ชุดคำสั่งควบคุม

ชุดคำสั่งควบคุมมีความสำคัญในการควบคุมการทำงานของระบบการรับงานคอมพิวเตอร์ทั้งหมด เพราะต้องทำหน้าที่หลายประการ ตามขนาดของชุดคำสั่งควบคุม และลักษณะของเครื่อง เช่น บางบริษัทอาจจะสร้างชุดคำสั่งควบคุมที่ใหญ่มาก และสามารถทำงานได้ทุกชนิด อย่างไรก็ตาม ถ้าผู้ใช้ต้องการจัดการสร้าง หรือตัดตอนชุดคำสั่งควบคุมให้มีขนาดเล็ก และมีความสามารถน้อยลง ก็สามารถทำได้ ชุดคำสั่งควบคุมมีหน้าที่สำคัญ ดังนี้ 

๑. ค้นหาชุดคำสั่ง (search) ที่เก็บอยู่ในแถบแม่เหล็กหรือจานแม่เหล็ก 
๒. จัดเรียงชุดคำสั่งตามลำดับก่อนหลัง (queue)
๓. อ่านชุดคำสั่งที่เป็นภาษาเครื่อง (load) และ จัดเข้าไว้ในส่วนความจำ 
๔. จัดแบ่งเวลาการทำงานของแต่ละชุดคำสั่ง (share time) 
๕. เริ่มให้ชุดคำสั่งต่างๆ ทำงาน (execute)

การทำงานของชุดคำสั่งควบคุมนี้ ยังมีลักษณะและความสามารถแตกต่างกันออกไปอีกหลายระบบ คือ 

๑. ระบบทำงานครั้งละงาน 

คือ ระบบที่คอมพิวเตอร์จะต้องทำงานหนึ่งเสร็จก่อน จึงจะสามารถทำอีกงานหนึ่งได้ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับการซื้อตั๋วขึ้นรถไฟ หรือชมมหรสพ เขาจะทำเป็นช่องไว้สำหรับผู้เข้าไปซื้อตั๋ว คนที่จะซื้อตั๋วได้จะต้องเรียงแถวเข้าทีละคน คนถัดมาจะซื้อตั๋วได้ ต่อเมื่อคนแรกได้ซื้อตั๋วเสร็จเรียบร้อยแล้ว แต่ในทางคอมพิวเตอร์ ระบบทำงานครั้งละงานเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพต่ำ มีค่าใช้จ่ายสูง เพราะเครื่องมีราคาแพง และการทำงานของส่วนควบคุมกลาง ทำงานได้รวดเร็วกว่าส่วนรับส่งข้อมูล บางครั้ง อาจมากถึงนับพันเท่า เนื่องจากมนุษย์ยังไม่สามารถสร้างเครื่องรับส่งข้อมูลให้มีความเร็วสูงให้เทียบเท่ากับส่วนควบคุมได้ ซึ่งเปรียบเทียบได้กับการซื้อตั๋ว คือ ถ้าผู้ขายตั๋วทำงานได้รวดเร็วกว่าผู้มาซื้อตั๋วมาก โดยที่ผู้ซื้อตั๋วแต่ละคนต้องใช้เวลานานมาก จึงจะสามารถหาที่นั่งได้เป็นที่พอใจ รวมทั้งสามารถนำเงินออกมานับและจ่ายเงินได้ ครั้นเมื่อผู้ขายตั๋วรับเงินแล้ว ก็สามารถจัดเงินทอนได้ทันที ขณะที่ผู้ซื้อตั๋วได้รับตั๋วและเงินทอนแล้ว จะต้องใช้เวลาตรวจว่า ตั๋วที่ได้รับเป็นหมายเลขตรงกับที่ต้องการ และต้องเสียเวลานับเงินทอนนานมาก ถ้าการซื้อตั๋วนั้น เป็นการซื้อตั๋วของโรงภาพยนตร์ ที่ไม่ค่อยมีคนชม ก็จะไม่มีปัญหาอะไร แต่ถ้าเป็นโรงภาพยนตร์ที่กำลังฉายภาพยนตร์ที่คนต้องการจะชมกันมาก จะทำให้คนซื้อตั๋วตามมาทีละคนนั้น เกิดความรำคาญ จะเห็นได้ว่า การดำเนินการซื้อตั๋วขายตั๋วเป็นระบบดังกล่าว จะช่วยให้ผู้ขายตั๋วมีเวลาว่าง ทำงานไม่ได้เต็มที่ ดังนั้นเพื่อให้การซื้อขายตั๋วเป็นไปด้วยความสะดวก และรวดเร็ว จึงยังจำเป็นต้องมีคนขายตั๋วประจำในช่องขายตั๋ว เปรียบเสมือนต้องใช้คอมพิวเตอร์หลายเครื่อง แต่ละเครื่องทำงานไม่ได้เต็มที่ และจะต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง ระบบทำงานครั้งละงานส่วนใหญ่เป็นการทำงานของคอมพิวเตอร์ที่สร้างมาในระยะแรกๆ ปัจจุบัน มีใช้น้อยลง ยกเว้นงานบางประเภท ซึ่งเป็นงานสำคัญ หรือชุดคำสั่งที่มีขนาดใหญ่มากๆ ยังอาจมีความจำเป็นต้องใช้ระบบแบบนี้

๒. ระบบออนไลน์ 

คือ ระบบที่การป้อนชุดคำสั่ง หรือข้อมูล และการตอบจากคอมพิวเตอร์นั้นต่อเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง แต่ไม่จำเป็นจะต้องอยู่ในห้องเดียวกับเครื่องเสมอไป อาจจะมีการต่อสายโดยตรง หรือใช้สายโทรศัพท์จากสถานที่หนึ่ง ไปยังอีกที่หนึ่งได้ ระบบออนไลน์นี้อาจจะทำได้ครั้งละงานหรือหลายงานก็ได้

๓. ระบบทำงานครั้งละหลายงาน 

คือ ระบบที่ทำงานได้หลายงานในเวลาเดียวกัน พร้อมกับแยกตอบผลลัพธ์ได้ถูกต้องตามงานนั้น ระบบนี้เป็นระบบที่ใช้กันมากในปัจจุบัน เพราะการใช้งานมีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบทำงานครั้งละงาน และเป็นระบบที่ลดค่าใช้จ่ายลง เพราะมีผลงานออกมามาก ถ้าเป็นระบบการซื้อตั๋วภาพยนตร์ที่สมมติขึ้นดังกล่าวมาแล้วนั้น เจ้าของผู้ดำเนินกิจการโรงภาพยนตร์ควรจะจ้างผู้ขายตั๋วเพียงคนเดียว แต่มีช่องให้ผู้ซื้อตั๋วเข้ามาหลายทางได้ กล่าวคือ การมีเครื่องคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียว แต่มีเครื่องรับส่งข้อมูลจำนวนมาก ผู้ขายตั๋วจะดำเนินการ โดยคอยดูช่องขายตั๋ว เลือกที่นั่ง และนับเงินที่จ่ายเรียบร้อยแล้ว ถาช่องไหนทำเสร็จก็จัดตั๋วให้พร้อมกับจัดเงินทอนให้ทันที และดูต่อไปว่า ช่องไหนทำเสร็จอีก จะเห็นได้ว่า ถ้าผู้ขายตั๋วทำงานได้รวดเร็วมาก การบริการจะทำได้รวดเร็ว และผู้มาซื้อตั๋วจะไม่รู้สึกเลยว่า ต้องรอนาน ประสิทธิภาพการทำงานจึงสูง แต่ค่าใช้จ่ายต่ำ เพราะจ้างเพียงคนเดียว แต่ถ้าการออกแบบระบบไม่เหมาะสม เช่น ทำช่องขายตั๋วน้อยเกินไป หรือมีคนมาชมภาพยนตร์น้อยเกินไป ประสิทธิภาพการดำเนินการ ก็จะไม่สูงเท่าที่ควร หรือบางครั้งออกแบบช่องขายตั๋วมากเกินไปจนผู้ขายตั๋วไม่อาจขายตั๋วได้ทัน ผู้ซื้อตั๋วก็จะรู้สึกว่า ตัวเองต้องรอนาน

ในระบบทำงานครั้งละหลายงานนั้น เรามีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียว แต่ทำงานได้หลายงานในลักษณะต่างๆ กัน ตามความจริงแล้ว ไม่จำเป็นต้องมีเครื่องรับส่งข้อมูลมากเท่ากับจำนวนชุดคำสั่งที่ใช้ก็ได้ เพราะชุดคำสั่งควบคุมสามารถใช้จานแม่เหล็กเป็นตัวกลางในการทำงาน คล้ายกับมีเครื่องรับส่งข้อมูลจำนวนมากได้ 

๔. ระบบแบ่งเวลา 

คือ ระบบที่สามารถทำงาน โดยการต่อสาย และทำงานหลายงานได้ในเวลาเดียวกัน การเขียนชุดคำสั่ง การแปลชุดคำสั่ง และการส่งข้อมูล จะสามารถทำได้จากสถานที่หนึ่ง แล้วส่งมาเข้าคอมพิวเตอร์ที่อยู่อีกสถานที่หนึ่ง และตอบผลลัพธ์กลับไปยังเจ้าของงานนั้นได้ นอกจากนี้บางระบบยังสามารถต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ และทำงานร่วมกันได้

ชุดคำสั่งควบคุมนี้จะทำงานได้ต้องอาศัยชุดคำสั่งอีก ๒ ชนิด คือ 

๑. ชุดคำสั่ง (micro-program loading; MPL) คือ การนำเอาชุดคำสั่งเข้าไปจัดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ให้ มีลักษณะตามที่ต้องการ เครื่องบางประเภทอาจไม่ต้องการ วงจรนี้ เพราะได้สร้างไว้แล้ว 

ชุดคำสั่งนั้นจะทำใหม่เมื่อมีการปิดเครื่อง ถ้าไม่มีการปิดเครื่องระบบชุดคำสั่งจะสามารถบังคับการทำงานไปได้โดยตลอด

๒. ชุดคำสั่งขั้นต้น (initial program load; IPL) บางเครื่องเรียกว่า บูตสแตร็พ (bootstrap) เป็นชุดคำสั่งภาษาเครื่อง ที่จะถูกอ่านเข้าส่วนความจำ ด้วยระบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ทำหน้าที่อ่านชุดคำสั่งควบคุมจากจานแม่เหล็กหรือแถบแม่เหล็ก เข้าเก็บในส่วนความจำ และทำให้ชุดคำสั่งควบคุมเริ่มทำงาน

เมื่อชุดคำสั่งควบคุมเริ่มทำงานได้แล้ว ชุดคำสั่ง ควบคุมจะอยู่ในส่วนความจำตลอดไปถ้ายังไม่ปิดเครื่อง แต่บางครั้ง อาจเกิดการผิดพลาด เช่น การติดขัดของเครื่อง หรือผู้ใช้ชุดคำสั่งทำผิดพลาด เป็นสาเหตุให้ชุดคำสั่งควบคุมทำงานไม่ได้ จะต้องมีการทำชุดคำสั่งขั้นต้นใหม่ อ่านชุดคำสั่งควบคุมเข้าไปใหม่ จึงจะทำงานต่อไปได้