หน่วยประมวลผลกลางและหน่วยความจําหลัก
รูป CPU
หน่วย ประมวลผลกลาง หรือซีพียู เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสำคัญที่สุดในระบบคอมพิวเตอร์ ตัวซีพียูเป็นวงจรรวมชิ้นเดียวที่ติดตั้งในแผงหลักเรียกว่า ไมโครชิป ทำหน้าที่ประมวลผลจึงเรียกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ ภายในซีพียูประกอบด้วยหน่วยการทำงานหลัก 2 หน่วยคือ หน่วยคำนวณและตรรกะ และหน่วยควบคุม
1. หน่วยคำนวณและตรรกะ
ทำหน้าที่คำนวณและเปรียบเทียบการคำนวณ เช่น การบวก การลบ การคูณ การหาร ซึ่งเป็นการรับคำสั่งมาจากหน่วยควบคุม และจากความต้องการของโปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่ในขณะนั้น หน่วยคำนวณมีความเร็วในการประมวลผลสูงมาก สามารถคำนวณตัวเลขได้มากกว่า 10 ล้านชุดต่อวินาที นอกจากการคำนวณแล้วยังสามารถเปรียบเทียบค่าทางตรรกะ เช่น มากกว่า น้อยกว่า เท่ากัน ไม่เท่ากัน ได้อย่างรวดเร็ว เช่น มีการเปรียบเทียบคำว่า BAKER กับ BACON ที่เข้ามาในหน่วยคำนวณ หน่วยตรรกะจะเปรียบเทียบคำทั้งสองตามลำดับอักษรทีละตัวและเรียงลำดับให้ใหม่ เป็นคำแรกคือ BACON และคำที่สองคือ BAKER
ตรรกะในซีพียูจะเปรียบเทียบค่าของตัวเลขเท่านั้น ตัวอักษรต่างๆ บนแผงแป้นอักขระจะมีรหัสตัวเลขกำกับเป็นมาตรฐานสากล ทั้งรหัสของเลขฐานสิบ ฐานสิบหก และฐานสอง ผลที่ได้จากการคำนวณจะส่งไปเก็บในหน่วยความจำหลัก
2. หน่วยควบคุม
การทำงานของหน่วยควบคุมจะครอบคลุมไปทุกหน่วย ตัวอย่างเช่น โปรแกรมสินค้าคงคลัง ต้องการให้นำจำนวนสินค้าไปคูณกับราคาสินค้านั้น หน่วยควบคุมจะดำเนินการเป็นคำสั่งต่อไปนี้
– ออกคำสั่งให้หน่วยรับเข้าอ่านจำนวนสินค้าและราคาตามรหัสที่ระบุเข้ามาเก็บในหน่วยความจำหลัก
– สั่งการให้ ALU คัดลอกข้อมูลทั้งสองจากหน่วยความจำเข้ามาแล้วคูณจำนวนทั้งสอง ได้ผลรวมแล้วส่งกลับไปเก็บในหน่วยความจำ
– เก็บผลการคำนวณในหน่วยความจำรอง แล้วย้อนกลับไปตรวจสอบ คำนวณจนกว่าจะหมดค่าที่กำหนด
– แสดงผลลัพธ์ทางหน่วยส่งออก
หน่วยความจำหลัก
เมื่อข้อมูลถูกอ่านจากหน่วยรับเข้าแล้วจะถูกเก็บในหน่วยความจำหลัก หรือแรม เพื่อรอการประมวลผลต่อไป หน่วยความจำหลักมี 3 ชนิด ได้แก่
1. หน่วยความจำแรม (RAM : random access memory)
หน่วยความจำแรมที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์พีซีทั่วๆ ไปเป็นหน่วยความจำชนิด dynamic หรือ DRAM ภายในชิปแต่ละตัวถูกแบ่งเป็นแถว (row) และคอลัมน์ (column) เป็นช่องเล็กๆ แต่ละช่องเก็บข้อมูลเป็นจำนวนบิตไว้ในรูปของสัญญาณไฟฟ้า แรมชนิดนี้จึงต้องมีกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงอยู่ตลอดเวลา ข้อเสียของไดนามิคแรมคือการคายประจุเมื่อเวลาผ่านทำให้ข้อมูลผิดพลาดได้ จึงต้องมีการกระตุ้นสัญญาณ (refresh) ให้ประจุคงตัวอยู่ตลอดเวลา refresh rate ทำให้การอ่านและบันทึกข้อมูลช้าลง
ตำแหน่งต่างๆ ภายในหน่วยความจำชนิดนี้สามารถระบุที่อยู่ (address) เป็นแถวและคอลัมน์ได้ แต่ละตำแหน่งสามารถเข้าถึงได้อย่างอิสระ (random access) เป็นหน่วยความจำที่ใช้เก็บโปรแกรมและข้อมูลต่างๆ ที่ทำงานอยู่ในขณะนั้น
หน่วยความจำแรมได้รับการพัฒนาต่อเนื่องเป็นรุ่นต่างๆ ได้แก่ fast page DRAM ใช้กับเครื่องรุ่นแรกๆ เช่น 80486 อีดีโอแรม (EDO : extended data output) ใช้กับซีพียูเพนเทียมยุคแรกๆ SDRAM (synchronous dynamic random access memory) ใช้กับซีพียูเพนเทียม II และเพนเทียม III แรมชนิด DDR (double data rate SDRAM) ใช้กับซีพียูเพนเทียม 4 รุ่น socket 478 และ DDR II ขึ้นไป ใช้กับ socket 775 เช่น Celeron E1200 Dual Core Core 2 Duo ดังนั้นก่อนที่จะเพิ่มหน่วยความจำในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้อยู่ต้องตรวจดู ว่าเป็นเครื่องรุ่นใดด้วย
2. หน่วยความจำรอม (ROM : read only memory)
หน่วยความจำรอมใช้เก็บโปรแกรมเริ่มต้นระบบของคอมพิวเตอร์ ซึ่งติดตั้งมาจากบริษัทผู้ผลิตรอมนั้น เช่น รอมไบออสของบริษัท Award Software หน่วยความจำรอมแบ่งเป็นชนิดต่างๆ ดังนี้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น