2.2 หน่วยประมวลผลกลาง

        หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ซีพียู (CPU) เป็นอุปกรณ์หลักในการประมวลผล เพื่อหาผลลัพธ์หรือสารสนเทศตามที่ผู้ใช้ต้องการ เช่น การคำนวณ การเปรียบเทียบ การเรียงลำดับ การจัดทำรายงาน เป็นต้น ดังนั้น การประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ จึงเปรียบเสมือนสมองของมนุษย์ที่สามารถคิดวิเคราะห์เพื่อหาผลลัพธ์หรือสารสนเทศที่ต้องการได้ ซีพียูของเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจะถูกบรรจุในชิปที่เรียกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์ (Microprocesser)

        ซีพียูทำหน้าที่ควบคุมการทำงานและประมวลผลข้อมูลที่ได้จากอุปกรณ์ข้อมูลนำเข้า (Input Device) ตามคำสั่งต่างๆ ในโปรแกรมที่เตรียมไว้ และส่งต่อไปยังส่วนการแสดงผลข้อมูล (Output Device) เพื่อให้สามารถเก็บหรืออ่านผลลัพธ์ได้ ถ้าซีพียูมีความเร็วมาก การประมวลผลก็จะทำได้เร็วขึ้น
         ความเร็วของซีพียูจะถูกควบคุมโดยสัญญาณนาฬิกา (Clock Signal) ซึ่งเป็นตัวให้จังหวะการทำงานเหมือนกับจังหวะของการเล่นดนตรี หน่วยวัดความเร็วของสัญญาณนาฬิกาดังกล่าวเรียกว่า เฮิร์ตซ (Hertz หรือ Hz) ซึ่งเทียบเท่ากับ 1 ครั้งต่อวินาที โดยปกติแล้วซีพียูจะมีการทำงานที่เร็วมาก ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นของซีพียูและสถาปัตยกรรมที่ออกแบบมาสำหรับแต่ละรุ่น หน่วยวัดความเร็วของซีพียูที่พบเห็นในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น

1,000,000       ครั้งต่อวินาที               หรือ     1 Megahertz   (1 MHz)

1,000,000,000 ครั้งต่อวินาที               หรือ     1 Gigahertz     (1 GHz)

หน่วยประมวลผลกลาง แบ่งออกได้เป็น 2 หน่วย คือ หน่วยควบคุม และหน่วยคำนวณและตรรกะ

  •         1. หน่วยควบคุม (Control Unit) ทำหน้าที่ควบคุมการปฏิบัติงานของหน่วยอื่นๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ ให้ทำตามชุดคำสั่งที่ป้อนเข้าสู่คอมพิวเตอร์
  •         2. หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic Unit) ทำหน้าที่เปรียบเทียบ คำนวณและปฏิบัติการทางตรรกะ
  •         นอกจากนี้ซีพียูยังมีองค์ประกอบสำคัญ 2 องค์ประกอบ คือ เรจิสเตอร์ และ บัส

            เรจิสเตอร์ (Register) เป็นหน่วยจัดเก็บข้อมูลความเร็วสูง ทำหน้าที่จัดเก็บข้อมูลหรือชุดคำสั่งไว้ชั่วคราวในระหว่างการประมวลผลของซีพียู เรจิสเตอร์ในซีพียูมีหน้าที่การทำงานที่แตกต่างกันไป เช่น ตัวนับระบุตำแหน่งคำสั่ง (Program Counter : PC) เก็บตำแหน่งที่อยู่ของคำสั่งถัดไปที่จะนำมาประมวลผล (instruction Register : IR) เก็บคำสั่งก่อนการกระทำการประมวลผลคำสั่ง (Execute) และเก็บข้อมูลชั่วคราว (Accumulator) เป็นต้น

            บัส (Bus) คือเส้นทางการรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยงานต่างๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์