โครงสร้างคอมพิวเตอร์และการดำเนินงาน (computer structure and operation)


โครงสร้างและฟังก์ชันการทำงาน

• โครงสร้างคอมพิวเตอร์ หมายถึงส่วนประกอบสำคัญต่างๆที่นำมาสร้างเป็นคอมพิวเตอร์
• ฟังก์ชัน (Function) คือ การปฏิบัติงานของแต่ละส่วนในโครงสร้าง ดังนั้นแต่ละส่วนในโครงสร้างก็จะมีฟังก์ชันหน้าที่การทำงานของตน

ฟังก์ชันการทำงานในระบบคอมพิวเตอร์

โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์< คอมพิวเตอร์ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 4 ส่วนคือ
    The Central Processing Unit (CPU) CPU ทำหน้าที่ในการควบคุมการปฏิบัติงานของคอมพิวเตอร์ และการประมวลผลข้อมูล

           The Central Processing Unit (CPU)

        หน้าที่ของหน่วยประมวลผลกลาง มีดังต่อไปนี้
-อ่านและแปลคำสั่งที่เขียนไว้ในโปรแกรม
-ประมวลผลตามคำสั่งที่เขียนไว้ในโปรแกรม
-รับส่งข้อมูลโดยติดต่อกับหน่วยความจำภายในเครื่อง
-ติดต่อรับส่งข้อมูลกับผู้ใช้ โดยผ่านหน่วยรับข้อมูล และหน่วยแสดงผล
-ย้ายข้อมูลและคำสั่งจากหน่วยงานหนึ่งไปยังอีกหน่วยงานหนึ่ง

องค์ประกอบของ CPU>
CPU ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักดังนี้ :
The Central Processing Unit (CPU)

หน่วยประมวลผลกลางจะประกอบด้วย 2 หน่วยย่อยๆ คือ
1.หน่วยควบคุม (Control Unit)
2.หน่วยคำนวณ/ตรรกะ (ALU – Arithmetic and Logic Unit)

Control Unit
มีหน้าที่ในการสั่งงานและประสานงานการดำเนินการทั้งหมดของระบบ ดังนี้
-ติดต่อสื่อสารกับ ALU และหน่วยความจำหลัก
-ตัดสินใจในการนำข่าวสารเข้าและออกจากหน่วยความจำหลัก
-กำหนดเส้นทางการส่งข่าวสารจากหน่วยความจำไปยัง ALU และจาก ALU ไปยังหน่วยความจำหลัก
-มีหน่วยที่ทำหน้าที่ในการถอดรหัสว่าจะให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำอะไร
-ควบคุมการถอดรหัสให้เป็นไปตามขั้นตอนการทำงาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมา

Arithmetic and Logic Unit
ประกอบด้วยวงจรทางไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ 2 อย่างคือ
1.การดำเนินงานเชิงเลขคณิต (Arithmetic Operation) ทำหน้าที่ในการคำนวณ อันได้แก่ การบวก ลบ คูณ หาร

2.การดำเนินงานเชิงตรรกวิทยา (Logical Operation) ทำหน้าที่ในการเปรียบเทียบระหว่างข้อมูล โดยมีการทดสอบตามเงื่อนไข มากกว่า น้อยกว่า เท่ากับ หรือไม่เท่ากับ เงื่อนไขทางตรรกะเช่น AND, OR, NOT ซึ่งการปฏิบัติงานของคอมพิวเตอร์จะขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบนั้น

รีจิสเตอร์ (Register)
เป็นหน่วยความจำชั่วคราวความเร็วสูง ที่ใช้ในการเก็บคำสั่งและข้อมูลสำหรับการประมวลผลภายใน CPU


Data held temporarily in registers can be accessed at greater speeds than data stored in memory

รีจิสเตอร์ (Registers)

รีจิสเตอร์ จะอยู่ภายในหน่วยประมวลผลกลางและจะถูกจัดการและควบคุมโดยหน่วยควบคุม (Control Unit) ซึ่งจะใช้เป็นแหล่งเก็บข้อมูลและคำสั่งภายในโปรแกรมที่จะถูกนำมาประมวลผล โดยทั่วไปแล้วรีจิสเตอร์จะแบ่งออกได้หลายแบบตามหน้าที่ของรีจิสเตอร์แต่ละตัว
1.Instruction Register - เก็บส่วนของคำสั่งโปรแกรม
2.Address Register - เก็บส่วน แอดเดรส ของคำสั่งโปรแกรม
3.Storage Register - เก็บข้อมูลที่โอนย้ายมาจาก RAM
4.Accumulator - เก็บผลลัพธ์จากการประมวลผลชั่วคราว

ชนิดของรีจิสเตอร์
ใช้เก็บข้อมูลที่จะทำการประมวลผลในทันที ได้แก่
1.Program Counter (PC) ใช้เก็บตำแหน่งของคำสั่งถัดไป
2.Instruction Register (IR) เก็บคำสั่ง ที่โหลดมาจากหน่วยความจำ (เก็บคำสั่งปัจจุบัน)
3.Memory Address Register (MAR) เก็บตำแหน่ง ข้อมูลที่จะอ่านเขียนหน่วยความจำ
4.Memory Buffer Register (MBR) เก็บข้อมูลที่จะอ่านหรือเขียนลงหน่วยความจำ
5.Accumulator (AC)เก็บ ผลลัพธ์จากการประมวลผลชั่วคราว



ที่มาhttp://202.28.94.55/web/322161/2551/001/g129/K1.htm