top of page
ว22103 เทคโนโลยี (วิทยาการคำนวณ) 2
4.2 หลักการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์
4.2.1 หน่วยประมวลผลกลาง
หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู (Central Processing Unit: CPU) หรือหน่วยประมวลผล (processing unit) ทำหน้าที่ประมวลผลคำสั่งของ ผู้ใช้หรือโปรแกรมที่อยู่ในหน่วยความจำ
ซีพียู
ซีพียูประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยที่ทำงานร่วมกัน 3 ส่วน ดังนี้
1) หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic Logic Unit: ALU) ดำเนินการคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะกับข้อมูล
2) หน่วยควบคุม (Control Unit: CU) ประสานงานระหว่างหน่วยความจำ หน่วยคำนวณและตรรกะหน่วยรับเข้าและส่งออก เพื่อให้มีการทำงานตามคำสั่งที่กำหนดในโปรแกรม
3) รีจิสเตอร์ (register) เป็นหน่วยพักข้อมูลที่ทำหน้าที่เสมือนกระดาษทดของซีพียู เพื่อเก็บผลลัพธ์หรือคำสั่งที่กำลังประมวลผลไว้ชั่วคราว
ในการประมวลผลแต่ละคำสั่งของซีพียูประกอบด้วยขั้นตอนการทำงานย่อย 3 ขั้นตอนต่อเนื่องกันที่เรียกรวมว่า วงรอบเครื่องจักร (machine cycle) ภายใต้การกำกับของหน่วยควบคุม โดย 1 วงรอบเครื่องจักรเป็นการประมวลคำสั่งในภาษาเครื่อง 1 คำสั่ง ซีพียูในปัจจุบันสามารถประมวลผลได้หลายล้านคำสั่งใน 1 วินาที ทั้งนี้ คอมพิวเตอร์บางประเภทอาจมีวงรอบเครื่องจักรที่ประกอบด้วย 2,4 หรือ 5 ขั้นตอน
วงรอบของเครื่องจักร มีการดำเนินการ 3 ขั้นตอนดังนี้
1. การนำคำสั่ง (fetch) คือ ขั้นตอนการนำคำสั่งในภาษาเครื่อง 1 คำสั่งจากหน่วยความจำมาพักไว้ใน รีจิสเตอร์ พร้อมเพิ่มค่าตัวนับระบุตำแหน่งคำสั่ง (ตัวนับระบุตำแหน่งคำสั่งใช้ระบุตำแหน่งคำสั่งที่จะประมวลผลในรอบเครื่องจักรถัดไป)
2. การถอดรหัส (decode) คือ ขั้นตอนการแปลงคำสั่ง เพื่อตีความคำสั่งให้เป็นขั้นตอนการดำเนินการย่อย ที่จะนำไปปฏิบัติ
3. การกระทำการ (execute) คือ ขั้นตอนการปฏิบัติตามการดำเนินการย่อยโดยหน่วยคำนวณและตรรกะรวมทั้งนำผลลัพธ์ที่ได้ (ถ้ามี) เก็บลงในรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจำ ตัวอย่างการทำงานของวงรอบเครื่องจักรแสดงดังรูป
ตัวอย่างการทำงานของวงรอบเครื่องจักรแสดงดังรูป
bottom of page