หน่วยประมวลผลกลาง
หน่วยประมวลผลกลาง(central processing
unit) หรือที่นิยมเรียกสั้น ๆ ว่า ซีพียู (CPU)เป็นวงจรอิเลคทรอนิคที่ทำงาน
หรือประมวลผล ตามชุดของคำสั่งเครื่องจากซอฟต์แวร์
คำนี้เริ่มใช้ในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ต้นศตวรรษ 1960s
หน่วยประมวลผลเปรียบเสมือนเป็นสมองของคอมพิวเตอร์
ในการทำหน้าที่ตัดสินใจหรือคำนวณ จากคำสั่งที่ได้รับมา เช่น การเปรียบเทียบ
การกระทำการทางคณิตศาสตร์ ฯลฯ
โดยมีกระบวนการพื้นฐานคือ
1. อ่านชุดคำสั่ง (fetch)Fetch - การอ่านชุดคำสั่งขึ้นมา
1 คำสั่งจากโปรแกรม ในรูปของระหัสเลขฐานสอง (Binary
Code from on-off of BIT)
2. ตีความชุดคำสั่ง (decode)Decode - การตีความ
1 คำสั่งนั้นด้วยวงจรถอดรหัส (Decoder
circuit) ตามจำนวนหลัก (BIT) ว่ารหัสนี้จะให้วงจรอื่นใดทำงานด้วยข้อมูลที่ใด
3. ประมวลผลชุดคำสั่ง (execute)Execute - การทำงานตาม
1 คำสั่งนั้น คือ วงจรใดในไมโครโปรเซสเซอร์ทำงาน
เช่น วงจรบวก วงจรลบ วงจรเปรียบเทียบ วงจรย้ายข้อมูล ฯลฯ
4. อ่านข้อมูลจากหน่วยความจำ (memory)Memory
- การติดต่อกับหน่วยความจำ การใช้ข้อมูที่อยู่ในหน่วยจำชั่วคราว (RAM,
Register) มาใช้ในคำสั่งนั้นโดยอ้างที่อยู่ (Address)
5. เขียนข้อมูล/ส่งผลการประมวลกลับ (write
back)
โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ
ชิป (chip) นับเป็นอุปกรณ์ ที่มีความสำคัญมากที่สุด
ของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน
เข้ามาทางอุปกรณ์อินพุต 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
3. หน่วยความจำหลัก (Main Memory)คอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้เมื่อมีข้อมูล
และชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผลอยู่ในหน่วยความ จำหลักเรียบร้อยแล้วเท่านั้น
และหลักจากทำการประมวลผลข้อมูลตามชุดคำสั่งเรียบร้อยแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้
จะถูกนำไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก และก่อนจะถูกนำออกไปแสดงที่อุปกรณ์แสดงผล
