หน่วยประมวลผล

1. หน่วยประมวลผล

2. หน่วย ประมวลผล น.ส.อัจฉรา วิจิตรพันธ์ ชั้น ม.6/1 เลขที่ 24

3. ส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์อินพุต หน่วยประมวลผล หน่วยประมวลผลกลางประกอบด้วยหน่วยย่อยต่างๆ องค์ประกอบของหน่วยประมวลผลกลาง หน่วยประมวลผล หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำหลัก รูปแบบหน่วยประมวลผล หน่วยคำนวณและตรรกะ หน่วยความจำ

4. หน่วยประมวลผล หน่วยประมวลผล นิยมเรียกว่า ซีพียู ซึ่งย่อมาจาก Central Processing Unit : CPU บางครั้งเรียกว่า โปรเซสเชอร์ มีหน่วยการทำงานที่สำคัญ 2 ส่วน คือ หน่วยคำนวณและตรรกะ หน่วยคำนวณและตรรกะ ทำหน้าที่ ใน การคิดคำนวณทางคณิตศาสตร์ และเปรียบเทียบทางตรรกะของข้อมูล หน่วยควบคุม หน่วยควบคุม ทำหน้าที่ประสานงาน และ ควบคุม การทำงานของคอมพิวเตอร์ โดยจะทำงานประสานกับหน่วยความจำหลัก และหน่วยคำนวณและตรรกะ

5. ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ >ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit) • ประกอบด้วยส่วนใหญ่ ๆ 2 ส่วน คือ หน่วยคำนวณ และ หน่วยควบคุม • 1.หน่วยควบคุม (Arithmetic and logic unit) • ทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน ควบคุมการเขียนอ่านข้อมูลระหว่างหน่วยความจำของซีพียู ควบคุมกลไกการทำงาน ทั้งหมดของระบบ ควบคุมจังหวะเวลา โดยมีสัญญาณนาฬิกา เป็นตัวกำหนดจังหวะการทำงาน • 2. หน่วยคำนวณ (Control Unit) • เป็นหน่วยที่มีหน้าที่นำเอาข้อมูลที่เป็นตัวเลขฐานสองมาประมวลผลทางคณิตศาสตร์ และตรรกะ เช่น • การบวก การลบ การเปรียบเทียบ และ การสลับตัวเลข เป็นต้นการคำนวณทำได้เร็วตามจังหวะการควบคุม • ของหน่วยควบคุม

6. โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ ชิป (chip) • นับเป็นอุปกรณ์ ที่มีความสำคัญมากที่สุด ของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ >ส่วนประมวลผลข้อมูล (Central Processing Unit) • ประกอบด้วยส่วนใหญ่ ๆ 2 ส่วน คือ หน่วยคำนวณ และ หน่วยควบคุม • 1.หน่วยควบคุม (Arithmetic and logic unit) • ทำหน้าที่ควบคุมการทำงาน ควบคุมการเขียนอ่านข้อมูลระหว่างหน่วยความจำของซีพียู ควบคุมกลไกการทำงาน ทั้งหมดของระบบ ควบคุมจังหวะเวลา โดยมีสัญญาณนาฬิกา เป็นตัวกำหนดจังหวะการทำงาน • 2. หน่วยคำนวณ (Control Unit) • เป็นหน่วยที่มีหน้าที่นำเอาข้อมูลที่เป็นตัวเลขฐานสองมาประมวลผลทางคณิตศาสตร์ และตรรกะ เช่น • การบวก การลบ การเปรียบเทียบ และ การสลับตัวเลข เป็นต้นการคำนวณทำได้เร็วตามจังหวะการควบคุม • ของหน่วยควบคุม

7. อุปกรณ์อินพุต ตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งาน หน่วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยส่วนประสำคัญ 3 ส่วน คือ • 1. หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU) • หน่วยคำนวณตรรกะ ทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องคำนวณอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทำงานเกี่ยวข้องกับ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร นอกจากนี้หน่วยคำนวณและตรรกะของคอมพิวเตอร์ ยังมีความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่เครื่องคำนวณธรรมดาไม่มี คือ ความสามารถในเชิงตรรกะศาสตร์ หมายถึง ความสามารถในการเปรียบเทียบตามเงื่อนไข และกฎเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ เพื่อให้ได้คำตอบออกมาว่าเงื่อนไข นั้นเป็น จริง หรือ เท็จ เช่น เปรียบเทียบมากว่า น้อยกว่า เท่ากัน ไม่เท่ากัน ของจำนวน 2 จำนวน เป็นต้น ซึ่งการเปรียบเทียบนี้มักจะใช้ในการเลือกทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ จะทำตามคำสั่งใดของโปรแกรมเป็น คำสั่งต่อไป • 2. หน่วยควบคุม (Control Unit) • หน่วยควบคุมทำหน้าที่ควบคุมลำดับขั้นตอนการการประมวลผลและการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ภายใน หน่วยประมวลผลกลาง และรวมไปถึงการประสานงานในการทำงานร่วมกันระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล อุปกรณ์แสดงผล และหน่วยความจำสำรองด้วย เมื่อผู้ใช้ต้องการประมวลผล ตามชุดคำสั่งใด ผู้ใช้จะต้องส่งข้อมูลและชุดคำสั่งนั้น ๆ เข้าสู่ระบบ คอมพิวเตอร์เสียก่อน โดยข้อมูล และชุดคำสั่งดังกล่าวจะถูกนำไปเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักก่อน จากนั้นหน่วยควบคุมจะดึงคำสั่งจาก ชุดคำสั่งที่มีอยู่ในหน่วยความจำหลักออกมาทีละคำสั่งเพื่อทำการแปล ความหมายว่าคำสั่งดังกล่าวสั่งให้ ฮาร์ดแวร์ส่วนใด ทำงานอะไรกับข้อมูลตัวใด เมื่อทราบความหมายของ คำสั่งนั้นแล้ว หน่วยควบคุมก็จะส่ง สัญญาณคำสั่งไปยังฮาร์ดแวร์ ส่วนที่ทำหน้าที่ ในการประมวลผลดังกล่าว ให้ทำตามคำสั่งนั้น ๆ เช่น ถ้าคำสั่ง ที่เข้ามานั้นเป็นคำสั่งเกี่ยวกับการคำนวณ หน่วยควบคุมจะส่งสัญญาณ คำสั่งไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ ให้ทำงาน หน่วยคำนวณและตรรกะก็จะไปทำการดึงข้อมูลจาก หน่วยความจำหลักเข้ามาประมวลผล ตามคำสั่งแล้วนำผลลัพธ์ที่ได้ไปแสดงยังอุปกรณ์แสดงผล หน่วยควบคุมจึงจะส่งสัญญาณคำสั่งไปยัง อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ ที่กำหนดให้ดึงข้อมูลจากหน่วยความจำหลัก ออกไปแสดงให้เห็นผลลัพธ์ดังกล่าว อีกต่อหนึ่ง • 3. หน่วยความจำหลัก (Main Memory) • คอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้เมื่อมีข้อมูล และชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผลอยู่ในหน่วยความ จำหลักเรียบร้อยแล้วเท่านั้น และหลักจากทำการประมวลผลข้อมูลตามชุดคำสั่งเรียบร้อยแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้ จะถูกนำไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก และก่อนจะถูกนำออกไปแสดงที่อุปกรณ์แสดงผล

8. • องค์ประกอบของหน่วยประมวลผลกลาง • วงจรในหน่วยประมวลผลกลางเรียกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocessor) ซึ่งเป็นชิปที่ทำจากซิลิกอน ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 หน่วยคือ • o หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ เช่น ควบคุมการทำงานของความจำหลัก หน่วยรับข้อมูล หน่วยคำนวณและตรรกะ หน่วยแสดงผล และที่เก็บข้อมูลต่าง ๆ ดังนั้นการทำงานของหน่วยนี้จึงเปรียบเสมือนเป็นศูนย์กลางระบบประสาท ที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของส่วนประกอบต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยที่หน่วยควบคุมและซีพียูจะรับรู้คำสั่งต่าง ๆ ในรูปของคำสั่งภาษาเครื่องเท่านั้น ถ้าผู้ใช้เขียนโปรแกรมโดยใช้ภาษาระดับสูง (High Level Language) ก่อนที่จะสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานจะต้องมีการแปลงเป็นภาษาระดับต่ำ (Low Level Language) ก่อน • o หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit) หรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า เอแอลยู (ALU) ทำหน้าที่ประมวลผลการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ตลอดจนการเปรียบเทียบทางตรรกะทั้งหมด • การทำงานในซีพียูมี รีจิสเตอร์ (Register) คอยทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลหรือคำสั่งที่ถูกนำเข้ามาปฏิบัติการภายในซีพียู รวมทั้งมี บัส (Bus) เป็นเส้นทางในการส่งผ่านสัญญาณไฟฟ้าของหน่วยต่าง ๆ ภายในระบบ โดยคอมพิวเตอร์ที่ต่างระบบกันมีการออกแบบบัสต่างกัน • ในระบบคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ เช่น เครื่องระดับเวิร์คสเตชั่น(Workstation) หรือเซิร์ฟเวอร์ของระบบเครือข่าย (Network Server) มักจะมีซีพียูมากกว่าหนึ่งหน่วย ซึ่งการมีซีพียูจำนวนมาก ๆ ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้มากกว่าหนึ่งคำสั่งพร้อมกัน หรือทำงานกับโปรแกรมได้มากกว่าหนึ่งโปรแกรมพร้อมกัน คุณสมบัติเช่นนี้เรียกว่ามัลติโปรเซสซิ่ง(Multiprocessti)นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ได้โดยการใช้ โคโปรเซสเซอร์ (coprocessor)

11. หน่วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยหน่วยย่อย ดังนี้ • 1. หน่วยควบคุม (Control Unit) • 2. หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit ; ALU) • 3. หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit) • การสื่อสารระหว่างหน่วยต่างๆ ใน CPU จะใช้สายสัญญาณที่เรียกว่า Bus Line หรือ Data Bus • หน่วยควบคุม (Control Unit) • หน่วยควบคุมทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของหน่วยทุกๆ หน่วย ใน CPU และอุปกรณ์อื่นที่ต่อพ่วง เปรียบเสมือนสมองที่ควบคุมการทำงานส่วนประกอบต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ เช่น แปลคำสั่งที่ป้อน ควบคุมให้หน่วยรับข้อมูลรับข้อมูลเข้ามาเพื่อทำการประมวลผล ตัดสินใจว่าจะให้เก็บข้อมูลไว้ที่ไหน ถูกต้องหรือไม่ ควบคุมให้ ALU ทำการคำนวณข้อมูลที่รับเข้ามา ตลอดจนควบคุมการแสดงผลลัพธ์ เป็นต้น • รับชุดคำสั่งจาก RAM แล้วทำการอ่านและแปลชุดคำสั่ง • ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายในระบบ โดยเฉพาะส่วนประกอบของ Processor • ควบคุมการไหลของโปรแกรมและข้อมูลเข้าสู่ RAM และออกจาก RAM และควบคุมการไหลของสารสนเทศ (Processed data) เข้าสู่ RAM ตาม Address ที่ว่างก่อนนำไปแสดงผล

12. หน่วยคำนวณและตรรกะ (ALU; Arithmetic and Logic Unit) • หน่วยคำนวณและตรรกะ ทำหน้าที่คำนวณทางคณิตศาสตร์ (Arithmetic operations) และการคำนวณทางตรรกศาสตร์ (Logical operations) โดยปฏิบัติการเกี่ยวกับการคำนวณได้แก่ การบวก (Addition) ลบ (Subtraction) คูณ (Multiplication) หาร (Division) สำหรับการคำนวณทางตรรกศาสตร์ ประกอบด้วย การเปรียบเทียบค่าจริง หรือเท็จ โดยอาศัยตัวปฏิบัติการพื้นฐาน 3 ค่าคือ • เงื่อนไขเท่ากับ (=, Equal to condition) • เงื่อนไขน้อยกว่า (<, Less than condition) • เงื่อนไขมากกว่า (>, Greater than condition) • สำหรับตัวปฏิบัติการทางตรรกะ สามารถนำมาผสมกันได้ทั้งหมด 6 รูปแบบ คือ • เงื่อนไขเท่ากับ (=, Equal to condition) • เงื่อนไขน้อยกว่า (<, Less than condition) • เงื่อนไขมากกว่า (>, Greater than condition) • เงื่อนไขน้อยกว่าหรือเท่ากับ (<=, Less than or equal condition) • เงื่อนไขมากกว่าหรือเท่ากับ (>=, Greater than or equal condition) • เงื่อนไขน้อยกว่าหรือมากกว่า (< >, Less than or greater than condition) ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่มีค่าคือ "ไม่เท่ากับ (not equal to)" นั่นเอง

13. หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit) หน่วยความจำหลัก ซึ่งมีชื่อเรียกหลายชื่อ ได้แก่ Main Memory Unit, Primary Storage Unit, Internal Storage Unit เป็นหน่วยที่ใช้เก็บข้อมูล และคำสั่งเพื่อใช้ในการประมวลผล และเก็บข้อมูลตลอดจนคำสั่งชั่วคราวเท่านั้น ข้อมูลและคำสั่งจะถูกส่งมาจากหน่วยควบคุม สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ 1. หน่วยความจำสำหรับเก็บคำสั่ง (Program Memory) 2. หน่วยความจำสำหรับเก็บข้อมูลและคำสั่ง (Data & Programming Memory)

15. อ้างอิงจาก http://www.thaigoodview.com/library/teachershow/lopburi/kanidta_v/computer/sec02p01.html http://www.bpic.ac.th/computer/pest5.html http://www.slideshare.net/Noomim/ss-9137643

16. ขอบคุณค่ะ