วันจันทร์ที่ 9 มกราคม พ.ศ. 2555

อุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลและสารสนเทศ


                                                                   ฮาร์ดิส


กล่าวคือ ฮาร์ดิสก์จะทำงานหมุนแผ่นโลหะกลมที่ใช้สำหรับเก็บข้อมูล(ptatters) อยู่ตลอดเวลา  การเข้าไปอ่านหรือเขียนฮาร์ดดิสก์แต่ละครั้ง  หัวอ่านซึ่งลอยอยู่เหนือผิวดิสก์โลหะนิดเดียว  ขนาดความจุ  ความสามารถ  และรูปแบบของฮาร์ดิสก์ก็ได้มีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างรวาดเร็วหลังจากมีการเปิดตัวฮาร์ดิสก์พร้อมๆ กับเครื่อง  IBM  XT  จากเดิมมีความจุเพียง 10  เมกะไบต์   มีความหนา  3  ถึง  4  นิ้ว  จนต้องใช้ช่องใส่ขนาด  5.25  นิ้ว  ความเร็วการเข้าถึงข้อมูล  87  มิลลิวินาที  เปลี่ยนไปเป็นความจุ 200 เมกะไบต์ มีขนาดเล็กกว่าฟลอปปี้ดิสก์  3.5 นิ้ว นิ้ว  ความเร็วการเข้าถึงข้อมูล  18  มิลลิวินาที และในปัจจุบันมีการเปลี่ยนแปลงความจุ เป็นหน่วยกิกะไบต์แล้ว  ขนาดก็เล็กลงพร้อมกันนั้นยังสามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวกเหมือนกับฟลอปปี้ดิสก์แล้ว 

1. ตัวถังของฮาร์ดิสก์จะเป็นแผ่นโลหะจะเป็นแผ่นโลหะหุ้มโดยรอบและไม่มีรอยรั่วเพื่อป้องกันฝุ่นผงเข้าตัวฮาร์ดดิสก์  สาเหตุที่เตาต้องป้องกันฝุ่นผงก็คือ ฝุ่นผงมักจะมีขนาดใหญ่พอที่จะเข้าไปแทรกช่องว่าระหว่างหัวอ่านกับแผ่นดิสก์  ครั้นหัวอ่านเคลื่อนที่ก็จะเป็นการลากถูฝุ่นผงไปบนผิวดิสก์  ทำให้สารแม่เหล็กที่เคลือบผิวเป็นรอยขีดข่วนเสียหาย  และไม่สามารถเก็บข้อมูลได้ 
2. ที่ด้านล่างสุดเป็นแผ่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ควบตุมการทำงานของหัวอ่านและการหมุนดิสก์  เราเรียกแผงวงจรนี้ว่า ลอจิกบอร์ด (logic  board) แล้วแปลงคำสั่งดังกล่าวให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า  เพื่อกระทำหัวอ่านให้เป็นแม่เหล็กตามจังหวะ  ข้อมูลที่ป้อนให้กับมัน  นอกจากนั้นลอกจิกบอร์ดยังทำหน้าที่ควบคุมความเร็วในการหมุนดิสก์ให้คงที่  และบอกให้หัวอ่านเคลื่อนที่ไปมายังบริเวณข้อมูลที่ต้องการเขียน/อ่านอีกด้วย  สำหรับดิสก์ที่เป็นระบบ  IDE (Intergrated  Drive  Electribuc/x)  คอนโทรลเลอร์สำหรับควบคุมดิสก์จะประกอบเป็นส่วนหนึ่งของลอจิกบอร์ดไปเลย 
3. แกนหมุนซึ่งประกอบด้วยแผ่นดิสก์โลหะ  4  แผ่น  8  หน้า  จะเชื่อมติดกับมอเตอร์แล้วหมุนด้วยความเร็วหลายพันรอบต่อวินาที  จำนวนแผ่นดิสก์และหน้าดิสก์ที่มีการเคลือบสารแม่เหล็กจะเป็นตัวบอกขนาดความจุข้อมูลของฮาร์ดดิสก์  อนึ่ง  การเคลือบสารแม่เหล๊กที่เป็นอัลลอย(alloy)  จะเคลือบบางเพียงเศษสามส่วนล้านนิ้วเท่านั้น 
4. แกนหัวอ่านซึ่งถูกกระตุ้นการทำงานด้วยกระแสไฟฟ้า  จะถึงหรือผลักแขนหัวอ่านให้วิ่งไปทั่วแผ่นดิสก์ด้วยความแม่นยำ  โดยการปรับแต่งการหมุนของแกนหัวอ่านจะกระทำอยู่ตลอดเวลา  โดยการอ่านตำแหน่งแทร็กที่มีการเขียนเป็นแนววงกลมทั่วไปบนแผ่นดิสก์ 
5. หัวอ่าน/เขียน  จะติดอยู่กับแขนที่ยิ่นออกไปบนแผ่นดิสก์  เวลาเขียนข้อมูล  หัวอ่านจะนำข้อมูลที่มาจากตัวควบคุมดิสก์(disl  controller)  แปลงเป็นสนามแม่เหล็กเพื่อเหนี่ยวนำให้สารเคลือบผิวเกิดการเรียงตัวใหม่  โดยให้เป็นไปในทิศทางของข้อมูลในทางกลับกันหรือในการอ่านหัวอ่านก็จะว่างผ่านสนามแม่เหล็กที่เกิดจากสารแม่เหล็กที่ผิว  แล้วถอดรหัสสนามแม่เหล็กเหล่านั้นให้กลายเป็นข้อมูล 
6. เมื่อซอฟต์แวร์ของคุณบอกให้ดอสอ่านหรือเขียนข้อมูล  ดอสจะสั่งให้หัวอ่านวิ่งไปที่แฟต (FAT) ซึ่งเป็นบริเวณที่เก็บดัชนีชี้ตำแหน่งที่อยู่ของไฟล์ต่างๆ  บนดิสก์  ข้อมูลในแฟตนี้จะทำให้หัวอ่านสามารถกระโดดไปอ่านข้อมูลไฟล์ที่คลัสเตอร์นั้นๆ  ได้ทันที  กรณีที่เป็นการเขียนข้อมูล  หัวอ่านก็จะกระโดดไปคลัสเตอร์ที่แฟตบอกว่าว่างได้เช่นเดียวกัน 
7. ไฟล์หนึ่งๆ  อาจถูกแบ่งซอยออกเป็นหลายคลัสเตอร์  แต่ละคลัสเตอร์อาจอยู่บนและแผ่นคนละหน้าดิสก์ก็ได้  การไม่ต่อเนื่องของไฟล์นี้เองทำให้แฟต (FAT) มีความสำคัญ  กล่าวคือ  แฟตจะบอกว่าคลัสเตอร์ใดเป็นคลัสเตอร์เริ่มต้น  จากนั้นจะมีการบอกคลัสเตอร์ต่อไปของไฟล์เหมือนการโยงโซ่ไปเรื่องๆ  จนครบทั้งไฟล์  ในการกรณีที่มีการเขียนข้อมูลลงดิสก์  แฟตจะบอกว่าคลัสเตอร์ไหนที่ว่าง  ดอสก็จะสั่งให้หัวอ่านวิ่งไปเขียนข้อมูลในคลัสเตอร์ที่ว่าง  ซึ่งอาจจะมีหลายคลัสเตอร์ที่ไม่ต่อเนื่อง  เมื่อเขียนเสร็จดอสจะสั่งให้หัวอ่านกลับไปที่แฟตอีกที  เพื่อเขียนบันทึกการโยงคลัสเตอร์แต่ละคลัสเตอร์เข้าด้วยกันเป็นหนึ่งไฟล์ 
                                                               ซีดี

     ปัจจุบันเครื่องเล่น  CD   และ  DVD   เป็นของที่จำเป็นภายในบ้านไปเสียแล้ว   แผ่นซีดี  หรือ ดีวีดี  ใช้ในการเก็บข้อมูล  เพลง   ภาพยนตร์   ซอฟแวร์   โปรแกรม  และอื่นๆอีกมากมาย   ที่สามารถแปลงเป็นข้อมูลในระบบดิจิตอลได้    เราอาจจะเรียกแผ่นซีดีว่า ตู้เอกสารยุคดิจิตอลก็ย่อมได้  ตู้เอกสารนี้เก็บข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือทีเดียว
     นิยมเรียกแผ่นซีดีว่า แผ่นคอมแพคดิสก์   ส่วนเครื่องเล่น  เรียกว่า เครื่องเล่นคอมแพคดิสก์    เนื่องจากแผ่นคอมแพคดิสก์ มีราคาถูกแสนถูก   และยังหาง่ายอีกด้วย  จึงมีผู้นิยมใช้อย่างรวดเร็ว    ทั้งมีการก้อปปี้แผ่นจากแผ่นต้นฉบับ ถูกกฎหมายและไม่ถูกบ้าง นับเป็นร้อยๆล้านแผ่น  คงจะมีคนสงสัยว่า แผ่นพวกนี้ใช้เก็บอะไรกันหนักกันหนา   ขอตอบว่า  ข้อมูลทุกชนิดในโลกนี้  ไม่ว่าจะเป็นเสียง   ภาพ   ตัวอักษร หรืออะไรก็แล้วแต่  ที่สามารถแปลงเป็นตัวเลขดิจิตอลได้  ล้วนเก็บลงบนคอมแพคดิสค์ได้ทั้งสิ้น  อย่างไรก็ตามหลักการทำงานของแผ่นซีดี  และเครื่องเล่น  เป็นอย่างไรนั้น  ผมจะอธิบายให้คุณได้ทราบอย่างละเอียดในหน้าถัดไป

                                                                         ดีวีดี

ดีวีดี (อังกฤษ: Digital Versatile Disc; ชื่อย่อ DVD) เป็นแผ่นข้อมูลแบบบันทึกด้วยแสง (optical disc) ที่ใช้บันทึกข้อมูลต่างๆ เช่น ภาพยนตร์ โดยให้คุณภาพของภาพและเสียงที่ดี ดีวีดีถูกพัฒนามาใช้แทนซีดีรอม โดยใช้แผ่นที่มีขนาดเดียวกัน (เส้นผ่าศูนย์กลาง 12 เซนติเมตร) แต่ว่าใช้การบันทึกข้อมูลที่แตกต่างกัน และความละเอียดในการบันทึกที่หนาแน่นกว่า
เดิมทีดีวีดีมาจากชื่อย่อว่า digital video disc แต่ในภายหลังผู้ผลิตบางรายเห็นว่าควรเปลี่ยนชื่อเป็น digital versatile disc ปัจจุบันตามคำนิยามอย่างเป็นทางการแล้ว DVD ไม่ได้ย่อมาจากชื่อเต็มแต่อย่างใด
ความเร็วในการเขียนแผ่นดีวีดี 1x มีค่าเท่ากับ 10.5 Mb/s หรือราวๆ 3.2 MB/s
เครื่องเขียนแผ่นดีวีดี (DVD Writer) คือ เครื่องสำหรับการบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นดีวีดี

                                                                ไมโครชิพ


เช่นเดียวกับเครื่องบิน ที่ครั้งหนึ่งเราเคยมีจินตนาการ ในการเอาชนะกำแพงเสียง และทรานซิสเตอร์ที่ทำจากซิลิกอน (silicon-based transistor) เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่คนต้องการทำให้มีความเร็วได้ถึง 200 จิกกะเฮิร์ทซ์ (GHZ) นั่นคือคำกล่าวของ นายเบอร์นาร์ด เมเยอร์สัน รองประธานบริษัท IBM ซึ่งกล่าวเนื่องในการประกาศตัว คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก ที่ใช้ silicon-based transistor ทำไมโครชิพ โดย IBM คาดว่าทรานซิสเตอร์ใหม่นี้ ทำให้ชิพสำหรับการสื่อสารมีความเร็วถึง 100 GHZ ภายใน 2 ปีข้างหน้า ความเร็วในระดับนี้สูงกว่า Intel Pentium 4 microchip ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายใน personal computer ถึง 100 เท่า
    ทรานซิสเตอร์ดังกล่าว ประกอบด้วย การปรับปรุงการออกแบบ และเทคโนโลยีซิลิกอนเจอมาเนียม (SiGe) เพื่อให้ความเร็วถึง 210 GHZ ขณะที่ใช้กระแสไฟฟ้าเพียง 1 มิลลิแอมป์ สิ่งนี้เป็นการปรับปรุงคุณภาพถึง 80% และลดการใช้พลังงานถึง 50%
    ความเร็วของทรานซิสเตอร์ ส่วนใหญ่แล้ว ถูกกำหนดด้วย ความเร็วของกระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวทรานซิสเตอร์ เพราะฉะนั้นสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับ วัสดุที่ใช้ทำทรานซิสเตอร์ และระยะทางที่ไฟฟ้าไหลผ่าน ทรานซิสเตอร์มาตรฐาน ทำจากซิลิกอนธรรมดา ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าวัสดุที่มีราคาแพงอย่าง แกลเลียมอาร์เซไนด์ หรืออินเดียมฟอสไฟด์ จำเป็นในการเพิ่มกำลัง และความเร็วของไมโครชิพ  แต่นักออกแบบชิพพบว่า ไม่สามารถทำวงจรไฟฟ้า ให้เล็กกว่าซิลิกอนชิพได้ ดังนั้นด้วยเทคโนโลยีใหม่ ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีราคาแพง เพื่อไปให้ถึงความเร็ว 210 GHZ
    ในปี 1989 IBM เสนอวิธีการปรับปรุง วัสดุซิลิกอนพื้นฐาน โดยการเติมธาตุเจอมาเนียม เพื่อเพิ่มความเร็ว ในการไหลของกระแสไฟฟ้า เพิ่มประสิทธิภาพ และลดการใช้พลังงาน และด้วยการพัฒนาล่าสุด IBM ผสมผสานระหว่าง การใช้วัสดุซิลิกอนเจอมาเนียม และปรับปรุงการออกแบบ ทรานซิสเตอร์ ทำให้เส้นทางไฟฟ้าสั้นลง เพื่อเพิ่มความเร็วของอุปกรณ์ สำหรับทรานซิสเตอร์มาตรฐานนั้นกระแสไฟฟ้าเดินทางในแนวนอน ดังนั้น การทำให้ทางเดินกระแสไฟฟ้าสั้นลง ทรานซิสเตอร์จะต้องบางลงซึ่งเป็นสิ่งที่ยากมากสำหรับการผลิตชิพในปัจจุบัน แต่ IBM ได้ออกแบบ กระแสไฟฟ้าให้ไหลในแนวตั้ง เพื่อผลิตซิลิกอนเจอมาเนียมไมโครชิพ เนื่องจาก ทรานซิสเตอร์ที่มีความหนา ทำได้ง่ายกว่าการลดชั้นซิลิกอนเจอมาเนียมให้บางลง IBM พัฒนาเทคโนโลยี ในการเตรียมชั้นซิลิกอนเจอมาเนียม ให้มีความหนาได้ในระดับ 200 อะตอมบนซิลิกอนชิพพื้นฐาน ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี้ ทำให้เทคโนโลยีแบบไร้สาย สามารถส่งผ่านข้อมูลได้มากขึ้น ซึ่งเป็นการลดค่าใช้จ่ายในการวางสายเคเบิ้ล

                                                                         เเฟลชไดร์ฟ


   Flash Drive แฟลชไดรฟ์ บางคนก็เรียก แฮนดีไดรฟ์  ทัมบ์ไดรฟ์  คีย์ไดรฟ์ จัมป์ไดรฟ์ เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเก็บข้อมูลได้ทุกประเภท
ทั้งไฟล์ข้อมูล, เอกสาร, เพลง MP3, รูปภาพดิจิตอล, วีดีโอ, และอื่นๆ
มีขนาดเล็ก บาง เบา สะดวกในการพกพาติดตัว เก็บข้อมูลได้จำนวนมากตั้งแต่ 128 MB ขนาดความจุข้อมูลก็ได้รับการพัฒนาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เกือบทุกคนที่ใช้คอมพิวเตอร์ ก็ต้อง Flash Drive เป็นของตัวเอง