15
หหหหห หหหหหหหห หหหหหหหหหห หหหหหหหหหห

หน่วยประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ บี

Embed Size (px)

Citation preview

หน่�วยประมวลผล ของ

เคร��องคอมพิ�วเตอร�

หน่�วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)

              หน่�วยประมวลผลกลางหร�อซี�พี�ย� เร�ยกอ�กชื่��อหน่��งว�า โปรเซีสเซีอร� (Processor) หร�อ ชื่�ป (chip) น่�บเป น่อ!ปกรณ์� ที่��ม�ความส%าค�ญมากที่��ส!ด ของฮาร�ดแวร�เพีราะม�หน่+าที่��ใน่การประมวลผลข+อม�ลที่��ผ�+ใชื่+ป-อน่ เข+ามาที่างอ!ปกรณ์�อ�น่พี!ต ตามชื่!ดค%าส��งหร�อโปรแกรมที่��ผ�+ใชื่+ต+องการใชื่+งาน่ หน่�วยประมวลผลกลาง ประกอบด+วยส�วน่ส%าค�ญ 3 ส�วน่ ค�อ

1. หน่�วยค%าน่วณ์และตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU) หน่�วยค%าน่วณ์ตรรกะ ที่%าหน่+าที่��เหม�อน่ก�บเคร��องค%าน่วณ์อย��ใน่เคร��องคอมพี�วเตอร�โดยที่%างาน่เก��ยวข+องก�บ การค%าน่วณ์ที่างคณ์�ตศาสตร� เชื่�น่ บวก ลบ ค�ณ์ หาร ย�งม�ความสามารถอ�กอย�างหน่��งที่��เคร��องค%าน่วณ์ธรรมดาไม�ม� ค�อ ความสามารถใน่เชื่�งตรรกะศาสตร� หมายถ�ง ความสามารถใน่การเปร�ยบเที่�ยบตามเง��อน่ไข และกฎเกณ์ฑ์�ที่างคณ์�ตศาสตร� เพี��อให+ได+ค%าตอบออกมาว�าเง��อน่ไข น่�5น่เป น่ จร�ง หร�อ เที่7จ เชื่�น่ เปร�ยบเที่�ยบมากว�า น่+อยกว�า เที่�าก�น่ ไม�เที่�าก�น่ ของจ%าน่วน่ 2 จ%าน่วน่ เป น่ต+น่

2. หน่�วยควบค�ม (Control Unit) หน่�วยควบค!มที่%าหน่+าที่��ควบค!มล%าด�บข�5น่ตอน่การประมวลผลและการที่%างาน่ของอ!ปกรณ์�ต�างๆ ภายใน่ หน่�วยประมวลผลกลาง และรวมไปถ�งการประสาน่งาน่ใน่การที่%างาน่ร�วมก�น่ระหว�างหน่�วยประมวลผลกลาง ก�บอ!ปกรณ์�น่%าเข+าข+อม�ล อ!ปกรณ์�แสดงผล และหน่�วยความจ%าส%ารองด+วย

3. หน่�วยความจำ�าหล�ก (Main Memory) คอมพี�วเตอร�จะสามารถที่%างาน่ได+เม��อม�ข+อม�ล และชื่!ดค%าส��งที่��ใชื่+ใน่การประมวลผลอย��ใน่หน่�วยความ จ%าหล�กเร�ยบร+อยแล+วเที่�าน่�5น่ และหล�กจากที่%าการประมวลผลข+อม�ลตามชื่!ดค%าส��งเร�ยบร+อยแล+ว ผลล�พีธ�ที่��ได+ จะถ�กน่%าไปเก7บไว+ที่��หน่�วยความจ%าหล�ก และก�อน่จะถ�กน่%าออกไปแสดงที่��อ!ปกรณ์�แสดงผล

ซี พิ ย!ชน่�ดต�างๆ ผ�+ผล�ตซี�พี�ย�ใน่ป:จจ!บ�น่น่�5ม�อย��หลายบร�ษั�ที่ด+วย

ก�น่ ที่��ร� +จ�กก�น่ด�ก7เห7น่จะเป น่ Intel, AMD และ VIA ต�างก7ผล�ตซี�พี�ย�ออกมาแข�งข�น่ก�น่ใน่ตลาดคอมพี�วเตอร�เพี��อชื่�วงชื่�งส�วน่แบ�งของตน่ให+มากที่��ส!ด ซี�พี�ย�ที่��ม�ผ�+น่�ยมใชื่+มากที่��ส!ดเป น่ซี�พี�ย�ของ Intel

แผงวงจำรหล�ก(Main Board)

เมน่บอร�ด (Mainboard)             เมน่บอร�ดเป น่อ!ปกรณ์�ที่��ส%าค�ญรองมาจากซี�พี�ย� เมน่บอร�ด

ที่%าหน่+าที่��ควบค!ม ด�แลและจ�ดการๆ ที่%างาน่ของ อ!ปกรณ์�ชื่น่�ดต�างๆ แที่บที่�5งหมดใน่เคร��องคอมพี�วเตอร� ต�5งแต�ซี�พี�ย� ไปจน่ถ�งหน่�วยความจ%าแคชื่ หน่�วยความจ%าหล�ก ฮาร�ดด�สก� ระบบบ�ส บน่เมน่บอร�ดประกอบด+วยชื่�5น่ส�วน่ต�างๆ มากมายแต�ส�วน่ส%าค�ญๆ ประกอบด+วย

• ช�ปเซี&ต เป น่เสม�อน่ห�วใจของเมน่บอร�ดอ�กที่��หน่��ง เน่��องจากอ!ปกรณ์�ต�วน่�5จะม�หน่+าที่��หล�กเป น่เหม�อน่ที่�5ง อ!ปกรณ์� แปลภาษัา ให+อ!ปกรณ์�ต�างๆ ที่��อย��บน่เมน่บอร�ดสามารถที่%างาน่ร�วมก�น่ได+ และ ที่%าหน่+าที่��ควบค!ม อ!ปกรณ์�ต�างๆ ให+ที่%างาน่ได+ตามต+องการ

• หน่�วยความจำ�ารอมไบออส และแบตเตอร �แบ&คอ�พิ  เป น่ชื่�ปหน่�วยความจ%าชื่น่�ด หน่��งที่��ใชื่+ส%าหร�บเก7บข+อม�ล และโปรแกรมขน่าดเล7กที่��จ%าเป น่ต�อการบ�<ตของระบบคอมพี�วเตอร�

• หน่�วยความจำ�าแคชระด�บสองเป น่อ!ปกรณ์� ต�วหน่��งที่��ที่%าหน่+าเป น่เสม�อน่หน่�วยความจ%า บ�ฟเฟอร�ให+ก�บซี�พี�ย� โดยใชื่+หล�กการที่��ว�า การที่%างาน่ร�วมก�บอ!ปกรณ์�ที่��ความเร7วส�งกว�า จะที่%าให+เส�ยเวลาไปก�บการรอคอยให+อ!ปกรณ์� ที่��ม�ความเร7วต%�า ที่%างาน่จน่เสร7จส�5น่ลง

หน่�วยความจำ�าส�ารอง (RAM) RAM ย�อมาจาก (Random Access Memory) เป น่หน่�วยความ

จ%าหล�กที่��จ%าเป น่ หน่�วยความจ%า ชื่น่�ดน่�5จะสามารถเก7บข+อม�ลได+ เฉพีาะเวลาที่��ม�กระแสไฟฟ-าหล�อเล�5ยงเที่�าน่�5น่เม��อใดก7ตามที่��ไม�ม�กระแสไฟฟ-า มาเล�5ยง ข+อม�ลที่��อย��ภายใน่หน่�วยความจ%าชื่น่�ดจะหายไปที่�น่ที่� หน่�วยความจ%าแรม ที่%าหน่+าที่��เก7บชื่!ดค%าส��งและข+อม�ลที่��ระบบคอมพี�วเตอร�ก%าล�งที่%างาน่อย��ด+วย โดยที่��เน่�5อที่��ของหน่�วยความจ%าหล�กแบบแรมน่�5ถ�กแบ�งออกเป น่ 4 ส�วน่ ค�อ

• 1.Input Storage Area เป น่ส�วน่ที่��เก7บข+อม�ลน่%าเข+าที่��ได+ร�บมาจากหน่�วยร�บข+อม�ลเข+าโดย ข+อม�ลน่�5จะถ�กน่%าไปใชื่+ใน่การประมวลผลต�อไป              2.Working Storage Area เป น่ส�วน่ที่��เก7บข+อม�ลที่��อย��ใน่ระหว�างการประมวลผล              3.Output Storage Area เป น่ส�วน่ที่��เก7บผลล�พีธ�ที่��ได+จากการประมวลผล ตามความต+องการของ

• ผ�+ใชื่+ เพี��อรอที่��จะถ�กส�งไปแสดงออก ย�งหน่�วยแสดงผลอ��น่ที่��ผ�+ใชื่+ต+องการ              4.Program Storage Area เป น่ส�วน่ที่��ใชื่+เก7บชื่!ดค%าส��ง หร�อโปรแกรมที่��ผ�+ใชื่+ต+องการจะส�งเข+ามา เพี��อใชื่+คอมพี�วเตอร�ปฏิ�บ�ต�ตามค%าส��ง ชื่!ดด�งกล�าว หน่�วยควบค!มจะที่%าหน่+าที่��ด�งค%าส��งจากส�วน่ น่�5ไปที่��ละค%าส��งเพี��อที่%าการแปลความหมาย

Module ของ RAM RAM ที่��เราน่%ามาใชื่+งาน่น่�5น่จะเป น่ Chipเป น่ IC ต�วเล7กๆ ซี��งส�วน่ที่��เราน่%ามาใชื่+เป น่หน่�วยความจ%าหล�ก

SIMM โดยที่�� Module ชื่น่�ดน่�5 จะรองร�บ Data Path 32 bit โดยที่�5งสองด+าน่ของ Circuit Board จะให+ส�ญญาณ์ เด�ยวก�น่ความเป)น่มาของ SIMM RAM ใน่ย!คต+น่ ๆ ที่��คอมพี�วเตอร�เร��มใชื่+งาน่ก�น่อย�างแพีร�หลายมากข�5น่ ซี��งส�วน่มากม�กเป น่คอมพี�วเตอร�

DIMM โดย Module น่�5เพี��งจะก%าเน่�ดมาไม�น่าน่น่�ก ม� Data Path ถ�ง 64 บ�ต โดยที่�5งสองด+าน่ของ Circuit Board จะให+ส�ญญาณ์ที่��ต�างก�น่ ต�5งแต� CPU ตระก�ล Pentium เป น่ต+น่มา

รายละเอ ยดของ RAM แต�ละชน่�ด Parity จะม�ความสามารถใน่การตรวจสอบความถ�กต+องของ ข+อม�ล โดยจะม� Bit ตรวจสอบ 1 ต�ว ถ+าพีบว�าม�ข+อม�ลผ�ดพีลาด ก7จะเก�ด System Halt ใน่ขณ์ะที่��แบบ Non-Parity จะไม�ม�การตรวจสอบ bit น่�5 Error Checking and Correcting (ECC) หน่�วยความจ%าแบบน่�5 ได+พี�ฒน่าข�5น่มาอ�กระด�บหน่��ง เพีราะน่อกจากจะตรวจสอบว�าม�ข+อม�ลผ�ดพีลาดได+แล+ว ย�งสามารถแก+ไข bit ที่��ผ�ดพีลาดได+อ�กด+วย

ชน่�ดและความแตกต�างของ RAM DRAM จะที่%าการเก7บข+อม�ลใน่ต�วเก7บประจ! (Capacitor) ซี��ง

จ%าเป น่ต+องม�การ Refresh เพี��อ เก7บข+อม�ล ให+คงอย��โดยการ Refresh น่�5ที่%าให+เก�ดการหน่�วงเวลาข�5น่ใน่การเข+าถ�งข+อม�ล Static Random Access Memory (SRAM)จะต�างจาก DRAM ตรงที่��ว�า DRAM ต+องที่%าการ Refresh ข+อม�ลอย��ตลอดเวลา แต�ใน่ขณ์ะที่�� SRAM จะเก7บข+อม�ล น่�5น่ ๆ ไว+

FPM น่�5น่ ก7เหม�อน่ก�บ DRAM เพี�ยงแต�ว�า ม�น่ลดชื่�วงการหน่�วงเวลาขณ์ะเข+าถ�งข+อม�ลลง ที่%าให+ ม�น่ม�ความเร7วใน่การเข+าถ�งข+อม�ล ส�งกว�า DRAM ปกต�

Extended-Data Output (EDO) DRAM หร�อเร�ยกอ�กชื่��อหน่��งก7ค�อ Hyper-Page Mode DRAM ซี��งพี�ฒน่าข�5น่อ�กระด�บหน่��ง โดยการที่��ม�น่จะอ+างอ�ง ต%าแหน่�งที่��อ�าน่ข+อม�ล จากคร�5งก�อน่ไว+ด+วย ปกต�แล+วการด�งข+อม�ลจาก RAM ณ์ ต%าแหน่�งใด ๆ ม�กจะด�งข+อม�ล ณ์ ต%าแหน่�งที่��อย��ใกล+ ๆ จากการด�งก�อน่หน่+าน่�5 เพีราะฉะน่�5น่ ถ+าม�การอ+างอ�ง ณ์ ต%าแหน่�งเก�าไว+ก�อน่

BEDO ได+เพี��มความสามารถข�5น่มาจาก EDO เด�ม ค�อ Burst Mode โดยหล�งจากที่��ม�น่ได+ address ที่�� ต+องการ Addressแรกแล+วม�น่ก7จะที่%าการ Generate อ�ก 3 address ข�5น่ที่�น่ที่� ภายใน่ 1 ส�ญญาณ์น่าฬิ�กา

Synchronous DRAM (SDRAM) SDRAMจะต�างจาก DRAM เด�มตรงที่��ม�น่จะที่%างาน่สอดคล+องก�บส�ญญาณ์น่าฬิ�กา ส%าหร�บ DRAM เด�มจะ ที่ราบต%าแหน่�งที่��อ�าน่ ก7ต�อเม��อเก�ดที่�5ง RAS และCAS ข�5น่ แล+วจ�งที่%าการไปอ�าน่ข+อม�ลโดยม�ชื่�วงเวลาใน่การ เข+าถ�งข+อม�ล ตามที่��เราม�กจะได+เห7น่บน่ต�ว Chip ของต�ว RAM

DDR RAM น่�5แยกออกมาจาก SDRAM โดยจ!ดที่��ต�างก�น่หล�ก ๆ ของที่�5งสองชื่น่�ดน่�5ค�อ DDR SDRAM น่�5สามารถที่��จะใชื่+งาน่ได+ที่�5งขาข�5น่ และขาลง ของส�ญญาณ์น่าฬิ�กาเพี��อส�งถ�ายข+อม�ล

Rambus DRAM (RDRAM) ชื่��อของ RAMBUS เป น่เคร��องหมายการค+าของบร�ษั�ที่ RAMBUS Inc. ซี��งต�5งมาต�5งแต�ย!ค 80

SGRAM น่�5ก7แยกออกมาจาก SDRAM เชื่�น่ก�น่

โดยม�น่ถ�กปร�บแต�งมาส%าหร�บงาน่ด+าน่ Graphics เป น่พี�เศษัแต�โดยโครงสร+างของ Hardware แล+ว แที่บไม�ม�อะไรต�างจาก SDRAM

VRAM ชื่��อก7บอกแล+วว�าที่%างาน่เก��ยวก�บ Video เพีราะม�น่ถ�กออกแบบมาใชื่+บน่ Display Card โดย VRAM น่�5ก7ม�พี�5น่ฐาน่มาจาก DRAM เชื่�น่ก�น่

WRAM น่�5 ด� ๆ ไปแล+วเหม�อน่ก�บว�า ถ�กพี�ฒน่าโดย Matrox เพีราะแที่บจะเป น่ผ�+เด�ยวที่��ใชื่+ RAM ชื่น่�ดน่�5 บน่ Graphics Card ของตน่

ฮาร�ดด�สก� (Hard disk)      ฮาร�ดด�สก� เป น่อ!ปกรณ์�ที่��รวมเอาองค�ประกอบ ที่�5งกลไกการ

ที่%างาน่ และอ!ปกรณ์�อ�เล7กที่รอน่�คส� เข+าไว+ด+วยก�น่ แม+ว�าฮาร�ดด�สก� น่�5น่จะได+ชื่��อว�าเป น่อ!ปกรณ์�ที่��ม�ความซี�บซี+อน่ที่��ส!ด ใน่ด+าน่อ!ปกรณ์�ที่��ม�การเคล��อน่ไหว แต�ใน่ความเป น่จร�งแล+วการอธ�บายการที่%างาน่ ของฮาร�ดด�สก�น่�5น่ถ�อว�าได+ง�าย ภายใน่ฮาร�ดด�สก�น่�5น่จะม�แผ�น่ Aluminum Alloy Platter หลายแผ�น่หม!น่อย��ด+วยความเร7วส�ง

• การจำ�ดเร ยงข+อม!ลบน่ฮาร�ดด�สก�น่�5น่ม�ล�กษัณ์ะเด�ยวก�บแผน่ที่�� ข+อม�ลจะถ�กจ�กเก7บไว+ใน่แที่ร7คบน่แพีลตเตอร� ด�สก�ไดร�ฟที่��ว ๆ ไปจะม�แที่ร7คประมาณ์ 2,000 แที่ร7ค ต�อน่�5ว (TPI) Cylinder จะหมายถ�งกล!�มของ Track ที่��อย�� บร�เวณ์ห�วอ�าน่เข�ยน่บน่ที่!ก ๆ แพีลตเตอร� ใน่การเข+าอ�าน่ข+อม�ลน่�5น่แต�ละแที่ร7คจะถ�กแบ�งออกเป น่หน่�วยย�อย ๆ เร�ยกว�า Sector กระบวน่การใน่การจ�ดการด�สก� ให+ม�แที่ร7ค

•  ห�วอ�าน่เข ยน่ของฮาร�ดด�สก�น่�บเป น่ชื่�5น่ส�วน่ที่��ม�ราคาแพีงที่��ส!ด และล�กษัณ์ะของม�น่ ก7ม�ผลกระที่บอย�างย��งก�บ ประส�ที่ธ�ภาพี ของฮาร�ดด�สก�โดยรวม ห�วอ�าน่เข�ยน่จะเป น่อ!ปกรณ์�แม�เหล7ก ม�ร�ปร�างคล+าย ๆ ต�ว “C” โดยม�ชื่�อง ว�างอย��เล7กน่+อย

• Seek Time ค�อระยะเวลาที่��แขน่ย�ดห�วอ�าน่เข�ยน่ฮาร�ดด�สก� เคล��อน่ย+ายห�วอ�าน่เข�ยน่ไประหว�างแที่ร7คของข+อม�ลบน่ฮาร�ดด�สก� ซี��งใน่ป:จจ!บ�น่ฮาร�ดด�สก� จะม�แที่ร7คข+อม�ลอย��ประมาณ์ 3,000 แที่ร7ค

• Head Switch Time เป น่เวลาสล�บการที่%างาน่ของห�วอ�าน่เข�ยน่ แขน่ย�ดห�วอ�าน่เข�ยน่จะเคล��อน่ย+ายห�วอ�าน่เข�ยน่ไปบน่แพีลตเตอร� ที่��อย��ใน่แน่วตรงก�น่

• Cylinder Switch Time เวลาใน่การสล�บไซีล�น่เดอร� สามารถเร�ยกได+อ�กแบบว�าการสล�บแที่ร7ค (track switch) ใน่กรณ์�น่�5แขน่ย�ดห�วอ�าน่เข�ยน่ จะวางต%าแหน่�งของห�วอ�าน่เข�ยน่อย��เหน่�อไซีล�น่เดอร�ข+อม�ลอ��น่ ๆ แต�ม�ข+อแม+ว�า แที่ร7คข+อม�ลที่�5งหมดจะต+องอย��ใน่ ต%าแหน่�งเด�ยวก�น่ของแพีลตเตอร�อ��น่ ๆ ด+วย

• Rotational Latency เป น่ชื่�วงเวลาใน่การอคอยการหม!น่ของแผ�น่ด�สก�ภายใน่ การหม!น่ภายใน่ฮาร�ดด�สก�จะเก�ดข�5น่เม��อห�วอ�าน่ เข�ยน่วางต%าแหน่�ง อย��เหน่�อแที่ร7คข+อม�ลที่��เหมาะสมระบบการที่%างาน่ ของห�วอ�าน่เข�ยน่ข+อม�ลจะรอให+ต�วไดร�ฟ หม!น่แพีลตเตอร�ไปย�งเซี7กเตอร�ที่��ถ�กต+อง

การ�ดแสดงผล หร�อ การ�ดจำอ ( Display Adapter VGA Card )

VGA Card หร�อ Display Adapter ม�หน่+าที่��เปล��ยน่ส�ญญาณ์ digital ให+เป น่ส�ญญาณ์

ภาพี โดยม� Chip เป น่ต�วหล�กใน่การประมวลการแปลงส�ญญาณ์ ส�วน่ภาพีน่�5น่ CPU เป น่ผ�+ประมวลผล แต�ป:จจ!บ�น่ เที่คโน่โลย�การประมวลผลภาพีน่�5น่ VGA card เป น่ผ�+ประมวลผลเองโดย Chip น่�5น่ได+เปล��ยน่เป น่ GPU (Graphic Processing Unit) ซี��งจะม�การประมวลภาพีใน่ต�ว Card เองเลย เที่คโน่โลย�น่�5เป น่ที่��แพีร�หลายมากเน่��องจากราคาเร��มปร�บต�วต%�าลงมาจากเม��อก�อน่ที่��เที่คโน่โลย�น่�5เพี��งเข+ามาใหม�ๆ โดย GPU ค�าย NVIDIA เป น่ผ�+ร �เร��มการล!ยตลาด

• หน่�วยความจำ�า การ�ดแสดงผลจะต+องม�หน่�วยความจ%าที่��เพี�ยงพีอใน่การใชื่+งาน่ เพี��อใชื่+ส%าหร�บเก7บข+อม�ลที่��ได+ร�บมาจากซี�พี�ย� และส%าหร�บการ�ดแสดงผล บางร! �น่ ก7สามารถประมวลผลได+ภายใน่ต�วการ�ด

• ความละเอ ยดใน่การแสดงผล  การ�ดแสดงผลที่��ด�จะต+องม�ความสามารถใน่การแสดงผลใน่ความละเอ�ยดส�งๆ ได+เป น่อย�างด� ความละเอ�ยดใน่การแสดงผลหร�อ Resolution ก7ค�อจ%าน่วน่ของจ!ดหร�อพี�กเซีล (Pixel) ที่��การ�ดสามารถน่%าไป แสดงบน่จอภาพีได+

• อ�ตราการร เฟรซีหน่+าจำอ  การ�ดแสดงผลที่��ม�ประส�ที่ธ�ภาพี จะต+องม�อ�ตราการร�เฟรซีหน่+าจอได+หลายๆ อ�ตรา อ�ตราการ ร�เฟรซีก7ค�อ จ%าน่วน่คร�5งใน่การกวาดหน่+าจอ ใหม�ใน่หน่��งว�น่าที่� ถ+าหากว�าอ�ตราร�เฟรซีต%�า จะที่%าให+ภาพีบน่หน่+าจอ ม�การกระพีร�บ ที่%าให+ผ�+ที่��ใชื่+งาน่คอมพี�วเตอร� เก�ดอาการล+า ของกล+ามเน่�5อตา และอาจที่%าให+เก�ดอ�น่ตราย ก�บดวงตาได+

จ�ดที่%าโดย

น่างสาว อาจำร ย� มาลาช�/น่ ม 62. / เลขที่ � 12