Upload
supaksorn-tatongjai
View
95
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
หนวยประมวลผลกลางcentral processing unit
หนวยประมวลผลกลาง ภาษาองกฤษคอ central processing unitหรอยอวา CPU เปนวงจรอเลคทรอนกสทท างาน หรอประมวลผล ตามชดของค าสงเครองจากซอฟตแวร ค านเรมใชในอตสาหกรรมคอมพวเตอรตงแตตนศตวรรษ 1960s
หนวยประมวลผลเปรยบเสมอนเปนสมองของคอมพวเตอร ในการท าหนาทตดสนใจหรอค านวณ จากค าสงทไดรบมา เชน การเปรยบเทยบ การกระท าการทางคณตศาสตร ฯลฯ
โดยมกระบวนการพนฐานคอ...
อานชดค าสง (fetch)
ตความชดค าสง (decode)
ประมวลผลชดค าสง (execute)
อานขอมลจากหนวยความจ า (memory)
เขยนขอมล/สงผลการประมวลกลบ (write back)
การท างานของหนวยประมวลผลกลาง
การท างานของหนวยประมวลผลกลางแบงออกตามหนาทไดเปนหากลมใหญๆ ดงน โดยท างานทละค าสง จากค าสงทเรยงล าดบกนไวตอนทเขยนโปรแกรม
Fetch - การอานชดค าสงขนมา 1 ค าสงจากโปรแกรม ในรปของรหสเลขฐานสอง (Binary Code from on-off of BIT)
Decode - การตความ 1 ค าสงนนดวยวงจรถอดรหส (Decoder circuit)
ตามจ านวนหลก (BIT) วารหสนจะใหวงจรอนใดท างานดวยขอมลทใด
Execute - การท างานตาม 1 ค าสงนน คอ วงจรใดในไมโครโปรเซสเซอรท างาน เชน วงจรบวก วงจรลบ วงจรเปรยบเทยบ วงจรยายขอมล ฯลฯ
Memory - การตดตอกบหนวยความจ า การใชขอมลทอยในหนวยความจ าชวคราว (RAM, Register) มาใชในค าสงนนโดยอางทอย (Address)
Write Back - การเขยนขอมลกลบ โดยมหนวยจ า Register ชวยเกบทอยของค าสงตอไป ภายหลงมค าสงกระโดดบวกลบทอย
หนวยยอยของการประมวลผลกลาง
หนวยประมวลผลกลาง ประกอบดวยหนวยยอย ดงน
หนวยควบคม (Control Unit)
หนวยค านวณและตรรกะ (Arithmetic and Logic Unit ; ALU)
หนวยความจ าหลก (Main Memory Unit)
การสอสารระหวางหนวยตางๆ ใน CPU จะใชสายสญญาณทเรยกวา Bus Line หรอ Data Bus
หนวยควบคม (Control Unit)
หนวยควบคมท าหนาทควบคมการท างานของหนวยทกๆ หนวย ใน CPU และอปกรณอนทตอพวง เปรยบเสมอนสมองทควบคมการท างานสวนประกอบตาง ๆ ของรางกายมนษย เชน แปลค าสงทปอน ควบคมใหหนวยรบขอมลรบขอมลเขามาเพอท าการประมวลผล ตดสนใจวาจะใหเกบขอมลไวทไหน ถกตองหรอไม ควบคมให ALU ท าการค านวณขอมลทรบเขามา ตลอดจนควบคมการแสดงผลลพธ เปนตน
หนวยค านวณและตรรกะ (ALU; Arithmetic and Logic Unit)
หนวยค านวณและตรรกะ ท าหนาทค านวณทางคณตศาสตร (Arithmetic operations) และการค านวณทางตรรกศาสตร (Logical operations) โดยปฏบตการเกยวกบการค านวณไดแก การบวก (Addition) ลบ (Subtraction) คณ (Multiplication) หาร (Division) ส าหรบการค านวณทางตรรกศาสตร ประกอบดวย การเปรยบเทยบคาจรง หรอเทจ โดยอาศยตวปฏบตการพนฐาน 3 คาคอ
เงอนไขเทากบ (=, Equal to condition)
เงอนไขนอยกวา (<, Less than condition)
เงอนไขมากกวา (>, Greater than condition)
หนวยความจ าหลก (Main Memory Unit)
หนวยความจ าหลก ซงมชอเรยกหลายชอ ไดแก Main Memory Unit, Primary Storage Unit, Internal Storage Unit เปนหนวยทใชเกบขอมล และค าสงเพอใชในการประมวลผล และเกบขอมลตลอดจนค าสง ชวคราวเทานน ขอมลและค าสงจะถกสงมาจากหนวยควบคม สามารถแบงไดเปน 2 ประเภท คอ
1. หนวยความจ าส าหรบเกบค าสง (Program Memory)
2. หนวยความจ าส าหรบเกบขอมลและค าสง (Data & Programming Memory
CPU
อปกรณตวหนงทมความส าคญและจ าเปนในการท างานของคอมพวเตอรซงอาจจะเรยกวาเปนหวใจของคอมพวเตอรเลยกได ซพย เปนตวควบคมการท างานของอปกรณตางๆ ไมวาจะเปนอปกรณทอยในคอมพวเตอร หรออปกรณตอพวงทตอรวมกบคอมพวเตอร
CPU คอ...
ชนดของ CPU
แบบท 1 ชอคเกต ( Socket )
CPU ประเภทนจะบรรจในรปแบบของสเหลยมจตรส ท าดวยพลานสตกหรอเซรามก หากมองจากดานบน CPU จะพบตวอกษรทเปนรายละเอยดตางๆไมวาจะเปน ยหอ ความเรว คาแรงไฟ คาตวคณ และอกหลายๆอยาง
แบบท 2 แบบสลอต
CPU มการพฒนาออกมาแบบแหวกแนว มลกษณะเปนแผนวงจรลเหลยมผนผาขนาดใหญ มพลาสตกสด า หอหมไวเปนตลบ
ความแตกตางของ ซอคเกตและสลอตแบบซอคเกตคอ ซอคเกตจะอยในตลบและถกครอบดวยพดลมเพอระบายความรอนแบบสลอตคอ จะเปนแผนพลาสตกบางๆประกบกนและจะเสยบ CPU ลงไปอกทหนง
ชนดของซพยทแบงตามจ านวนของแกนการประมวลผล
แกนเดยว ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผลเพยงแกนเดยวอยในชป
ซพยแบบแกนค ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผล 2 แกนอยในชปตวเดยวกน
ซพยแบบสามแกน ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผล 3 แกนอยในชปอนเดยวกน
ซพยแบบสแกน ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผล 4 แกน โดยแตละเเกนจะแยกการท างานกนอยางอสระเพมขนถง 4 เทา
รนของ CPU 1971 : 4004 Microprocessor รนแรกของ Intel ใชงานในเครองคดเลข 1972 : 8008 Microprocessor รนทพฒนาตอมา ใชงานแบบ "TV typewriter" กบ dump terminal 1974 : 8080 Microprocessor รนนเปนการใชงานแบบ Personal Computer รนแรก ๆ 1978 : 8086-8088 Microprocessor หรอรน XT ยงเปนแบบ 8 bit เปน PC ทเรมใชงานจรงจง 1982 : 80286 Microprocessor หรอรน AT 16 bit เรมเปนคอมพวเตอรทใชงานแพรหลายกนแลว 1985 : 80386 Microprocessor เรมเปน CPU 32 bit และสามารถท างานแบบ Multitasking ได 1989 : 80486 Microprocessor เขาสยคของการใชจอส และมการตดตง Math-Coprocessor ในตว 1993 : Pentium Processor หลายคนยงใชอยในตอนนครบ 1995 : Pentium Pro Processor ส าหรบเครอง Server และ Work Station 1997 : Pentium II Processor ปจจบนยงพอหาไดอยบาง 1998 : Pentium II Xeon(TM) Processor ส าหรบ Server และ Work Station 1999 : Celeron(TM) Processor ส าหรบตลาดระดบลางของ Intel ทตดความสามารถบางสวนออก 1999 : Pentium III Processor เปนทนยมกนมาก 1999 : Pentium III Xeon(TM) Processor ส าหรบ Server และ Work Station
หลกการท างานของ CPU
โดยวงรอบของการท าค าสงของซพยประกอบดวยขนตอนการท างานพนฐาน 4 ขนตอนดงน
1. ขนตอนการรบเขาขอมล ( fatch )เรมแรกหนวยควบคมรบรหสค าสงและขอมลทจะประมวลผลจากหนวยความจ า
2. ขนตอนการถอดรหส ( decode )เมอรหสค าสงเขามาอยในซพยแลว หนวยควบคมจะถอดรหสค าสงแลวสงค าสงและ
ขอมลไปยงหนวยค านวณและตรรกะ
3.ขนตอนการท างาน ( execute )หนวยค านวณและตรรกะท าการค านวณโดยใชขอมลทไดรบการถอดรหสค าสง และ
ทราบแลววาตองการท าอะไร ซพยกจะท าตามค าสงนน
4.ขนตอนการเกบ ( store )หลงจากท าค าสง กจะเกบผลลพธทไดไวในหนวยความจ า
เมนบอรด
เมนบอรดท าหนาทควบคม ดแลและจดการๆ ท างานของ อปกรณชนดตางๆ แทบทงหมดในเครองคอมพวเตอร ตงแตซพย ไปจนถงหนวยความจ าแคช หนวยความจ าหลก ฮารดดกส ระบบบส บนเมนบอรดประกอบดวยชนสวนตางๆ มากมาย
เมนบอรด คอ...
รนของเมนบอรด
เมนบอรดแบบ 386เมนบอรดแบบ 386 จะเปน AT ส าหรบเมนบอรดประเภทนเปนเมนบอรดทเกาแลว
เรมใชตงแตมเครองคอมพวเตอร 386 ประสทธภาพการใชงาน สามารถใชเลนคาราโอเกะ NCN ได ตองเลอกอยางนอยประมาณรน 386 DX1-40 ถาต ากวาน ไมสามารถใชงานได สวนโปรแกรมตางๆ ยงสามารถใชงานไดเปนบางตว เชน เกมสการศกษาของเดกๆ โปรแกรมบน DOS
เมนบอรดแบบ 486จากตวอยางเปนเมนบอรด 486DX4-100 ยงไดวาเปนรนทยงนาเลนอย ไวใชพมพงาน
ไวใชอนเตอรเนตได สวนโปรแกรมยงมโปรแกรมส าหรบเครองในระดบนใหเลอกใชอยคอนขางมาก เปนเมนบอรดทเรมมการน าตวคอนโทรลเลอรมาตดเขากบเมนบอรดและไดกลายเปนมาตรฐานเรอยมาจนถงปจจบน
เมนบอรดแบบ Socket 370เมนบอรด Socket 370 ถกออกแบบมาส าหรบซพยอนเทล Celeron แบบ PPGA
ลกษณะจะคลายแบบ Socket 7 มาก แตกตางกนมมมตด Socket 370 จะมมมตด 2 มม สวน Socket 7 จะมมมเดยวส าหรบสวนประกอบอนๆ กไมแตกตางกนมาก ทมมาหลกๆ เชน ระบบความเรวของบสเปน 100 MHz หรอสงกวาสลอต (Slot)
เมนบอรดแบบ Slot Iเปนเมนบอรดทมความหลากหลายมากบอรดหนง ส าหรบซพยอนเทล Pentium II/III
และ Celeron บางรนมการเพมคณสมบตใหมๆ เขามา เชน Ultra ATA-66 หรอความสามารถในการรบสงขอมลไดเรวถง 66 MB/วนาท รองรบระบบบสถง 133 MHz บอรดบางรนจะมทงการดจอ การดเสยงการดเนตเวรค การดโมเดมในตว (On board)
จดท าโดย นายจรฐา ปาลกะวงศ ณ อยธยา เลขท 3 นางสาวอนธอร เจกนอย เลขท 6 นางสาววสาลณ ประเวทจตร เลขท 8 นายชาคร วนเพญ เลขท 10 นางสาวศรณยพร กาบแกว เลขท 11 นางสาวปญญศา วฒนชยานนท เลขท 15 นายนฐวฒ ไทยไจอน เลขท 36 นายจรภทร ไชยเลศ เลขท 38
ชนมธยมศกษาปท 4.12