Kontrollenhet (informatikk) komponenter, funksjoner

De kontrollenhet Det er en digital krets som styrer operasjoner og håndterer alle kontrollsignaler i datamaskinprosessoren. Det gjør at den logiske enheten, minnet og inngangs- og utgangsperiferiene vet hvordan du kan gjenskape til ordrene mottatt fra et program. Derfor er hele inngangs- og utgangsstrømmen rettet, søker koden til programmene og leder andre enheter ved å sende timing og kontrollsignaler.

En kontrollenhet virker ved å innrømme inngangsdataene, som transformerer kontrollsignaler og deretter overført til den sentrale prosessoren. Prosessoren bestiller de forskjellige enhetene som operasjoner skal utføre.

Kilde: Pixabay.com

Denne enheten er komponenten i prosessoren som fungerer som hjernen, fordi den genererer instruksjonene for nesten alle operasjoner og garanterer at de blir utført riktig.

Eksempler på enheter som bruker kontrollenheter er den sentrale prosesseringsenheten (CPU) og grafikkbehandlingsenheten (GPU).

[TOC]

Komponenter

For å utføre en handling, må CPU -kontrollenheten produsere det nødvendige kontrollsignalet i riktig sekvens. Det er to tilnærminger som brukes til å generere disse kontrollsignalene i riktig sekvens.

Integrert enhet

Kontrollenheten består av logiske porter, flip-flops, digitale kretsløp, kodere og dekodere, som er kablet på en etablert måte.

Det kan betraktes som et statsapparat, som varierer fra en stat til en annen i hver klokkesyklus, avhengig av innholdet i instruksjonene registrering og eksterne oppføringer.

Utgangen fra dette statsapparatet er kontrollsignalene. Sekvensen av operasjonene utført av denne maskinen bestemmes av ledningene til de logiske elementene. Av denne grunn kalles det "integrert".

Kan tjene deg: interne deler av en datamaskin og dens egenskaper

Designet er basert på en spesifikk arkitektur. Når det kreves endringer i settet med instruksjoner, må endringer i ledning og krets gjøres.

Dette er grunnlaget for databehandlingsarkitekturen til et lite sett med instruksjoner (RISC), som bare har et lite antall instruksjoner.

Kontrollsignaler

Kontrollsignaler er grunnleggende for å lede utførelsen av operasjoner. De formidles av uttrykkelig utformede logiske kretsløp, der signalgenereringsmetoden ikke kan modifiseres uten fysisk endring av kretsstrukturen.

Kontrollsignalene for å utføre en operasjon må formidles ikke på et eneste tidspunkt, men i løpet av hele tidsperioden tilsvarer instruksjonssyklusen instruksjonssyklus.

Driftskoden til en instruksjon inkluderer den grunnleggende informasjonen for å spre kontrollsignalet.

Instruksjonsdekoder

Operasjonskoden er dekodet i instruksjonene dekoder. Dette utgjøres av et sett med dekodere som avkoder de forskjellige feltene i instruksjonsoperasjonskoden.

Instruksjonene dekoder samtykker i at kontrollenheten går inn i den første tilstanden knyttet til utførelsen av den nye operasjonen, som varer like mye tid som de blir igjen uten å endre tidssignalene og andre inngangssignaler.

En endring av noen av de nevnte signalene som endrer tilstanden til kontrollenheten.

Som et resultat, noen linjer som etterlater instruksjonene, anskaffer signalverdier signalverdier. Disse linjene er koblet til kontrollsignalgeneratorenheten for de forskjellige datamaskinenhetene.

Kan tjene deg: hovedminne (informatikk): Komponenter, typer, funksjoner

Gjenta organiseringen av disse fasene er at den aktuelle rekkefølgen av interne stater er strukturert i kontrollenheten.

Når en ny instruksjon til kontrollenheten kommer, er de integrerte enhetene i starttilstanden for å gjenopprette den nye instruksjonen.

Mikroprogrammert enhet

Den essensielle forskjellen i denne tilnærmingen med hensyn til den integrerte enheten er eksistensen av et kontrolllager, som brukes til å lagre mikroproddrogrammere som inkluderer de essensielle kodede kontrollsignalene for utførelse av en operasjon.

Instruksjonskoden for drift vil ikke bli dekodet for deretter å lage et kontrollsignal, men adressen til et mikroproddisk vil bli indikert som er lagret i kontrolllageret.

Det vil si at kontrollskiltene som er festet med instruksjonene lagres i spesielle minneceller som utskiftbare mikroproddier.

Den mikroprogrammerte kontrollenheten er tregere enn den integrerte enheten på grunn av tiden det tar å gjenopprette operasjonene som finnes i minneenheten.

Funksjoner

Det er kontrollenheten til kontrollenheten å informere inngangs- og utgangsenhetene, til hovedminnet og den logikk-aritmetiske enheten til datamaskinen hvordan du kan gjenskape operasjonene som blir utstedt til prosessoren.

Får i minnet driften av programmene og tar dem med til prosessorregistreringen. Avhengig av hva dette registeret inkluderer, oppretter kontrollenheten et signal som overvåker ytelsen til disse operasjonene.

I henhold til type operasjon som kommer inn i kontrollenheten, er mengden og rekkefølgen på sekvensielle trinn som genereres for å velge og konfigurere delene av CPU som vil bli brukt for å oppnå målet for operasjonen, enten de skal flytte, endre eller lagre data.

Kan tjene deg: 6 fordeler og ulemper ved digitale presentasjoner

Denne prosessen med avkoding av operasjoner utføres når regnskapsføreren økes til følgende lagrede adresse på programmet. Fra den adressen legges den nye operasjonen inn i kontrollenheten, og så videre til slutten av programmet.

Illustrasjon

Funksjonene som utføres av en kontrollenhet vil være underlagt typen CPU, på grunn av de eksisterende forskjellene i strukturen mellom de forskjellige merkene. Følgende diagram illustrerer hvordan instruksjonene til et program behandles.

Kilde: av Kapooht - eget arbeid, CC av -sa 3.0, https: // Commons.Wikimedia.org/w/indeks.PHP?Curid = 25789639

- Håndterer flere oppgaver, for eksempel søk og gjenoppretting av instruksjoner, avkoding, styring av utførelse og lagring av resultatene.

- Motta eksterne instruksjoner eller kommandoer som det blir en kontrollsignalsekvens.

- Tolke instruksjonene.

- Kontrollerer sekvensiell utførelse av instruksjonene.

- Koordinerer sekvensen av databevegelser inne i, utenfor og blant de mange underenhetene i prosessoren.

- Regulerer og kontrollerer synkroniseringen av utførelsesenhetene, for eksempel den aritmetiske logiske enheten, og butikkene og dataregistreringene i prosessoren.

- Send og motta kontrollsignaler til andre datamaskinenheter.

- Rettinger og kontrollerer dataflyten gjennom de forskjellige områdene på datamaskinen.

Referanser

1. Ravepedia (2019). Enhetskontroll (CU). Hentet fra: ravepedia.com.
2. Computer Hope (2017). Enhetskontroll. Hentet fra: computerhope.com.
3. Geeks for geeks (2019). Datamaskinorganisasjon: Hardwired V/S Micro-Programed Control Unit. Hentet fra: geeksforgeeks.org.
4. Geeks for geeks (2019). Introduksjon av kontrollenhet og dens design. Hentet fra: geeksforgeeks.org.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Enhetskontroll. Hentet fra: i.Wikipedia.org.