หน่วยที่ 5.3 หน่วยความจำหลัก

เทคโนโลยีสารสนเทศ ม. 1 หน่ วยการเรียนรู้ ที่ 5 หลักการทางานของคอมพิวเตอร์

หน่ วยความจา (หน่ วยความจาหลัก) 58

3. หน่ วยความจา

หน่ วย ความจาหลัก (Main Memory Unit)

หน่ วย ความจารอง (Secondary Storage Unit)

59

3. หน่ วยความจา

หน่ วยความจา (Central Processing Unit)

หน่ วยความจาหลัก

ท ำหน้ ำ ที่ เ ก็ บ ข้ อ มู ล และโปรแกรมที่ ใ ช้ ใ น คอมพิ ว เตอร์ สำมำรถแบ่ ง ตำมลัก ษณะของ กำรเก็ บ ข้อ มู ล ในหน่ ว ยควำมจ ำได้ 2 ประเภท ได้แก่ หน่วยควำมจำหลักและหน่วยควำมจำรอง

หน่ วยความจารอง 60

3. หน่ วยความจา

3.1 หน่ วยความจาหลัก หน่ วยความจาหลัก (Main Memory Unit) หรื อหน่ วยความจาภายใน (Internal Memory) จะทางานเชื่ อมต่ อกับหน่ วยประมวลผลกลาง ข้ อมูลที่เก็บใน หน่ วยความจาหลักจะต้ องมีขนาดเล็กหรื อความจุไม่ ใหญ่ มากนัก

61

3. หน่ วยความจา

3.1 หน่ วยความจาหลัก หน้ าทีส่ าคัญของหน่ วยความจาหลัก มีดงั นี้

1

เรี ยกใช้และเก็บชุดคำสัง่ ต่ำง ๆ ที่ใช้ในกำรประมวลผลจำกหน่วยควำมจำรอง

2

เก็บข้อมูลที่รับมำจำกหน่วยรับข้อมูลเพื่อส่ งไปยังหน่วยประมวลผลกลำง

3

เก็บผลลัพธ์ที่ได้ในขณะประมวลผลแต่ยงั ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่ตอ้ งกำร

4

เก็บผลลัพธ์ที่ได้จำกกำรประมวลผลที่เป็ นผลลัพธ์ที่ตอ้ งกำรเพื่อเตรี ยม ส่ งไปยังหน่วยแสดงผล 62

3. หน่ วยความจา

3.1 หน่ วยความจาหลัก หน่วยควำมจำหลักมีหลำยชนิด ทั้งแบบติดตั้งอยูท่ ี่เมนบอร์ ดโดยตรงและแบบที่เป็ น แผงวงจรอิเล็กทรอนิ กส์ แยกต่ำงหำก เพื่อสะดวกในกำรเปลี่ยนหรื อเพิ่มควำมสำมำรถ ของคอมพิวเตอร์ ในภำยหลัง ซึ่ งหน่วยควำมจำหลักแบบที่เป็ นแผงวงจรอิเล็กทรอนิ กส์น้ ี มักจะเป็ นหน่วยควำมจำประเภทแรม

เมนบอร์ ด

หน่ วยความจาหลัก แบบที่เป็ นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 63

3. หน่ วยความจา (ต่ อ)

3.1 หน่ วยความจาหลัก หน่ ว ยควำมจ ำหลั ก จะท ำงำนผสำนกั บ ซี พี ยู ต ลอดเวลำ โดยซี พี ยู ท ำหน้ ำ ที่ ประมวลผล แล้วนำผลลัพธ์ที่ได้ไปเก็บไว้ที่หน่วยควำมจำหลัก จำกนั้นซี พียกู ็จะรับคำสั่ง ใหม่ แล้ว น ำข้อ มู ล หรื อ ค ำสั่ ง เดิ ม จำกหน่ ว ยควำมจ ำหลัก มำช่ ว ยประมวลผล จนเกิ ด กระบวนกำรที่เรี ยกว่ำ วงรอบคำสั่ง (Execution Cycle) หน่วยควำมจำหลักแบ่งตำมสภำพ กำรใช้งำนเป็ น 3 ประเภท ได้แก่

หน่ วยความจา ประเภทรอม (Read Only Memory)

หน่ วยความจา ประเภทแรม (Random Access Memory)

หน่ วยความจาซีมอส (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 64

3. หน่ วยความจา (ต่ อ)

3.1 หน่ วยความจาหลัก

หน่ วยความจา ประเภทรอม (Read Only Memory)

หน่ ว ยควำมจ ำประเภทนี้ ข้อมู ล ภำยในถู ก ติ ด ตั้ง มำจำก โรงงำนผูผ้ ลิ ต จึ งมี เพียงผูพ้ ฒ ั นำระบบที่ สำมำรถลบแล้วเขียน ข้อมูลใหม่ได้ดว้ ยกระบวนกำรหรื อเทคนิ คพิเศษในกำรลบและ เขียนข้อมูล ผูใ้ ช้ทวั่ ไปจะสำมำรถอ่ำนข้อมูลได้เพียงอย่ำงเดี ยว ไม่ สำมำรถเขี ยนหรื อ แก้ไ ขข้อมู ล ที่ บนั ทึ ก ไว้ภ ำยในได้ จึ งใช้ ส ำหรั บ เก็ บ ข้อ มู ล ที่ ไ ม่ ต้อ งกำรให้ เ กิ ด กำรเปลี่ ย นแปลง เช่ น โปรแกรมส ำหรั บ ควบคุ ม กำรท ำงำนและข้อ มู ล กำรจัด กำร พื้นฐำนของระบบ โดยหน่วยควำมจำประเภทรอมจะติดตั้งไว้บน เมนบอร์ ดของคอมพิวเตอร์ ข้อมูลที่บนั ทึกไว้ในหน่ วยควำมจำ ประเภทรอมจะยัง คงอยู่ถึ ง แม้ว่ำ จะปิ ดคอมพิ ว เตอร์ ห รื อไม่ มี กระแสไฟฟ้ำแล้วก็ตำม 65

3. หน่ วยความจา (ต่ อ)

3.1 หน่ วยความจาหลัก

หน่ วยความจา ประเภทแรม (Random Access Memory)

แรมหรื อ หน่ ว ยควำมจ ำชั่ว ครำวจะสำมำรถลบและเขี ย น ข้อ มู ล ได้ใ นขณะที่ มี ไ ฟฟ้ ำเท่ ำนั้น เมื่ อปิ ดคอมพิ ว เตอร์ ห รื อไม่ มี กระแสไฟฟ้ ำแล้วข้อมูลจะหำยไป ดังนั้น ข้อมูลที่ตอ้ งกำรเรี ยกใช้อีก จึงต้องมีกำรบันทึกข้อมูลนั้น ๆ ไว้ในหน่วยควำมจำรองก่อนกำรปิ ด คอมพิวเตอร์ ทุกครั้ง หน่วยควำมจำประเภทแรมที่นิยมใช้ในปั จจุบนั แบ่งเป็ น 2 ประเภท ดังนี้ – ดีแรมหรื อแรมพลวัต (DRAM: Dynamic RAM) มีลกั ษณะกำรทำงำน ที่ มีก ำรรี เ ฟรชกระบวนกำรท ำงำนอย่ำ งอัตโนมัติ เพื่ อ ช่ ว ยในกำรเก็ บ ข้อ มู ลให้ค งอยู่ ทำให้เ สี ย เวลำหรื อ ต้อ งใช้เ วลำในกำรทำงำนนำนกว่ำ ประเภทเอสแรม – เอสแรมหรื อแรมสถิต (SRAM: Static RAM) มีลกั ษณะกำรทำงำนด้วย กำรเก็บข้อมูลและรี เฟรชข้อมูลเมื่อได้รับคำสั่งเท่ำนั้น ให้มีควำมสำมำรถ ในกำรทำงำนเร็ วกว่ำแบบดีแรม แต่ปัจจุบนั เอสแรมมีรำคำแพงกว่ำดีแรม 66

3. หน่ วยความจา (ต่ อ)

3.1 หน่ วยความจาหลัก

หน่ วยความจาซีมอส (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

เป็ นหน่ วยควำมจำที่ใช้เก็บข้อสนเทศที่ใช้เป็ นประจำ ของระบบคอมพิ ว เตอร์ เช่ น ประเภทของแป้ น พิ ม พ์ จอภำพ เครื่ องอ่ำนแผ่นดิสเกตต์ หน่ วยควำมจำซี มอสจะ ใช้พ ลัง งำนจำกแบตเตอรี่ ที่ ติ ด ตั้ง บนเมนบอร์ ด ท ำให้ ข้ อ มู ล ที่ บ ั น ทึ ก อยู่ ไ ม่ ห ำยไปเมื่ อ ปิ ดคอมพิ ว เตอร์ นอกจำกนี้ ข้ อ มู ล ภำยในหน่ วยควำมจ ำซี มอสจะ เปลี่ ย นแปลงอั ต โนมั ติ ไ ปตำมอุ ป กรณ์ ที่ ติ ด ตั้ งใน คอมพิวเตอร์

67

3. หน่ วยความจา (ต่ อ)

หน่ วยความจาหลักประเภทใดทีข่ ้ อมูล จะไม่ สูญหายเมื่อปิ ดคอมพิวเตอร์ แล้ว

รอม

68

สรุปความร้ ู หน่ วยความจาหลัก

หน่ วยความจาหลักจะทางานร่ วมกับหน่ วยประมวลผลกลาง เพื่ อเก็บ และส่ งข้ อมูลที่จาเป็ นในการประมวลผลข้ อมูล จึงต้ องรั บและส่ งข้ อมูลอย่ าง รวดเร็ ว แต่ มี พื้ น ที่ ใ นการเก็ บ ข้ อ มู ล น้ อ ย ดั ง นั้ น ข้ อ มู ล ที่ ไ ม่ จ าเป็ นต้ อ งใช้ ประมวลผลในขณะนั้นจึงต้ องเก็บไว้ ในหน่ วยความจารองที่มีพื้นที่มาก แต่ รั บ เข้ า และส่ งข้ อ มู ล ได้ ช้ ากว่ า หน่ ว ยความจ าหลั ก ฮาร์ ดแวร์ ที่ ท าหน้ า ที่ ในหน่ วยความจาหลัก ได้ แก่ รอม แรม และซีมอส 69