บทนำ

เมื่อเริ่มแรกมนุษย์คิดสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมา เพื่อช่วยในการคิดเลข แต่เมื่อได้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ สมัยใหม่ได้แล้ว นอกจากจะใช้คิดคำนวณเลข แก้สมการ ทำการคำนวณที่ยุ่งยากและขั้นสูงได้แล้ว ก็ยังสามารถใช้ทำ บัญชีควบคุมจำนวนสินค้าที่เก็บไว้ในคลัง คิดค่าแรงงานและ ทำบัญชีจ่ายเงินเดือน ออกใบเสร็จรับเงิน ฯลฯ ดังได้ กล่าวไว้ในตอนต่างๆ ข้างต้น 

    ไมโครโพรเซสเซอร์บรรจุส่วนควบคุมกลาง วงจรตั้งเวลา หน่วยความจำ และส่วนรับส่งข้อมูล

ในปัจจุบันเทคโนโลยีทางโซลิดสเตตได้ก้าวหน้ามาก ขึ้น ทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ประกอบเป็นวงจร รวมลงบนแผ่นเล็กๆ ของสารกึ่งตัวนำ เรียกว่า วงจรเบ็ดเสร็จ หรือไอซี (IC; integrated circuits) ซึ่งสามารถบรรจุตัวทรานซิสเตอร์ และเกต (gate) ต่างๆ ไว้ ได้เป็นจำนวนหมื่น และในอนาคตคาดว่า จะสามารถบรรจุตัวทรานซิสเตอร์และเกตต่างๆ ได้เป็นจำนวนล้าน เทคโนโลยี นี้เรียกว่า วงจรเบ็ดเสร็จชนิดใหญ่หรือแอลเอสไอ และชนิดใหญ่ มากหรือวีแอลเอสไอ ทำให้สามารถสร้างส่วนควบคุมกลาง หรือซีพียูของเครื่องคอมพิวเตอร์ลงบนแผ่นเล็กๆ เรียกว่า ไมโครโพรเซสเซอร์ เมื่อ พ.ศ. ๒๕๑๔ บริษัทอินเทล คอร์ปอเรชัน (Intel Corporation) แห่งสหรัฐอเมริกา สามารถประดิษฐ์ไมโครโพรเซสเซอร์ได้เป็นผลสำเร็จ เป็นครั้งแรก หลังจากนั้นได้มีการปรับปรุงแก้ไขวิธีการทางเทคนิคหลายอย่าง บริษัทอื่นๆ อีกหลายบริษัทได้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ออก มาอีกหลายแบบหลายชนิด ซึ่งอาจบรรจุวงจรเพิ่มเติม เช่น แรม วงจรควบคุม และวงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา เป็นต้น รวมไว้ด้วย ไมโครโพรเซสเซอร์เหล่านี้มีขนาดเล็กมาก น้ำหนักเบา สิ้นเปลืองพลังงานน้อย ทำงานด้วยความ แน่นอน รวดเร็ว เชื่อถือได้มาก ราคาถูก และไม่สิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย ในการบำรุงรักษามากนัก ข้อดีที่สำคัญที่สุด คือ สามารถปรับปรุงแก้ไข หรือเปลี่ยนแปลงการทำงานของ ระบบควบคุมต่างๆ ได้ง่ายมาก เพียงเปลี่ยนคำสั่งที่ป้อนให้ กับเครื่องเท่านั้น ไมโครโพรเซสเซอร์ทำให้สามารถลดขนาด คอมพิวเตอร์ลงได้มาก ราคาถูกลง และสามารถนำไปใช้ใน กิจการอื่นๆ หลายประการ นอกเหนือจากการคิดเลข การ ทำบัญชี ฯลฯ เช่น ในงานด้านอุตสาหกรรม ด้านการ สื่อสาร ด้านการขนส่ง ด้านวิทยาศาสตร์และการวิจัย ด้าน การแพทย์ ด้านการไฟฟ้ากำลัง และด้านการไฟฟ้า เป็นต้น

คอมพิวเตอร์ที่ใช้ไมโครโพรเซสเซอร์เข้ามาควบคุม การทำงานส่วนใหญ่แบ่งออกได้เป็น ๓ ส่วนคือ 

๑. ตัวไมโครโพรเซสเซอร์ ใช้ในการควบคุม การทำงาน 
๒. ส่วนความจำ ใช้เป็นส่วนจำข้อมูลและคำสั่ง 
๓. ส่วนอุปกรณ์บัฟเฟอร์ (buffer) ใช้สำหรับพักข้อมูลชั่วคราวทั้งรับและส่ง เพื่อการติดต่อระหว่างส่วนต่างๆ ในการทำงานของระบบดังกล่าว โดยอาศัยบัสไลน์ (bus line) 

ไมโครโพรเซสเซอร์ทำงานตามคำสั่งที่เก็บไว้ในส่วนความจำ และควบคุมการทำงานในการรับส่งข้อมูลของส่วนต่างๆ ตามคำสั่งที่ได้รับมา ระบบการทำงานในลักษณะนี้คือ คอมพิวเตอร์ขนาดจิ๋ว หรือคอมพิวเตอร์

การที่คอมพิวเตอร์จะติดต่อสื่อสารกับส่วนรับ ส่งข้อมูลและแสดงผลได้ จะต้องมีเครื่องอินเทอร์เฟซ (interface) เข้ามาช่วยรับสัญญาณที่ส่งจากส่วนรับส่งข้อมูล ซึ่ง เป็นรหัสสัญญาณคนละชนิดกัน แล้วเปลี่ยนแปลงสัญญาณให้เป็นรหัสใหม่ ที่เครื่องนั้นๆ รับได้ นอกจากนี้เครื่อง อินเทอร์เฟซยังช่วยเปลี่ยนแปลงรหัสแสดงผล ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็ก ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่ ขึ้น เพื่อใช้ควบคุมการทำงานของเครื่องต่างๆ เช่น หมุน มอเตอร์ ควบคุมเครื่องปรับอากาศ ควบคุมเครื่องปิดเปิด ไฟฟ้า เป็นต้น เครื่องอินเทอร์เฟซจะมีรหัสบอกให้ทราบด้วยว่า เมื่อไรคอมพิวเตอร์จะต้องติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกตัวใด

การติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์กับส่วนรับส่ง ข้อมูลจะทำได้ด้วยการเขียนชุดคำสั่งสั่งคอมพิวเตอร์ทำการติดต่อสื่อสาร กับอุปกรณ์เครื่องมือเครื่องใช้ภายนอก ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น ๓ แบบ คือ 

๑. การติดต่อสื่อสารแบบธรรมดา (direct memory access) เป็นการติดต่อสื่อสารข้อมูล แบบที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์ภายนอกทันที และอุปกรณ์ภายนอกจะต้องพร้อมอยู่เสมอ ที่จะทำตามสัญญาณคำสั่งนั้น 

๒. การติดต่อสื่อสารแบบมีเงื่อนไข (conditional memory access) การติดต่อสื่อสารแบบนี้ คอมพิวเตอร์จะส่งสัญญาณทำการตรวจสอบอุปกรณ์ภายนอกว่า อยู่ในสภาวะพร้อมหรือไม่ ถ้าพร้อมแล้ว จะส่งสัญญาณให้อุปกรณ์นั้นๆ ทำงาน วิธีการติดต่อสื่อสารแบบนี้มีข้อเสียที่คอมพิวเตอร์ต้องเสียเวลารอคอยไปในการตรวจสอบ 

๓. การติดต่อสื่อสารแบบอินเทอร์รัพต์คำสั่ง (interrupt program) เป็นการติดต่อสื่อสารโดยที่อุปกรณ์ภายนอกจะทำหน้าที่ส่งสัญญาณให้คอมพิวเตอร์หยุดชั่วคราว เพื่อทำตามคำสั่งย่อย ที่ใช้ควบคุมอุปกรณ์ภายนอกนั้น เมื่อทำเสร็จและส่งสัญญาณไปควบคุมอุปกรณ์ภายนอกเสร็จเรียบร้อยแล้ว ก็กลับมาทำตามคำสั่งที่ค้างอยู่