Chapter 1 องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ Computer Components

2. Chapter 1องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์Computer Components

3. เนื้อหา ส่วนประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ Stored program concept การเขียนคำสั่งควบคุมซีพียู วิวัฒนาการของซีพียู แนะนำระบบอินพุตเอาต์พุต แนะนำระบบหน่วยความจำ

4. องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ • CPU • Memory • Input • Output

5. องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

6. Stored program concept • คิดค้นโดย Von Neumann • คอมพิวเตอร์ทำงานบนพื้นฐาน 2 ข้อ • 1. เก็บโปรแกรม และข้อมูลไว้ในหน่วยความจำ • 2. เข้าถึงโปรแกรมและข้อมูลโดยการอ้างอิงตำแหน่ง

7. Stored program concept data Program

8. Program • Program is a set of instructions that performs a task. • ? Instructionคืออะไร • Instruction คือคำสั่งที่ถูกออกแบบไว้สำหรับใช้ในการควบคุมไมโครโพรเซสเซอร์ให้ทำงานตามที่ต้องการ

9. ตัวอย่างโปรแกรม • ต้องการเขียนโปรแกรมบวกเลข • D = A+B+C • เก็บข้อมูล ซึ่งก็คือ D, A, B, C ไว้ในหน่วยความจำ • สิ่งที่เราจะเขียนคือโปรแกรมที่นำข้อมูลในหน่วยความจำมาบวกกันแล้วเก็บผลลัพธ์(ซึ่งก็คือข้อมูล)ลงในหน่วยความจำตามต้องการ

10. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 1. อ่านหน่วยความจำตำแหน่ง 10000 เข้ามาเก็บในซีพียู

11. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 1. อ่านหน่วยความจำตำแหน่ง 10000 เข้ามาเก็บในรีจิสเตอร์ R0 รีจิสเตอร์ คือหน่วยความจำความเร็วสูงภายในซีพียู

12. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 1. อ่านหน่วยความจำตำแหน่ง 10000 เข้ามาเก็บในรีจิสเตอร์ R0

13. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 2. อ่านหน่วยความจำตำแหน่ง 10001 เข้ามาเก็บในรีจิสเตอร์ R1

14. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 3. บวกค่าใน R0 กับ R1 เข้าด้วยกัน เก็บผลลัพธ์ใน R2

15. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 4. อ่านค่าหน่วยความจำตำแหน่ง 10002 เข้ามาเก็บใน R0

16. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 5. บวกค่าใน R0 กับ R2 เข้าด้วยกัน แล้วเก็บผลลัพธ์ใน R1

17. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 6. นำค่าใน R1 เขียนกลับลงสู่หน่วยความจำตำแหน่งที่ 10003

18. แนวคิดในการเขียนโปรแกรมแนวคิดในการเขียนโปรแกรม 6. นำค่าใน R1 เขียนกลับลงสู่หน่วยความจำตำแหน่งที่ 10003

19. Program บวกเลข 1. อ่านหน่วยความจำตำแหน่ง 10000 เข้ามาเก็บในรีจิสเตอร์ R0 2. อ่านหน่วยความจำตำแหน่ง 10001 เข้ามาเก็บในรีจิสเตอร์ R1 3. บวกค่าใน R0 กับ R1 เข้าด้วยกัน เก็บผลลัพธ์ใน R2 4. อ่านค่าหน่วยความจำตำแหน่ง 10002 เข้ามาเก็บใน R0 5. บวกค่าใน R0 กับ R2 เข้าด้วยกัน แล้วเก็บผลลัพธ์ใน R1 6. นำค่าใน R1 เขียนกลับลงสู่หน่วยความจำตำแหน่งที่ 10003 • LOAD R0,[10000] • LOAD R1,[10001] • ADD R2, R0, R1 • LOAD R0,[10002] • ADD R1, R0,R2 • STORE [10003],R1

21. Data representation in computer • Data are numbers and encoded characters that are used by the instructions. • Type of data • Alphanumeric character : ASCII, EBCDIC • BCD (Binary Coded Decimal) • Integer number • Floating point number • Image

22. Input/Output unit • Input • Keyboard • Mouse, Trackball, Touchpad • Scanner • Data from I/O are sent directly to processor or memory. • Output • Monitor • Printer

23. Typical input/output system

24. DMA (Direct memory access)

25. CPU architecture • 80x86 by intel • PA-RISC by HP • Sparc by SUN • PowerPC by IBM, Motorola, Apple • Alpha by Digital Equipment • MIPS by Silicon Graphics

26. 80x86 architecture • 80486 • Pentium • Pentium2 • Pentium3 • Pentium4 • Itanium • 4004 • 8080 • 8086 • 80186 • 80286 • 80386

27. Inside CPU

28. CPU and System

29. CHIP and CPU

30. 4004 • ออกเมื่อ พฤษจิกายน 1971 • 2,300 ทรานซิสเตอร์ • ซีพียูขนาด 4 บิต • บวกเลขได้ครั้งละ 4 บิต • ความเร็ว < 5 MHz

31. 8086 • ออกเมื่อ เมษายน 1978 • 29,000 ทรานซิสเตอร์ • ซีพียูขนาด 16 บิต • บวกเลขได้ครั้งละ 16 บิต • อ้างหน่วยความจำได้ 20 Mbytes • ความเร็ว 16 MHz

32. 80286 • ออกเมื่อ กุมภาพันธ์ 1982 • 134,000 ทรานซิสเตอร์ • ซีพียูขนาด 16 บิต • Protected Mode • อ้างหน่วยความจำได้ 24 Mbytes • ความเร็ว 20 MHz

33. 80386 • ออกเมื่อ ตุลาคม 1985 • 275,000 ทรานซิสเตอร์ • ซีพียูขนาด 32 บิต • อ้างหน่วยความจำได้ 4 Gbytes • Virtual 86 Mode • ความเร็ว 33 MHz

34. 80486 • ออกเมื่อ เมษายน 1989 • 1,200,000 ทรานซิสเตอร์ • ซีพียูขนาด 32 บิต • 8 Kbyte Cache • Pipelined architecture • อ้างหน่วยความจำได้ 4 Gbytes • ความเร็ว 66 MHz

35. Pentium • ออกเมื่อ มีนาคม 1993 • 3,100,000 ทรานซิสเตอร์ • 32bit CPU, but 64-bit databus • 16 Kbyte cache • Superscalar architecture • อ้างหน่วยความจำได้ 4 Gbytes • ความเร็ว 100 MHz

36. Pentium2 • ออกเมื่อ 1997 • 7,500,000 ทรานซิสเตอร์ • ซีพียูขนาด 32 บิต • Out-of-order execution • 16 Kbytes cache L1 • 256 Kbytes cache L2 • ความเร็ว 300 MHz

37. Pentium3 • ซีพียูขนาด 32 บิต • 9.5 ล้านทรานซิสเตอร์ • SIMD Extension • 16 Kbytes cache L1 • 256 Kbytes cache L2 • อ้างหน่วยความจำได้ 4 Gbytes • ความเร็ว 800 MHz

38. Pentium4 • ซีพียูขนาด 32 บิต • 52 ล้าน transistors • Hyper pipelined • 16 Kbytes cache L1 • 512 Kbytes cache L2 • อ้างหน่วยความจำได้ 4 Gbytes • ความเร็ว 1-3 GHz

39. Itanium • ซีพียูขนาด 64 บิต • EPIC architecture • 16 Kbytes cache L1 • 1 Mbytes cache L2 • อ้างหน่วยความจำได้ 18 ล้าน Tbytes • ความเร็ว 2 GHz

40. CPU • ประกอบไปด้วย 2 ส่วน • ALU (Arithmetic and Logical Unit) • CU (Control Unit)

41. ALU • ทำหน้าที่ประมวลผลทางด้านคณิตศาสตร์และลอจิก • การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ • บวก ลบ คูณหาร • ยกกำลัง ถอดราก • ฟังก์ชั่น sine, cosine, tangent • การประมวลผลทางลอจิก • and, or, invert, xor

42. CU • ควบคุมการเคลื่อนย้ายของข้อมูลระหว่างส่วนต่างๆ • อ่านคำสั่งและส่งข้อมูลให้กับ ALU ตามที่คำสั่งต้องการ • เขียนผลลัพธ์จากการทำคำสั่งลงสู่รีจิสเตอร์และหน่วยความจำ • ตัดสินใจเมื่อเจอทางเลือกในการทำงาน

43. จบ บทที่ 1