ใบความรู้ 3 หน่วยประมวลผลกลาง

ใบความรู้

3. หนว่ ยประมวลผลกลาง
(Central Processing Unit)

3. หนว่ ยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)

หนว่ ยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit)
เรยี กอกี อยา่ งหนึ่งวา่ CPU เปน็ อปุ กรณห์ ลกั ในการประมวลผล เชน่ การ
คำนวณการเปรยี บเทยี บ การเรียงลำดับ การจดั กล่มุ การจัดทำรายงาน
เป็นตน้ หน่วยประมวลผลกกลางจงึ เปรยี บเสมือนสมองของคอมพวิ เตอร์
ที่สามารถคดิ วดเคราะห์ เพอ่ื หาผลลัพธ์หรอื สารสนเทศทีต่ ้องการได้ ซพี ยี ู
ของเครื่องคอมพิวเตอร์ในระดบั พซี ีจะถูกบรรจใุ นชิปทเี่ รียกว่า
ไมโครโพรเซสเซอร์

ซีพียู ทำหนา้ ทค่ี วบคุมการทำงานและประมวลผลขอ้ ท่ไี ดร้ ับ
จากอปุ กรณ์รบั ข้อมูล input device ตามคำสงั่ ตา่ ง ๆ ในโปรแกรมที่
เตรยี มไว้และสง่ ต่อไปยังอปุ กรณ์แสดงผล output device เพ่อื ให้
สามารถเกบ็ หรืออ่านผลลัพธไ์ ดถ้ า้ ซีพียยู งิ่ มีความเรว็ มากจะยิง่
ประมวลผลได้เรว็ ขึ้น ความเรว็ ของซีพยี ูจะถกู ควบคุมโดยสัญญาณ
นาฬกิ า (system clock) ซ่งึ เป็นตวั ใหจ้ งั หวะการทำงานเหมือนกับ
จังหวะของการเลน่ ดนตรีหน่วยวดั ความเรว็ ของสัญญาณนาฬกิ าดังกลา่ ว
เรยี กวา่ เฮิรต์ ซ์ (Hertz : Hz) ซึง่ เทียบเท่ากับ ๑ คร้ังต่อวินาที โดยปกติ
แล้วซีพยี ูจะมกี ารทำงานทเี่ รว็ มาก ทั้งนี้ขน้ึ อยู่กับรนุ่ ของซพี ียู

หน่วยประมวลผลกลางแบ่งออกเปน็ 2 หน่วย ดังนี้

หนว่ ยควบคมุ

หน่วยคำนวณและตรรกะ

หน่วยควบคุม (Control Unit)

หนว่ ยควบคุม (Control Unit) ทำหนา้ ทสี่ ่งสัญญาณควบคุม
(Control Signal) ไปควบคุมการทำงานของหนว่ ยประมวลผล เปน็
เหมอื นผู้ทที่ ำหนา้ ท่ีปดิ -เปิดสวติ ช์ เพือ่ ควบคุมวงจรให้ทำงานตามคำสง่ั
หรือ โปรแกรมไดร้ ับมา สัญญาณควบคุมตา่ ง ๆ เหลา่ นี้ ได้แก่

- ควบคุมการเคลื่อนย้ายขอ้ มลู ระหว่างหน่วยความจำหลักกบั
หน่วยตา่ ง ๆ

- ควบคมุ การเคล่อื นยา้ ยข้อมลู ระหว่างหนว่ ยต่าง ๆ ภายในหน่วย
ประมวลผลกลาง

หนว่ ยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic and Logical Unit : ALU)

หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic and Logical Unit : ALU)
หนา้ ทป่ี ระมวลผลคำสง่ั ด้วยวิธกี ารทางคณิตศาสตร์ โดยนำข้อมูลซึ่งเปน็
สัญญาณไฟฟ้าแบบตัวเลขฐานสอง มาประมวลผลทางคณติ ศาสตรแ์ ละ
ตรรกศาสตร์ คือนำข้อมลู มาเปรยี บเทียบคา่ แล้วจึงเกบ็ ผลลพั ธท์ ่ีได้ไวใ้ น
หน่วยความจำตอ่ ไป

หนว่ ยคำนวณและตรรกะ หรือท่ีเรารยี กอกี อย่างหนึ่งว่า ALU ซง่ึ
วงจรนจ้ี ะทำหนา้ ที่หลกั 2 อยา่ งคือ

1. ทำหนา้ ทีด่ า้ นตรรกะ คือ การเปรยี บเทยี บ ไดแ้ ก่ เท่ากบั ไม่
เทา่ กบั มากกวา่ น้อยกว่า มากกว่าหรือเทา่ กบั นอ้ ยกวา่ หรือเท่ากับ

2. ทำหน้าที่เป็นเครอ่ื งคิดเลขคำนวณ บวก ลบ คณู หาร

สรุป คือ หนว่ ยประมวลผลกลางจะทำงานเปน็ 4 ขนั้ ตอน โดยขนั้ ตอนท่ี
1-2 จะใชห้ น่วยควบคุมในการดำเนนิ งาน ส่วนข้ันตอนท่ี 3-4 จะใช้
หน่วยคำนวณและตรรกะในการดำเนนิ งาน

การเลือกซื้อหน่วยประมวลผลกลาง
1. ควรเลือกความเร็วของซีพียูทเ่ี หมาะสมกับงานต่าง ๆ

ลักษณะการใช้งาน ความเร็วของซีพียู
700 - 1,300 MHz
พมิ พ์เอกสาร ดูหนงั ฟงั เพลง และ
เลน่ อินเทอรเ์ นต็ 1.3 - 2.0 GHz
กราฟิก ตกแต่งภาพความละเอยี ดสงู 2.0 GHz ข้นึ ไป
สร้างมลั ติมีเดีย ตัดตอ่ เสียง และ
วิดีโอ

2. ควรเลือกซีพียูที่มีการรับประกัน

การดูแลรักษาหน่วยประมวลลผกลาง

1. ไม่ควรให้ซีพียูอยู่บรเิ วณท่ีมีอณุ หภูมสิ ูง
2. ไม่ควรวางอาหารและเครื่องดมื่ ไว้ใกล้ซพี ยี ู

การดูแลรกั ษาหน่วยประมวลลผกลาง

1. ไม่ควรให้ซีพยี อู ยบู่ รเิ วณที่มีอุณหภมู ิสูง
2. ไมค่ วรวางอาหารและเครือ่ งดม่ื ไวใ้ กลซ้ พี ียู

ความรเู้ พ่ิมเติม

ไมโครโพรเซสเซอร์ ทำหนา้ ที่เปน็ CPU โดยการประมวลผลข้อมลู และ
การทำงานตา่ ง ๆ ซ่ึงจะขึน้ กบั โปรแกรมท่ีสง่ั งาน หรอื เรียกอกี อย่างวา่
หน่วยประมวลผลขอ้ มูล (Data Processing Unit)

เฮิรต์ ซ์ หน่วยวัดความถ่ีของคลนื่ โดย 1 เฮิร์ตซ์ คือ ความถ่ีของ
ปรากฎการณ์แบบคาบท่เี กิดข้นึ ครบ 1 รอบ ในเวลา 1 วินาที ดังนัน้ 50
เฮริ ์ตซ์ เท่ากับ 50 ครงั้ ตอ่ วนิ าที โดยคำว่าเฮริ ์ตซ์มาจากชอ่ื นกั ฟสิ ิกส์ชาว
เยอรมัน ไฮนร์ ชิ เฮริ ์ตซ์ และกำหนดใชค้ รง้ั แรกใน พ.ศ.2473 (ค.ศ.1930)

MHz คอื เมกะเฮิร์ซ์ (Megahertz) สว่ น GHz คอื กิกะเฮริ ต์ ซ์
(Glgahertz) สว่ นใหญ่ผ้ใู ชน้ ยิ มวัดความเร็วของเคร่อื งคอมพิวเตอร์จากความเร็ว
ของ CPU จะวดั เป็น (Hz) ซง่ึ การทำงานของซีพยี ู 1 คร้ังได้ใน 1 วนิ าที
หมายความวา่ CPU รนุ่ ปจั จุบนั ท่ีมคี วามเร็วสงู ในระดับ GHz สามารถทำงานได้
1,000,000,000 คร้งั ใน 1 วนิ าที เช่น CPU Core 2 Duo รุน่ ความเร็ว
2.33 GHz จะทำงานได้ เรว็ ถึง 2,330,000,000 ครั้งใน 1 วนิ าที เปน็ ตน้