ใบความรู้ที่ 3 หน่วย ประมวลผลกลาง

ใบความรู้ที่ 3
หน่วย ประมวลผลกลาง
ประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) หน่วยประมวลผลกลางหรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า ซีพียู

(CPU) เป็นหน่วยที่เปรียบเสมือนสมองของระบบคอมพิวเตอร์ และเป็นหน่วยที่มีความซับ

ซ้อนมากที่สุด ส่วนประกอบต่าง ๆ ในหน่วยประมวลผลกลางเป็นตัวกำหนดความเร็วของ

เครื่องคอมพิวเตอร์ หน่วยประมวลผลกลางรุ่นใหม่ ๆ จะมีขนาดเล็กลงในขณะที่มีความเร็ว

เพิ่มขึ้น
หน่วยประมวลผลกลาง แบ่งออกเป็น 2 หน่วย คือ
1.  หน่วยควบคุม (control unit) ทำหน้าที่ในการควบคุมลำดับการทำงานภายในหน่วย

ประมวลผล กลางระหว่างประมวลผล
2.    หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic Logic Unit : ALU) ทำหน้าที่นำข้อมูลซึ่งเป็น

สัญญาณไฟฟ้าแบบตัวเลขฐานสองมาประมวลผลทางคณิตศาสตร์และตรรกศาสตร์
หน่วยประมวลผลกลาง ทำหน้าที่ ในการคิดคำนวณหรือประมวลผลข้อมูล โดยทำตาม

โปรแกรมที่เก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก
          การทำงานจะเป็นไปตามคำสั่งในโปรแกรม เริ่มด้วยหน่วยประมวลผลจะอ่านคำสั่งและ

ข้อมูลต่างๆ จากหน่วยรับเข้าเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก หลังจากนั้นหน่วยประมวลผลกลาง

จะอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำทีละคำสั่งมาตีความหมายและกระทำตาม การกระทำดัง

กล่าวจะกระทำอย่างรวดเร็วมาก หน่วยประมวลผลกลางสามารถอ่านคำสั่งมาตีความหมาย

และกระทำตามได้หลายล้านคำสั่งต่อวินาที ด้วยประสิทธิภาพการทำงานที่รวดเร็วนี้เอง ทำ

ให้หน่วยประมวลผล กลางสามารถทำการประมวลผลได้มากและรวดเร็ว

 

ซีพียู (CPU)
 
ซีพียู คืออะไร ?
ซีพียู (CPU) คือ อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่มีความสำคัญและจำเป็นในการทำงานของคอมพิวเตอร์ซึ่ง

อาจจะเรียกว่าเป็นหัวใจของคอมพิวเตอร์เลยก็ได้ ซีพียู เป็นตัวควบคุมการทำงานของ

อุปกรณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต่อร่วมกับ

คอมพิวเตอร์ โดย จะเป็นตัวกำหนดความสำคัญของอุปกรณ์ว่าตัวใดมีความสำคัญมากกว่า

ซึ่งหากติดตั้งอุปกรณ์ 2 ตัวที่อินเทอรัพ, การแจ้งกับซีพียูว่าจะขอเฉพาะอุปกรณ์ที่มีความ

สำคัญมากกว่าเท่านั้น ส่วนตัวที่สำคัญน้อยกว่าจะไม่สามารถใช้งานได้ เช่น ถ้าเราต่อการ์ดจอ

ภาพกับการ์ดเสียงที่อินเทอรัพเดียวกัน ซีพียู จะเลือกให้ใช้ได้เฉพาะการ์ดจอภาพเท่านั้น
CPU ทำหน้าที่อะไร
CPU หรือ Central Processing Unit เป็นหัวใจหลักในการประมวลของคอมพิวเตอร์ โดยพื้น

ฐานแล้วซีพียูทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลเชิงคณิตศาสตร์และข้อมูลเชิงตรรกะเท่านั้น แต่

ทำไมการคำนวณขนาดนี้ ต้องมีการพัฒนาซีพียูกันไม่หยุดหย่อน ย้อนกลับไปปี 1946

คอมพิวเตอร์ยุคแรกที่มีชื่อที่พอจะจำได้ก็คือ ENIVAC นั้นทำงานโดยใช้หลอดไดโอด ซึ่ง

สถานะการทำงานของหลอดพวกนี้ มีสองอย่าง คือ 1 กับ 0 จะมีค่าเป็น 1 เมื่อมีกระแสไหล

ผ่านและเป็น 0 เมื่อไม่มีกระแสไหลผ่าน นั่นจึงเป็นเหตุผลให้คอมพิวเตอร์ใช้เลขฐาน 2 ใน

การคำนวณ ครั้นต่อมาวิทยาการก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ จากหลอดไดโอดก็พัฒนาเป็น

ทรานซิสเตอร์ และจากทรานซิสเตอร์ก็พัฒนาเป็นวงจรขนาดเล็ก ซึ่งรู้จักกันในชื่อของ IC และ

ในที่สุดก็พัฒนาเป็น Chip อย่างที่เรารู้จักกันมาจนปัจจุบันนี้
สิ่งที่ผู้ผลิตซีพียูพยายามเพิ่มก็คือ ประสิทธิภาพในการประมวลผลของซีพียู เมื่อกล่าวถึงซีพียู

และการประมวลผล สิ่งหนึ่งที่เราต้องเข้าใจคือภายในซีพียูไม่มีหน่วยเก็บข้อมูลสำหรับเก็บ

ข้อมูลปริมาณมากๆ และซีพียูในยุคแรกๆ ก็ไม่มี Cache ด้วยซ้ำไป ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็ว

ของซีพียูก็คือ ความเร็วในการประมวลผลและความเร็วในการโอนย้ายข้อมูล ซีพียูในยุคแรกๆ

นั้นประมวลผลด้วยความเร็ว 4.77 MHz และมีบัสซีพียู (CPU BUS) ความกว้าง 8 บิต เรียกกัน

ว่าซีพียู 8 บิต (Intel 8080 8088) นั้นก็คือซีพียูเคลื่อนย้ายข้อมูลครั้งละ 1 ไบต์ ยุคต่อมาเป็นซีพียู

16 บิต 32 บิต และ 64 บิต ปัจจุบันโดยเฉพาะซีพียูรุ่นใหม่ๆ เคลื่อนย้ายข้อมูลครั้งละ 128 บิต

ในการเคลื่อนย้ายข้อมูลนั้น เกิดขึ้นจากการควบคุมสัญญาณนาฬิกา ซึ่งนับสัญญาณเป็น Clock

1 เช่น ซีพียู 100 MHz หมายความว่าเกิดสัญญาณนาฬิกา 100 ครั้งต่อวินาที
กลไกการทำงานของซีพียู
การทำงานของคอมพิวเตอร์ ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจาก

หน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู

คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล
กลไกการทำงานของซีพียู มีความสลับซับซ้อน ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น

โดยแบ่งการทำงานเป็นส่วน ๆ มีการทำงานแบบขนาน และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้

เร็วขึ้น
ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของซีพียู
ความสามารถในการประมวลผล (Processing Power) คือประสิทธิภาพและความเร็วใน

การทำงานของซีพียู ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดหรือรุ่นของซีพียู เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

(Personal Computer) โดยทั่วไปจะใช้ซีพียูในตระกูลของอินเทล เช่น Pentium I, Pentium II,

Pentium III ส่วนเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นจะใช้ซีพียูที่ต่างกันออกไป
คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้
• รีจิสเตอร์
• หน่วยความจำภายนอก
• สัญญาณนาฬิกา เป็นจังหวะ สัญญาณ (Pulse) ในหนึ่งรอบสัญญาณ (Clock Cycle)

คอมพิวเตอร์จะคำนวณหนึ่งครั้ง ส่วนความเร็วของรอบสัญญาณ คือจำนวนรอบของ

สัญญาณต่อวินาที ซึ่งมีความเร็วมากกว่า 100 ล้านรอบต่อวินาที (100 Megahertz) (แอนนา

2540: 9)
• บัส
• หน่วยความจำแคช
• Passing Math Operation

[ด.ช.ฌัฐพล กล้าสันเทียะ]

มีความรักทีดี

[ด.ญ.ฌัฐพล กล้าสันเทียะ]

ครูเเพรมีความรักที่เป็นคนสวยจุบ

[ม่อลเอมดอด]

เจ๋งดี

[เอิร์นซ่า555+]

ครู ยาก งะ