หน่วยประมวลผล

หน่วยประมวลผล


      หน่วยประมวลผล (Process Unit) เป็นหัวใจของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการคำนวณและสั่งให้ส่วนอื่น ๆ ทำงาน ซึ่งเรามักจะรู้จักหน่วยประมวลผลในชื่อ ซีพียู
  • หน่วยประมวลผลกลาง ( CPU : Central Processing Unit ) หรือมักจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าไมโครโปรเซสเซอร์ มีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูล ในลักษณะของการคำนวณและเปรียบเทียบ โดยจะทำงานตามจังหวะเวลาที่แน่นอน เรียกว่าสัญญาณ Clock เมื่อมีการเคาะจังหวะหนึ่งครั้ง ก็จะเกิดกิจกรรม 1 ครั้ง เราเรียกหน่วย ที่ใช้ในการวัดความเร็วของซีพียูว่า “เฮิร์ท”(Herzt) หมายถึงการทำงานได้กี่ครั้งในจำนวน 1 วินาที เช่น ซีพียู Pentium4 มีความเร็ว 2.5 GHz หมายถึงทำงานเร็ว 2,500 ล้านครั้ง ในหนึ่งวินาที กรณีที่สัญญาณ Clock เร็วก็จะทำให้คอมพิวเตอร์เครื่องนั้น มีความเร็วสูงตามไปด้วย ซีพียูที่ทำงานเร็วมาก ราคาก็จะแพงขึ้นมากตามไปด้วย การเลือกซื้อจะต้องเลือกซื้อให้เหมาะสมกับงานที่ต้องการนำไปใช้ การทำงานของคอมพิวเตอร์ ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปล ความหมาย และกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล กลไกการทำงานของซีพียู มีความสลับซับซ้อน ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น โดยแบ่งการทำงาน เป็นส่วน ๆ มีการทำงานแบบขนาน และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น ประกอบด้วยส่วนใหญ่ ๆ 2 ส่วน คือ
1. หน่วยควบคุม (Arithmetic and logic unit)
ทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน ควบคุมการเขียนอ่านข้อมูลระหว่างหน่วยความจำของซีพียู ควบคุมกลไกการทำงาน ทั้งหมดของระบบ ควบคุมจังหวะเวลา โดยมีสัญญาณนาฬิกา เป็นตัวกำหนดจังหวะการทำงาน 


2.หน่วยคำนวน (Control Unit)
เป็นหน่วยที่มีหน้าที่นำเอาข้อมูลที่เป็นตัวเลขฐานสองมาประมวลผลทางคณิตศาสตร์ และตรรกะ เช่น
การบวก การลบ การเปรียบเทียบ และ การสลับตัวเลข เป็นต้นการคำนวณทำได้เร็วตามจังหวะการควบคุม ของหน่วยควบคุม
  • RAM (Random Access Memory) แรม คือหน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ (เป็นหน่วยความจำแบบชั่วคราว ซึ่งหมายถึงจะสามารถทำงานได้เมื่อมีกระแสไฟฟ้ามาหล่อเลี้ยง เมื่อมีการตัดกระแสไฟฟ้าหรือปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อมูลใน RAM ก็จะหายไป) RAM เป็นองค์ประกอบที่มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดต่อประสิทธิภาพการทำงานโดยรวม รวมถึงความเร็วในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์RAM ทำหน้าที่รับข้อมูลหรือชุดคำสั่งจากโปรแกรมสำเร็จรูปต่างๆที่กำลังเปิดใช้งานอยู่ในคอมพิวเตอร์ แล้วส่งต่อไปยังCPU หรือ Central Processing Unit ซึ่งเป็นหัวใจหรือสมองของคอมพิวเตอร์นั้นๆให้ประมวลผล คำนวณ และวิเคราะห์ข้อมูลตามต้องการ เมื่อ CPU คำนวณเสร็จแล้ว จะส่งผลการคำนวณหรือวิเคราะห์นั้นๆกลับมายัง RAM เพื่อส่งต่อไปยังโปรแกรมเจ้าของชุดคำสั่ง ก่อนจะแสดงผลของการคำนวณออกมาทาง Output devices ต่างๆ การทำงานของ RAM นั้น จะเป็นการทำงานหรือการเขียน/บันทึกข้อมูลแบบสุ่ม ซึ่งหมายถึง หน่วยประมวลผลกลางหรือ CPU สามารถเข้าถึงทุกส่วนของ RAM ได้ สามารถบันทึกข้อมูลลงตรงจุดไหนก็ได้ วัตถุประสงค์ก็เพื่อเพิ่มความเร็วในการบันทึกและอ่านข้อมูลนั่นเอง ตรงนี้เองที่เป็นที่มาของคำว่า Random access

 
    RAM สามารถแบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลัก ดังนี้
    1. Input Storage Area
    เนื้อที่ RAM ส่วนนี้จะเป็นส่วนที่รับข้อมูลจาก Input devices เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ Barcode reader และอื่นๆ โดยจะเก็บไว้เพื่อส่งให้ CPU ทำการประมวผล คำนวณหรือวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านั้นต่อไป

    2. Working Storage Area
    เนื้อที่ RAM ส่วนนี้เป็นพื้นที่สำหรับจัดเก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผลของ CPU

    3. Output Storage Area
    เนื้อที่ RAM ส่วนนี้เป็นพื้นที่สำหรับจัดเก็บข้อมูลที่ผ่านการประมวลผล คำนวณ และวิเคราะห์โดยหน่วยประมวลผลกลางหรือ CPU แล้วและอยู่ระหว่างรอส่งผลการประมวลดังกล่าวกลับคืนไปให้โปรแกรมเจ้าของชุดคำสั่ง เพื่อแสดงผลทาง Output devices ตามที่ผู้ใช้งานกำหนดไว้

    4. Program Storage Area
    เป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่งชุดดังกล่าว หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วนนี้ทีละคำสั่งเพื่อทำการแปลความหมาย ว่าคำสั่งนั้นสั่งให้ทำอะไร จากนั้นหน่วยควบคุมจะไปควบคุม    ฮาร์ดแวร์ที่ต้องการทำงานดังกล่าวให้ทำงานตามคำสั่งนั้นๆ
    • ROM (Read-only Memory) รอม คือหน่วยความจำถาวร ที่เราสามารถเขียนหรือลบโปรแกรมต่างๆได้ แต่ก็มี ROM บางชนิดไม่สามารถที่จะลบข้อมูลในรอมได้เหมือนกัน ซึ่งROM เป็นหน่วยความจำที่ไม่ต้องการไฟเลี้ยง แม้ไม่มีไฟเลี้ยงข้อมูลที่อยู่ในรอมก็จะไม่หายหรือถูกลบออกจากหน่วยความจำถาวรROM สามารถที่จะแบ่งออกเป็น 3 ประเภทด้วยกันคือ
     
    1. PROM (Programmable ROM) คือหน่วยความจำที่ไม่สามารถแก้ไขข้อมูลที่บันทึกไว้ได้ โดยส่วนมากแล้วจะเป็นโปรแกรมที่ถูกบันทึกมาจากโรงงานหรือมาจากผู้ผลิตโดยตรงนั่นเอง

    2. EPROM (Erasable Programmable ROM) เป็นหน่วยความจำที่สามารถลบข้อมูลหรือโปรแกรมใหม่ได้ หน่วยความจำนี้แบ่งย่อยได้อีก 2ประเภท คือ UV PROM และ EEPROM ซึ่งการลบข้อมูลในโปรแกรมจะใช้วิธีการฉายแสงอุลตราไวโลเล็ต เราจะสังเกตอุปกรณ์ที่เป็น EPROM ได้จากลักษณะของอุปกรณ์ที่มีแผ่นกระจกใสๆอยู่ตรงกลางอุปกรณ์

    3. EAROM (Electrically Alterable ROM) เป็นหน่วยความจำอ่านและลบข้อมูลโปรแกรมได้ด้วยการใช้ไฟฟ้าในการลบซึ่งแตกต่างจากแบบ EPROM ที่ต้องใช้การฉายแสงอุลตราไวโลเล็ตในการลบข้อมูล

    ไม่มีความคิดเห็น:

    แสดงความคิดเห็น

    สมัครสมาชิก: บทความ (Atom)