หน่วยประมวลผล

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit, CPU)

คือ สมองของระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งทำหน้าที่ในการควบคุมการปฏิบัติงานหลักของเครื่อง กล่าวคือ ทำหน้าที่ด้านการคำนวณ ประมวลผลและการเปรียบเทียบตามคำสั่งหรือโปรแกรม โดยทั่วไปในเครื่อง ไมโครคอมพิวเตอร์จะติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของหน่วยประมวลผลกลาง ซึ่งจะประกอบด้วย Microprocessor Chip, แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (Card) และ Chip ประกอบอื่น ๆ ไว้บนแผงวงจรหลักที่เรียกว่า Mainboard หรือ Motherboard 

             1. CPU หรือ Central Processing Unit คือหัวใจหลักในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์จึงขาดซีพียูไม่ได้ ซีพียู เป็นตัวควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต่อร่วมกับคอมพิวเตอร์ กลไกการทำงานของซีพียู การทำงานของคอมพิวเตอร์ ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่ หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล ประสิทธิภาพและความเร็วในการทำงานของซีพียู หรือ ความสามารถในการประมวลผล (Processing Power) นั้นขึ้นอยู่กับชนิดหรือรุ่นของซีพียู

รายละเอียดตัวอย่าง ซีพียู ของ บริษัท intel มีดังนี้

 1. ซีพียูตระกูล Pentium 4 

 2. ซีพียูตระกูล Pentium D

 3. ซีพียูตระกูล Pentium Extreme

 4. ซีพียูตระกูล Pentium Dual Core 

 5. ซีพียูตระกูล Core 2 Duo

 6. ซีพียูตระกูล Core 2 Extreme Processor 

 7. ซีพียูตระกูล Core i7 

 8. ซีพียูตระกูล Core i7 Extreme 

 9. ซีพียูตระกูล Pentium 4

          1.1 RAM ย่อมาจาก Random Access Memory RAM คือหน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ (เป็นหน่วยความจำแบบชั่วคราว ซึ่งหมายถึงจะสามารถทำงานได้เมื่อมีกระแสไฟฟ้ามาหล่อเลี้ยง เมื่อมีการตัดกระแสไฟฟ้าหรือปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อมูลใน RAM ก็จะหายไป) RAM เป็นองค์ประกอบที่มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดต่อประสิทธิภาพการทำงานโดยรวม รวมถึงความเร็วในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

                RAM ทำหน้าที่อะไร

                        RAM ทำหน้าที่รับข้อมูลหรือชุดคำสั่งจากโปรแกรมสำเร็จรูปต่างๆที่กำลังเปิดใช้งานอยู่ในคอมพิวเตอร์ แล้วส่งต่อไปยัง CPU หรือ Central Processing Unit ซึ่งเป็นหัวใจหรือสมองของคอมพิวเตอร์นั้นๆให้ประมวลผล คำนวณ และวิเคราะห์ข้อมูลตามต้องการ เมื่อ CPU คำนวณเสร็จแล้ว จะส่งผลการคำนวณหรือวิเคราะห์นั้นๆกลับมายัง RAM เพื่อส่งต่อไปยังโปรแกรมเจ้าของชุดคำสั่ง ก่อนจะแสดงผลของการคำนวณออกมาทาง Output devices ต่างๆ เช่น ทางหน้าจอมอนิเตอร์หรือเครื่องพิมพ์ เป็นต้น

RAM สามารถแบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลัก ดังนี้ 

1. Input Storage Area เนื้อที่ RAM 

    ส่วนนี้จะเป็นส่วนที่รับข้อมูลจาก Input devices เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ Barcode reader และอื่นๆ โดยจะเก็บไว้เพื่อส่งให้ CPU ทำการประมวผล คำนวณหรือวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านั้นต่อไป

2. Working Storage Area เนื้อที่ RAM

    ส่วนนี้เป็นพื้นที่สำหรับจัดเก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผลของ CPU

3. Output Storage Area เนื้อที่ RAM 

    ส่วนนี้เป็นพื้นที่สำหรับจัดเก็บข้อมูลที่ผ่านการประมวลผล คำนวณ และวิเคราะห์โดยหน่วยประมวลผลกลางหรือ CPU แล้วและอยู่ระหว่างรอส่งผลการประมวลดังกล่าวกลับคืนไปให้โปรแกรมเจ้าของชุดคำสั่ง เพื่อแสดงผลทาง Output devices ตามที่ผู้ใช้งานกำหนดไว้

4. Program Storage Area 

    เป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่งชุดดังกล่าว หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วนนี้ทีละคำสั่งเพื่อทำการแปลความหมาย ว่าคำสั่งนั้นสั่งให้ทำอะไร จากนั้นหน่วยควบคุมจะไปควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ต้องการทำงานดังกล่าวให้ทำงานตามคำสั่งนั้นๆ หน่วยความจำจะจัดอยู่ในลักษณะแถวแนวตั้ง (CAS:Column Address Strobe) และแถวแนวนอน (RAS:Row Address Strobe) เป็นโครงสร้างแบบเมทริกซ์ (Matrix) โดยจะมีวงจรควบคุมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรในชิปเซต (Chipset) ควบคุมอยู่ โดยวงจรเหล่านี้จะส่งสัญญาณกำหนดแถวแนวตั้ง และสัญญาณแถวแนวนอนไปยังหน่วยความจำเพื่อกำหนดตำแหน่งของข้อมูลในหน่วยความจำที่จะใช้งาน

RAM มีกี่ชนิด อะไรบ้าง แรมมีอยู่ด้วยกันหลายชนิด ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน เช่น

1. SRAM (Static RAM) 

2. NV-RAM (Non-volatile RAM) 

3. DRAM (Dynamic RAM)

4. Dual-ported RAM 

5. Video RAM

6. WRAM 

7. FeRAM 

8. MRAM

RAM ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบันมีอยู่ 2 ประเภทคือ 

 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) 

DDR RAM หรือ DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

          2. ROM ย่อมาจาก Read-only Memory คือหน่วยความจำถาวร ที่เราสามารถเขียนหรือลบโปรแกรมต่างๆได้ แต่ก็มี ROM บางชนิดไม่สามารถที่จะลบข้อมูลในรอมได้เหมือนกัน ซึ่งROM 

เป็นหน่วยความจำที่ไม่ต้องการไฟเลี้ยง แม้ไม่มีไฟเลี้ยงข้อมูลที่อยู่ในรอมก็จะไม่หายหรือถูกลบ

ออกจากหน่วยความจำถาวร

ROM สามารถที่จะแบ่งออกเป็น 3 ประเภทด้วยกันคือ 

1. PROM (Programmable ROM) คือหน่วยความจำที่ไม่สามารถแก้ไขข้อมูลที่บันทึกไว้ได้ โดยส่วนมากแล้วจะเป็นโปรแกรมที่ถูกบันทึกมาจากโรงงานหรือมาจากผู้ผลิตโดยตรงนั่นเอง 

2. EPROM (Erasable Programmable ROM) เป็นหน่วยความจำที่สามารถลบข้อมูลหรือโปรแกรมใหม่ได้ หน่วยความจำนี้แบ่งย่อยได้อีก 2ประเภท คือ UV PROM และ EEPROM ซึ่งการลบข้อมูลในโปรแกรมจะใช้วิธีการฉายแสงอุลตราไวโลเล็ต เราจะสังเกตอุปกรณ์ที่เป็น EPROM ได้จากลักษณะของอุปกรณ์ที่มีแผ่นกระจกใสๆอยู่ตรงกลางอุปกรณ์ 

3. EAROM (Electrically Alterable ROM) เป็นหน่วยความจำอ่านและลบข้อมูลโปรแกรมได้ด้วยการใช้ไฟฟ้าในการลบซึ่งแตกต่างจากแบบ EPROM ที่ต้องใช้การฉายแสงอุลตราไวโลเล็ตในการลบข้อมูล

ROM แตกต่างจาก RAM อย่างไร

            RAM (Random Access Memory) เราจะเรียกว่าเป็นหน่วยความจำหลัก ซึ่งสามารถเขียนโปรแกรมหรือข้อมูลลงไปได้ และก็สามารถที่จะลบข้อมูลและโปรแกรมต่าง ๆได้เช่นกัน โดยต้องมีไฟฟ้าเลี้ยง RAM ตลอดเวลา สมมุติว่า เราเปิดหน้าเว็บเพจไว้หลาย ๆหน้า หน้าเว็บเพจเหล่านั้นจะถูกเก็บไว้ในแรม ถ้าเราเปิดหน้าเว็บเพจในจำนวนที่มากกว่าที่แรมจะเก็บได้ จะทำให้การเปิดหน้าเว็บเพจจะช้าลง แต่ถ้าเราปิดหน้าเว็บเพจนั้นไปแล้ว หน้าเว็บเพจนั้นก็ถูกลบออกจาก RAM ทำให้เมื่อเรากลับมาเปิดหน้าเว็บเพจนั้นอีกทีก็จะต้องรอให้มีการโหลดใหม่ทุกครั้ง

            ROM เป็นหน่วยความจำถาวร ที่เก็บข้อมูลสำคัญไว้โดยข้อมูลเหล่านี้จะมาจากผู้ผลิตหรือมาจากโรงงานได้ทำการลงข้อมูลไว้แล้ว โดยรอมไม่จำเป็นต้องมีไฟฟ้ามาเลี้ยง ROM ข้อมูลก็จะไม่หายเหมือน RAM ส่วนมากข้อมูลในรอมจะเป็นข้อมูลประเภท โปรแกรมควบคุม การจัดการพื้นฐานของระบบ ไมโครคอมพิวเตอร์ (Bios) เป็นต้นซึ่งเป็นข้อมูลที่สำคัญ สาเหตุหนึ่งที่รอมไม่สามารถที่จะลบข้อมูลได้ก็เพื่อปกป้องไม่ให้ข้อมูลที่สำคัญเหล่านี้เสียหายไป ROM ที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์จะเป็น PROM (Programmable ROM และ EPROM (Erasable Programmable ROM) ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่สามารถอ่านได้อย่างเดียว หรือถ้าจะลบก็ต้องฉายแสงอุลตราไวโลเล็ตในการลบ