM (Programmable ROM) — เขียนได้เพียง ครั้งเดียว (ฟิวส์ถูกเผาโดยโปรแกรมเมอร์); แก้ไขไม่ได้
  • EPROM (Erasable Programmable ROM) — ลบข้อมูล bằng แสง UV ความเข้มสูง ผ่านหน้าต่างแล้วเขียนใหม่ (ทั้งชิปพร้อมกัน)
  • EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) — ลบและเขียนใหม่ bằng ไฟฟ้า, ทีละไบต์ ภายในวงจร Flash memory เป็นผลผลิตที่ปรับปรุงมาสำหรับการลบแบบบล็อก
ชิป EPROM สีดำพร้อมหน้าต่างควอตซ์วงกลมที่เปิดให้เห็นดีซิลิกอน
ชิป EPROM ที่มีหน้าต่างสำหรับการลบด้วยแสงยูวี
PROM EPROM EEPROM
เขียน ครั้งเดียว โดยผู้ใช้ใช้โปรแกรมเมอร์ หลายครั้ง หลายครั้ง
ลบข้อมูล bằng ไม่สามารถลบได้ แสงยูวีผ่านหน้าต่างควอตซ์ สัญญาณไฟฟ้า
การลบ ไม่มีอะไร ทั้งชิปพร้อมกัน ไบต์หรือบล็อกทีละส่วน
ต้องถอดออกจากวงจรเพื่อเขียนใหม่หรือไม่ ไม่เกี่ยวข้อง ใช่ ไม่ใช่

"ให้ข้อแตกต่างสองอย่างระหว่าง EPROM และ EEPROM" ต้องการตารางสองแถวจากตารางนี้ โดยระบุทั้งสองชนิดในแต่ละแถว

3.1

Monitoring and control systems · ⁨ระบบตรวจสอบและการควบคุม⁩

English

Both read sensors; the difference is what they do next.

  • monitoring 监控 — collects and reports data but takes no action (a weather station logging readings).
  • control system 控制系统 — uses sensor data to decide and act through actuators, usually in a feedback loop (a thermostat turning a boiler on/off).

The three-mark "describe the differences" answer: a monitoring system only measures, records or displays the readings, and at most raises a warning; a control system compares each reading with a preset value 预设值 and, if it is outside the range, sends signals to actuators that change the physical process; the change is then measured again, so a control system contains feedback and a monitoring system does not. Whether a given system is one or the other is decided by that test: a bridge system that measures a vehicle's height and switches on a warning sign is monitoring, because nothing it does changes the vehicle; a system that lowers a barrier is control.

Worked example. Describe how an automated system opens a door when a person is within 2 metres and closes it when nobody is.

An infra-red or ultrasonic sensor measures the distance to anything in front of the door; the analogue reading is converted to digital by an ADC and sent to the processor; the processor compares the distance with the preset 2 metres; if it is less, the processor sends a signal to the actuator (a motor) to open the door; the sensor keeps measuring, and when no reading below 2 metres is received the processor signals the motor to close the door. The repeated measuring after each action is the feedback that stops the door opening and closing at the wrong times.

Sensors and actuators

A sensor 传感器 turns a physical quantity into a signal: temperature (a thermistor 热敏电阻 or thermocouple), pressure (strain gauge), infra-red, sound. Analogue signals need an ADC first. An actuator 执行器 does the reverse — turns a signal into an action (a motor, valve, heater, buzzer).

Feedback

In a control system the actuator changes the environment, which the sensors then re-measure — a feedback 反馈 loop. Without feedback the system cannot correct itself or know when to stop (a thermostat with no temperature feedback would heat forever).

ไทย

ทั้งสองประเภทอ่านค่าจาก เซ็นเซอร์; ความแตกต่างอยู่ที่สิ่งที่พวกมันจะกระทำต่อไป

  • monitoring — รวบรวมและรายงานข้อมูลแต่ ไม่ดำเนินการใดๆ (สถานีตรวจอากาศที่บันทึกค่าอ่านค่า)
  • control system — ใช้ข้อมูลจากเซ็นเซอร์เพื่อ ตัดสินใจและดำเนินการ ผ่านแอค추เอเตอร์ มักอยู่ในวงจร Feedback (เทอร์โมสตัทเปิด/ปิดหม้อน้ำ)

คำตอบคำถาม 3 คะแนน "อธิบายความแตกต่าง": ระบบตรวจสอบเพียงวัด บันทึก หรือแสดงผลค่าอ่านค่า และสูงสุดก็ส่งสัญญาณเตือนเท่านั้น; ระบบควบคุมจะเปรียบเทียบค่าอ่านค่าแต่ละค่ากับ ค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และหากอยู่นอกช่วงจะส่งสัญญาณไปยังแอคชูเอเตอร์เพื่อเปลี่ยนกระบวนการทางกายภาพ; การเปลี่ยนแปลงนั้นจะถูกวัดอีกครั้ง ดังนั้นระบบควบคุมจึงมี Feedback แต่ระบบตรวจสอบไม่มี การที่จะบอกว่าระบบใดเป็นประเภทหนึ่งหรืออีกประเภทหนึ่งนั้นตัดสินด้วยการทดสอบนี้: ระบบสะพานที่วัดความสูงของยานพาหนะและเปิดป้ายเตือนคือระบบตรวจสอบ เพราะสิ่งที่ทำไปไม่เปลี่ยนแปลงยานพาหนะ; ระบบที่ลดระดับรั้วคือระบบควบคุม

ตัวอย่างวิธีทำ. อธิบายว่าระบบอัตโนมัติเปิดประตูเมื่อมีคนอยู่ใกล้ภายในระยะ 2 เมตร และปิดเมื่อไม่มีใครอยู่

เซ็นเซอร์อินฟราเรดหรืออัลตราโซนิควัดระยะไปยังวัตถุใดๆ หน้าประตู; ค่าอ่านค่าแบบอะนาล็อกถูกแปลงเป็นดิจิทัลโดย ADC และส่งไปยังโปรเซสเซอร์; โปรเซสเซอร์เปรียบเทียบระยะกับค่าที่กำหนดไว้ 2 เมตร; หากน้อยกว่าโปรเซสเซอร์ส่งสัญญาณไปยังแอคชูเอเตอร์ (มอเตอร์) เพื่อเปิดประตู; เซ็นเซอร์วัดอย่างต่อเนื่อง และเมื่อไม่ได้รับค่าอ่านค่าต่ำกว่า 2 เมตร โปรเซสเซอร์สั่งให้มอเตอร์ปิดประตู การวัดซ้ำหลังจากแต่ละการกระทำคือ Feedback ที่ป้องกันไม่ให้ประตูเปิด-ปิดผิดเวลา

แผนภูมิไหล: เซนเซอร์ส่งสัญญาณผ่าน ADC ไปยังโปรเซสเซอร์ ซึ่ง либо แจ้งเตือนสำหรับการตรวจสอบ либо ส่งสัญญาณไปยังแอกทูเอเตอร์ในวงจอบกกลับสำหรับการควบคุม
การตรวจสอบรายงานข้อมูล; ระบบควบคุมดำเนินการผ่านวงจร Feedback

เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์

Sensor เปลี่ยนปริมาณทางกายภาพให้เป็นสัญญาณ: อุณหภูมิ (thermistor หรือ热电偶), ความดัน (strain gauge), อินฟราเรด, เสียง สัญญาณอะนาล็อกจำเป็นต้องผ่าน ADC ก่อน Actuator ทำตรงกันข้าม — เปลี่ยนสัญญาณเป็นการกระทำ (มอเตอร์, วาล์ว, ตู้ทำความร้อน, ลำโพงบี๊บ)

เทอร์มิสเตอร์ทรงลูกปัดขนาดเล็กพร้อมขาสายไฟสองเส้น บนพื้นหลังสีขาว
เทอร์มิสเตอร์: เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิwhose ความต้านทานเปลี่ยนตามความร้อน
มอเตอร์สเต็ปขนาดเล็กทำจากโลหะพร้อมเพลาตรงกลางและสายไฟสีต่างๆ บนพื้นหลังสตูดิโอสีเข้ม
มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก: ตัวขับเคลื่อนที่แปลงสัญญาณให้เป็น-motion

ระบบป้อนกลับ

ในระบบควบคุม ตัวขับเคลื่อนจะเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม ซึ่งเซ็นเซอร์จะทำการวัดค่าใหม่ — ซึ่งเป็นวงจร ระบบป้อนกลับ หากไม่มีระบบป้อนกลับ ระบบจะไม่สามารถปรับแก้ตัวเองได้หรือรู้เมื่อใดควรหยุด (เทอร์โมสตัทที่ไม่มีข้อมูลอุณหภูมิป้อนกลับจะทำความร้อนไปเรื่อยๆ)

Explore · ⁨สำรวจ⁩

The control feedback loop · ⁨วงจรป้อนกลับของการควบคุม⁩

Tap round the loop a thermostat or autopilot repeats. A control system doesn't just read the world — it acts, then re-measures, correcting itself again and again. · ⁨วนรอบวงจรร vezesstat หรือระบบอัตโนมัติทำซ้ำ ระบบควบคุมไม่ได้แค่อ่านสภาพแวดล้อม — มันกระทำ แล้ววัดผลอีกครั้ง แก้ไขตัวเองซ้ำแล้วซ้ำเล่า⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
sensor/ˈsensə/ sensor
monitoring/ˈmɒnɪtərɪŋ/ การตรวจสอบ (monitoring)
control system/kənˈtrəʊl ˈsɪstəm/ ระบบควบคุม
feedback/ˈfiːdbæk/ ผลตอบรับ
preset value/ˈpriːset ˈvæljuː/ ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า
thermistor/ˈθɜːmɪstə/ เทอร์มิสเตอร์
3.2

Logic gates · ⁨ประตูตรรกะ⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
Candidates should be able to: Notes and guidance
Use the following logic gate symbols: [NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR]
Understand and define the functions of: NOT, AND, OR, NAND, NOR and XOR (EOR) gates All gates except the NOT gate will have two inputs only.
Construct the truth table for each of the logic gates above
Construct a logic circuit From: • a problem statement • a logic expression • a truth table
Construct a truth table From: • a problem statement • a logic circuit • a logic expression
Construct a logic expression From: • a problem statement • a logic circuit • a truth table
ไทย
ผู้เข้าสอบควรสามารถ: หมายเหตุและคำแนะนำ
ใช้สัญลักษณ์ประตูลอจิกต่อไปนี้: [NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR]
เข้าใจและนิยามการทำงานของ: NOT, AND, OR, NAND, NOR และ XOR (EOR) gates ประตูทั้งหมดยกเว้น NOT จะมีอินพุตเพียงสองเท่านั้น
สร้าง ตารางความจริง (truth table) สำหรับประตูลอจิกแต่ละตัวข้างต้น
สร้าง วงจรลอจิก จาก: • ข้อความปัญหา •-expression ลอจิก • ตารางความจริง
สร้าง ตารางความจริง จาก: • ข้อความปัญหา • วงจรลอจิก •-expression ลอจิก
สร้าง นิพจน์ทางตรรกะ จาก: • คำอธิบายปัญหา • วงจรตรรกะ • ตารางความจริง

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English
The half adder: XOR + AND add two bits

A logic gate 逻辑门 is a small circuit that does one Boolean 布尔 operation. Inputs and outputs are 0 (false, low) or 1 (true, high). Know the symbol, function and truth table 真值表 for each gate.

NOT (inverter)

A NOT A
0 1
1 0

AND — output 1 only if all inputs are 1

A B A AND B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

OR — output 1 if at least one input is 1

A B A OR B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

NAND (NOT AND) — output 0 only when all inputs are 1

A B A NAND B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

NOR (NOT OR) — output 1 only when all inputs are 0

A B A NOR B
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

XOR (Exclusive OR, also called EOR) — output 1 if the inputs are different

A B A XOR B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
ไทย
Half Adder: XOR + ADD บวกบิตสองตัว

ประตูตรรกะคือวงจรเล็กๆ ที่ดำเนินการทาง บูลีน หนึ่งอย่าง เข้า-ออกมีค่าเป็น 0 (เท็จ, ต่ำ) หรือ 1 (จริง, สูง) ต้องจำสัญลักษณ์ ฟังก์ชัน และ ตารางความจริง ของแต่ละประตูได้

สัญลักษณ์วงจรสำหรับเกต NOT, AND, OR, NAND, NOR และ XOR ในตารางสองแถวสามหลัก
สัญลักษณ์ของประตูตรรกะทั้งหกชนิด

NOT (อินเวอร์เตอร์)

A NOT A
0 1
1 0

AND — เอาต์พุตเป็น 1 ก็ต่อเมื่อ ทุก อินพุตเป็น 1

A B A AND B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

OR — เอาต์พุตเป็น 1 เมื่อ อย่างน้อยหนึ่ง อินพุตเป็น 1

A B A OR B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

NAND (NOT AND) — เอาต์พุตเป็น 0 ก็ต่อเมื่อทุกอินพุตเป็น 1

A B A NAND B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

NOR (NOT OR) — เอาต์พุตเป็น 1 ก็ต่อเมื่อทุกอินพุตเป็น 0

A B A NOR B
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

XOR (Exclusive OR, เรียกอีกชื่อ EOR) — เอาต์พุตเป็น 1 เมื่ออินพุต แตกต่างกัน

A B A XOR B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Logic gates · ⁨เกตลอจิก⁩

Switch the inputs and pick a gate. Each gate has its own rule — the building blocks of every digital circuit. · ⁨切换输入并选择一个门。每个门都有自己的规则——每个数字电路的构建块。⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
logic gate/ˈlɒdʒɪk ɡeɪt/ เกตลอจิก
3.2

Logic circuits · ⁨วงจรตรรกะ⁩

English

A logic circuit 逻辑电路 is a network of gates that carries out a Boolean expression. You should be able to move between a problem statement, a logic expression, a truth table, and a circuit diagram.

The paper writes expressions in words, X = (A AND NOT B) OR (B AND C), and accepts the algebraic form $X = A\overline{B} + BC$ where a dot (or nothing) is AND, a plus is OR, and a bar is NOT. Use whichever the question uses.

From expression to circuit

Draw one gate per operator and wire them up. For $X = (A \text{ AND } B) \text{ OR } (\text{NOT } C)$: a NOT gate on $C$, an AND gate on $A$ and $B$, then an OR gate on the two results.

From circuit to expression

Work forwards from the inputs, labelling each gate's output, until you reach the final output.

Worked example. Write the expression for the circuit below, then complete its truth table.

Label the gate outputs: $P = A \text{ AND NOT } B$, $Q = B \text{ AND } C$, so $X = P \text{ OR } Q = (A \text{ AND NOT } B) \text{ OR } (B \text{ AND } C)$. Then give the truth table a column for each intermediate output, so every row can be checked one gate at a time:

A B C NOT B P Q X
0 0 0 1 0 0 0
0 0 1 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 1 1
1 0 0 1 1 0 1
1 0 1 1 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 1 1

Drawing a circuit from an expression is the same walk in reverse: start from the innermost brackets, draw one gate per operator, draw a NOT gate on the wire of any input that appears with NOT, keep the inputs on the left and the single output on the right, and label the output with its letter. Every line must end at a gate input or the output; a line that goes nowhere loses the mark.

From circuit to truth table

For $n$ inputs there are $2^{n}$ rows. List every input combination; for each, work out the internal gates then the output.

From truth table to expression (sum of products)

For each row that outputs 1, write an AND of the inputs (with NOT on any input that is 0 in that row); OR these together. Example: a table that is 1 only on $(A=0,B=1)$ and $(A=1,B=0)$ gives $\overline{A}B + A\overline{B}$, which is $A \text{ XOR } B$.

From a problem statement

Turn the English into a Boolean expression first: "A and B" → A AND B; "A or B or both" → A OR B; "exactly one of A and B" → A XOR B; "neither A nor B" → A NOR B; "not both" → A NAND B.

Worked example. A machine's alarm $X$ sounds when the guard is open ($A=1$) and either the motor is running ($B=1$) or the temperature is high ($C=1$). Write the Boolean expression, and give the rows where $X=1$. Turn the English into logic one clause at a time: "either B or C" is $B + C$, and "A and that" is $X = A\cdot(B + C)$. For the rows, $X=1$ needs $A=1$ and at least one of $B$, $C$ equal to 1 - so $(A,B,C) = (1,0,1)$, $(1,1,0)$ and $(1,1,1)$, three rows out of eight. Notice $A=0$ can never sound the alarm, whatever $B$ and $C$ do. Bracket the OR before ANDing it: $X = A\cdot B + C$ is a different circuit altogether, one that would sound the alarm on a high temperature even with the guard closed.

ไทย

วงจรตรรกะคือเครือข่ายของประตูที่ทำตามนิพจน์บูลีน คุณควรสามารถเปลี่ยนระหว่างโจทย์ปัญหา นิพจน์ตรรกะ ตารางความจริง และแผนภาพวงจรได้

ข้อสอบเขียนนิพจน์ด้วยคำ X = (A AND NOT B) OR (B AND C) และยอมรับรูปแบบพีชคณิต $X = A\overline{B} + BC$ โดยจุด (หรือไม่มีอะไร) แทน AND, บวกแทน OR, และเส้นบนแทน NOT ใช้รูปแบบที่โจทย์กำหนดมา

จากนิพจน์สู่วงจร

วาดประตูหนึ่งประตูต่อหนึ่งโอเปอเรเตอร์แล้วต่อกัน สำหรับ $X = (A \text{ AND } B) \text{ OR } (\text{NOT } C)$: วาดประตู NOT ที่ $C$, ประตู AND ที่ $A$ และ $B$, จากนั้นวาดประตู OR ที่ผลลัพธ์ทั้งสอง

วงจรตรรกะ: เกต AND ทางเข้า A และ B, เกต NOT ทางเข้า C, ทั้งคู่_generator เกต OR ที่ให้เอาท์พุต X
ประตูที่ต่อกันเพื่อทำตามนิพจน์บูลีน

จากวงจรสู่นิพจน์

ทำงานจากอินพุตไปข้างหน้า โดยติดป้ายชื่อเอาต์พุตของแต่ละประตู จนกว่าจะถึงเอาต์พุตสุดท้าย

ตัวอย่างวิธีทำ. เขียนนิพจน์สำหรับวงจรถัดไป แล้วเติมตารางความจริงให้สมบูรณ์

วงจรตรรกะที่มีอินพุต A, B และ C. B ผ่านประตู NOT; A และ NOT B เข้าประตู AND ซึ่งมีเอาต์พุตติดป้าย P; B และ C เข้าประตู AND อื่นซึ่งมีเอาต์พุตติดป้าย Q; P และ Q เข้าประตู OR ซึ่งมีเอาต์พุต X
ติดป้ายเอาต์พุต nickname ทุกจุด: ที่นี่ P คือ A AND NOT B และ Q คือ B AND C ดังนั้น X คือ P OR Q

ติดป้ายเอาต์พุตประตู: $P = A \text{ AND NOT } B$, $Q = B \text{ AND } C$, ดังนั้น $X = P \text{ OR } Q = (A \text{ AND NOT } B) \text{ OR } (B \text{ AND } C)$. จากนั้นเพิ่มคอลัมน์สำหรับเอาต์พุต nickname ในตารางความจริง เพื่อให้ตรวจสอบได้ทีละประตูในแต่ล่ะแถว:

A B C NOT B P Q X
0 0 0 1 0 0 0
0 0 1 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 1 1
1 0 0 1 1 0 1
1 0 1 1 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 1 1

การวาดวงจรจากนิพจน์คือการเดินย้อนกลับ: เริ่มจากวงเล็บภายในสุด วาดประตูหนึ่งประตูต่อหนึ่งโอเปอเรเตอร์ วาดประตู NOT บนสายของอินพุตที่ปรากฏคู่กับ NOT เก็บอินพุตไว้ทางซ้ายและเอาต์พุตเดียวไว้ทางขวา และติดป้ายเอาต์พุตด้วยตัวอักษร เส้นทุกเส้นต้องจบที่อินพุตประตูหรือเอาต์พุต; เส้นที่ไม่ไปไหนจะเสียคะแนน

จากวงจรสู่ตารางความจริง

สำหรับ $n$ อินพุต จะมี $2^{n}$ แถว列出ทุกการผสมผสานของอินพุต; สำหรับแต่ละแบบ คำนวณประตูภายในก่อนแล้วค่อยหาเอาต์พุต

จากตารางความจริงสู่นิพจน์ (ผลรวมของผลิตภัณฑ์)

สำหรับแต่ละแถวที่เอาต์พุตเป็น 1, เขียน AND ของอินพุต (โดยใส่ NOT กับอินพุตที่เป็น 0 ในแถวนั้น); OR ผลลัพธ์เหล่านี้เข้าด้วยกัน ตัวอย่าง: ตารางที่ 1 เฉพาะที่ $(A=0,B=1)$ และ $(A=1,B=0)$ ให้ $\overline{A}B + A\overline{B}$, ซึ่งคือ $A \text{ XOR } B$

จากโจทย์ปัญหา

แปลงภาษาอังกฤษเป็นนิพจน์บูลีนก่อน: "A และ B" → A AND B; "A หรือ B หรือทั้งสอง" → A OR B; "อย่างใดอย่างหนึ่งจาก A และ B อย่างชัดเจน" → A XOR B; " neither A nor B" → A NOR B; "ไม่ทั้งคู่" → A NAND B.

ตัวอย่างวิธีทำ. ระบบเตือนภัยของเครื่องจักร $X$ จะดังเมื่อประตูป้องกันเปิด ($A=1$) และ EITHER มอเตอร์กำลังหมุน ($B=1$) OR อุณหภูมิสูง ($C=1$). เขียนนิพจน์บูลีน และระบุแถวที่ $X=1$. แปลงภาษาอังกฤษเป็นตรรกะทีละส่วน: "either B or C" คือ $B + C$, และ "A and นั้น" คือ $X = A\cdot(B + C)$. สำหรับแถว, $X=1$ ต้องการ $A=1$ และ อย่างน้อยหนึ่งจาก $B$, $C$ เท่ากับ 1 - ดังนั้น $(A,B,C) = (1,0,1)$, $(1,1,0)$ และ $(1,1,1)$,สามแถวจากแปด. ระวัง $A=0$ ไม่สามารถส่งสัญญาณเตือนได้ไม่ว่า $B$ และ $C$ จะเป็นอย่างไร. ใส่วงเล็บหน้า OR ก่อนที่จะทำ AND与之: $X = A\cdot B + C$ เป็นวงจรที่ต่างออกไปสิ้นเชิง, ซึ่งจะทำให้ส่งสัญญาณเตือนเมื่ออุณหภูมิสูงแม้ว่าประตูป้องกันจะ ปิด อยู่ก็ตาม.

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Half adder

Wire XOR and AND to the same two inputs: XOR gives the sum bit, AND gives the carry. Click A and B. · ⁨เชื่อม XOR และ AND เข้ากับอินพุต 2 ตัวเดียวกัน: XOR ให้บิตผลบวก AND ให้ carry คลิก A และ B⁩

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Logic circuits · ⁨วงจรลอจิก⁩

gates combine into circuits · ⁨เกตรวมกันเป็นวงจร⁩

Each gate has a fixed rule; chaining them builds every circuit — start with one gate. · ⁨แต่ละเกตมีกฎตายตัว; การเชื่อมต่อกันสร้างวงจรได้ทุกชนิด — เริ่มต้นจากเกตเดียว⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
logic circuit/ˈlɒdʒɪk ˈsɜːkɪt/ วงจรลอจิก
3.2

Definitions the examiner accepts · ⁨คำนิยามที่ผู้สอบยอมรับ⁩

English

A definition question is marked against fixed wording. Learn these exactly, and give one answer only.

Term Definition
embedded system a computer system with a dedicated function built into a larger device
buffer an area of memory that temporarily stores data while it is transferred between devices working at different speeds
RAM volatile memory that can be read from and written to, holding the programs and data in use
ROM non-volatile memory whose contents cannot be changed in normal use, holding the start-up instructions
SRAM static RAM that stores each bit in a flip-flop and needs no refreshing
DRAM dynamic RAM that stores each bit as a charge on a capacitor and must be refreshed continually
monitoring system a system that uses sensors to measure and report on a physical process without changing it
control system a system that uses sensor readings to decide on and carry out actions, through actuators, that change a physical process
sensor a device that measures a physical quantity and converts it into a signal for the computer
actuator a device that converts a signal from the computer into a physical action
feedback the output of a control system being measured and fed back as input so that the system can correct itself
logic gate an electronic circuit that performs a Boolean operation on one or more binary inputs to give one binary output
truth table a table listing every combination of inputs to a logic circuit with the output for each
ไทย

คำถามคำนิยามจะให้คะแนนตามข้อความที่กำหนดไว้你必须 exact. เรียนรู้ให้ถูกต้องและตอบเพียงคำตอบเดียวเท่านั้น

พจน์ นิยาม
ระบบฝังตัว ระบบคอมพิวเตอร์ที่มีหน้าที่เฉพาะเจาะจงในตัวอุปกรณ์ที่ใหญ่กว่า
บัฟเฟอร์ พื้นที่หน่วยความจำที่เก็บข้อมูลชั่วคราวขณะถ่ายโอนระหว่างอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่างกัน
RAM หน่วยความจำที่เปลี่ยนแปลงได้ สามารถอ่านและเขียนได้ เก็บโปรแกรมและข้อมูลที่ใช้งานอยู่
ROM หน่วยความจำถาวร เนื้อหาไม่สามารถแก้ไขได้ในการใช้งานปกติ เก็บคำสั่งเริ่มต้น
SRAM RAM แบบคงที่ เก็บบิตแต่ละตัวใน flip-flop และไม่ต้องการการรีเฟรช
DRAM RAM แบบไดนามิก เก็บบิตแต่ละตัวเป็นประจุบนตัวเก็บประจุและต้องมีการรีเฟรชอย่างต่อเนื่อง
ระบบตรวจสอบ ระบบที่ใช้เซ็นเซอร์วัดและรายงานเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพโดยไม่เปลี่ยนแปลงมัน
ระบบควบคุม ระบบที่ใช้ค่าเซ็นเซอร์ตัดสินใจและดำเนินการผ่านตัวขับเคลื่อน เพื่อเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางกายภาพ
เซ็นเซอร์ อุปกรณ์ที่วัดปริมาณทางกายภาพและแปลงเป็นสัญญาณให้คอมพิวเตอร์
ตัวขับเคลื่อน อุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณจากคอมพิวเตอร์เป็นการกระทำทางกายภาพ
ฟีดแบ็ก ผลลัพธ์ของระบบควบคุมที่วัดค่าและส่งกลับเป็นอินพุตเพื่อให้ระบบสามารถปรับตัวเองได้
เกทตรรกะ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำ操作 Boolean บนอินพุตแบบไบนารีหนึ่งหรือมากกว่าเพื่อสร้างเอาต์พุตแบบไบนารีหนึ่ง
ตารางความจริง ตารางที่แสดงทุกชุดการรวมกันของอินพุตต่อวงจรตรรกะพร้อมผลลัพธ์ของแต่ละชุด
Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
Boolean/ˈbuːlɪən/ Boolean
truth table/truːθ ˈteɪbl/ ตารางความจริง
3.2

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Distinguish RAM (volatile, read/write) from ROM (non-volatile, holds the bootstrap); SRAM (cache, faster) from DRAM (main memory, needs refreshing).
  • For a logic circuit, build the Boolean expression gate by gate, then a truth table covering every input combination.
  • Learn the symbol, expression and truth table for each gate (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR).
  • Explain a buffer (a temporary store bridging two different speeds) and the role of an interrupt.

Common mistakes

  • Naming the device instead of describing its operation. "It uses a laser" earns nothing; the steps (charge the drum, laser removes charge, toner attracted, transferred, fused) earn the marks.
  • Saying a monitoring system "controls" something. If nothing changes the physical process, it is monitoring; add the actuator and the feedback and it becomes control.
  • Writing that RAM "stores files permanently" or that ROM "stores the user's data". RAM is volatile working memory; ROM holds the fixed start-up instructions.
  • A truth table with fewer than $2^{n}$ rows, or rows in a random order. Count in binary from 000 to 111 so no combination is missed.
  • Drawing two lines from one output of a gate to be safe, or leaving a wire that ends nowhere. Draw exactly the connections the expression needs.
ไทย
  • แยกแยะ RAM (ความจำชั่วคราว, อ่าน/เขียน) จาก ROM (ความจำถาวร, เก็บโค้ดเริ่มต้น); SRAM (แคช, เร็ว) จาก DRAM (หน่วยความจำหลัก, ต้องรีเฟรช).
  • สำหรับ วงจรตรรกะ สร้างนิพจน์ Boolean เกทต่อเกท แล้วทำตารางความจริงครอบคลุม ทุก ชุดการรวมกันของอินพุต.
  • เรียนรู้สัญลักษณ์ นิพจน์ และตารางจริงสำหรับแต่ละเกต (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR).
  • อธิบาย บัฟเฟอร์ (ที่เก็บข้อมูลชั่วคราวเชื่อมต่อระหว่างสองความเร็วที่ต่างกัน) และบทบาทของอินเทอร์รัปต์ (interrupt).

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

  • การตั้งชื่ออุปกรณ์แทนการอธิบายการทำงาน "ใช้เลเซอร์" ไม่ได้รับคะแนน; ขั้นตอน (ชาร์จดรัม, เลเซอร์ลบประจุ, โทเนอร์ถูกดูด, ส่งผ่าน, ยึดติด) จึงจะรับคะแนน.
  • การกล่าวว่าการตรวจสอบระบบ "ควบคุม" บางสิ่ง หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางกายภาพ มันคือการตรวจสอบ; เพิ่มแอค추เอเตอร์และฟีดแบ็กแล้วจึงกลายเป็นการควบคุม.
  • เขียนว่า RAM "เก็บไฟล์อย่างถาวร" หรือ ROM "เก็บข้อมูลผู้ใช้" RAM เป็นหน่วยความจำทำงานชั่วคราว; ROM เก็บคำสั่งสตาร์ทอัพคงที่.
  • ตารางความจริงที่มี fewer than $2^{n}$ แถว, หรือแถวเรียงลำดับสุ่ม นับในเลขฐานสองจาก 000 ถึง 111 เพื่อให้แน่ใจว่าไม่พลาดชุดใด.
  • การวาดเส้นสองเส้นจากเอาต์พุตเดียวของเกตเพื่อความปลอดภัย, หรือวางสายไฟที่จบลงโดยไม่เชื่อมต่อดูเหมือนว่าต้องการ connections ที่นิพจน์ต้องการเท่านั้น.

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Computer Science · ⁨Computer Science A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Computer Science · ⁨Computer Science A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP