ระบบคอมพิวเตอร์

หน่วยประมวลผล (processor)

รูปต่อไปนี้แสดงการติดต่อสื่อสารกันระหว่างหน่วยประมวลผลและส่วนต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์ต่างๆ จะต้องติดต่อสื่อสารกับหน่วยประมวลผลเพื่อทำงานต่างๆ ตัวอย่างเช่น เมื่อผู้ใช้เปิดโปรแกรม คำสั่งเปิดโปรแกรมจะถูกส่งจาก หน่วยความจำสำรองไปยังหน่วยความจำหลัก พร้อมทั้งข้อมูลต่างๆที่จำเป็นจะถูกนำมาใส่ลงในหน่วยความจำหลัก จากนั้นหน่วยควบคุมจะตีความ (interpret) และทำงาน (execute) ตามคำสั่งที่อยู่ในหน่วยความจำ และหน่วยคำนวณและตรรกะจะทำการคำนวณข้อมูลในหน่วยความจำหลัก ผลที่ได้จะถูกเก็บบนหน่วยวามจำหลักก่อนแล้วจึงนำไปแสดงผล หรือเก็บไว้ในหน่วยความจำสำรองเพื่อใช้อีกครั้งต่อไปเมื่อต้องการ

หน่วยควบคุม (control unit) เป็นหน่วยควบคุมการทำงานต่างๆ หน้าที่คล้ายตำรวจจราจรนั่นเอง หน่วยควบคุมจะตีความแต่ละคำสั่งที่เรียกใช้โดยโปรแกรม แล้วจึงเริ่มทำงานที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ผลตามคำสั่งนั้น
หน่วยคำนวณและตรรกะ (arithmetic logic unit) เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ คำนวณ เปรียบเทียบและการกระทำการทางตรรกศาสตร์ ซึ่งการกระทำการต่างๆ ที่หน่วยคำนวณและตรรกะทำได้แก่ บวก ลบ คูณ หาร เปรียบมากกว่า น้อยกว่า เท่ากัน ไม่เท่ากัน และ การกระทำที่เรียกว่าเป็นการกระทำทางตรรกศาสตร์ ได้แก่ และ, หรือ, ไม่

หน่วยประมวลผลจะมีการทำงานพื้นฐานอยู่ 4 อย่าง คือ fetch, decode, execute, และ store
fetch เป็นการรับคำสั่งของโปรแกรมและข้อมูลจากหน่วยความจำมา
decode เป็นการแปลคำสั่งไปเป็นสัญญาณที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ
execute เป็นขั้นตอนที่ทำงานตามคำสั่ง
store เป็นการเขียนผลที่ได้จากการทำงานไว้ในหน่วยความจำ

ในคอมพิวเตอร์บางรุ่นจะให้หน่วยประมวลผลทำงานครบทั้ง 4 ขั้นตอนก่อนที่จะเริ่มทำงานต่อไป
แต่ในปัจจุบันมีการทำงานที่เรียกว่า pipelining คือ หน่วยประมวลจะ fetch คำสั่งต่อไป แม้ คำสั่งแรกจะยังทำงานไม่เสร็จก็ตาม การทำงานแบบนี้จะเร็วกว่าแบบเดิม