หน่วยประมวลผลกลาง present 4-12 (group2)
TRANSCRIPT
![Page 1: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/1.jpg)
หนวยประมวลผลกลางcentral processing unit
![Page 2: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/2.jpg)
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
![Page 3: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/3.jpg)
โดยมกระบวนการพนฐานคอ...
อานชดค าสง (fetch)
ตความชดค าสง (decode)
ประมวลผลชดค าสง (execute)
อานขอมลจากหนวยความจ า (memory)
เขยนขอมล/สงผลการประมวลกลบ (write back)
![Page 4: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/4.jpg)
การท างานของหนวยประมวลผลกลาง
![Page 5: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/5.jpg)
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
![Page 6: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/6.jpg)
หนวยยอยของการประมวลผลกลาง
![Page 7: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/9.jpg)
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)
![Page 10: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/10.jpg)
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
![Page 11: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/11.jpg)
CPU
![Page 12: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/12.jpg)
อปกรณตวหนงทมความส าคญและจ าเปนในการท างานของคอมพวเตอรซงอาจจะเรยกวาเปนหวใจของคอมพวเตอรเลยกได ซพย เปนตวควบคมการท างานของอปกรณตางๆ ไมวาจะเปนอปกรณทอยในคอมพวเตอร หรออปกรณตอพวงทตอรวมกบคอมพวเตอร
CPU คอ...
![Page 13: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/13.jpg)
ชนดของ CPU
แบบท 1 ชอคเกต ( Socket )
CPU ประเภทนจะบรรจในรปแบบของสเหลยมจตรส ท าดวยพลานสตกหรอเซรามก หากมองจากดานบน CPU จะพบตวอกษรทเปนรายละเอยดตางๆไมวาจะเปน ยหอ ความเรว คาแรงไฟ คาตวคณ และอกหลายๆอยาง
![Page 14: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/14.jpg)
แบบท 2 แบบสลอต
CPU มการพฒนาออกมาแบบแหวกแนว มลกษณะเปนแผนวงจรลเหลยมผนผาขนาดใหญ มพลาสตกสด า หอหมไวเปนตลบ
ความแตกตางของ ซอคเกตและสลอตแบบซอคเกตคอ ซอคเกตจะอยในตลบและถกครอบดวยพดลมเพอระบายความรอนแบบสลอตคอ จะเปนแผนพลาสตกบางๆประกบกนและจะเสยบ CPU ลงไปอกทหนง
![Page 15: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/15.jpg)
ชนดของซพยทแบงตามจ านวนของแกนการประมวลผล
แกนเดยว ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผลเพยงแกนเดยวอยในชป
ซพยแบบแกนค ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผล 2 แกนอยในชปตวเดยวกน
![Page 16: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/16.jpg)
ซพยแบบสามแกน ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผล 3 แกนอยในชปอนเดยวกน
ซพยแบบสแกน ลกษณะเปนซพยทมแกนประมวลผล 4 แกน โดยแตละเเกนจะแยกการท างานกนอยางอสระเพมขนถง 4 เทา
![Page 17: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/17.jpg)
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
![Page 18: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/18.jpg)
หลกการท างานของ CPU
![Page 19: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/19.jpg)
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
![Page 20: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/20.jpg)
เมนบอรด
![Page 21: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/21.jpg)
เมนบอรดท าหนาทควบคม ดแลและจดการๆ ท างานของ อปกรณชนดตางๆ แทบทงหมดในเครองคอมพวเตอร ตงแตซพย ไปจนถงหนวยความจ าแคช หนวยความจ าหลก ฮารดดกส ระบบบส บนเมนบอรดประกอบดวยชนสวนตางๆ มากมาย
เมนบอรด คอ...
![Page 22: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/22.jpg)
รนของเมนบอรด
![Page 23: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/23.jpg)
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
![Page 24: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/24.jpg)
เมนบอรดแบบ 486จากตวอยางเปนเมนบอรด 486DX4-100 ยงไดวาเปนรนทยงนาเลนอย ไวใชพมพงาน
ไวใชอนเตอรเนตได สวนโปรแกรมยงมโปรแกรมส าหรบเครองในระดบนใหเลอกใชอยคอนขางมาก เปนเมนบอรดทเรมมการน าตวคอนโทรลเลอรมาตดเขากบเมนบอรดและไดกลายเปนมาตรฐานเรอยมาจนถงปจจบน
![Page 25: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/25.jpg)
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)
![Page 26: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/26.jpg)
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)
![Page 27: หน่วยประมวลผลกลาง Present 4-12 (Group2)](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050922/55970e511a28abe31e8b47b4/html5/thumbnails/27.jpg)
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