Komponen Unit Kawalan (Sains Komputer), Fungsi

The Unit Kawalan Ia adalah litar digital yang mengawal operasi dan mengendalikan semua isyarat kawalan dalam pemproses komputer. Ia membolehkan unit logik, memori dan input dan output periferal untuk mengetahui cara meniru pesanan yang diterima dari program. Oleh itu, keseluruhan aliran masuk dan keluar diarahkan, mencari kod program dan mengarahkan unit lain dengan menghantar isyarat masa dan kawalan.

Unit kawalan bertindak dengan mengakui data input, yang mengubah isyarat kawalan dan kemudiannya dihantar ke pemproses pusat. Pemproses memerintahkan peranti yang berbeza yang harus dilakukan oleh operasi.

Sumber: Pixabay.com

Unit ini adalah komponen pemproses yang bertindak sebagai otaknya, kerana ia menghasilkan arahan untuk hampir semua operasi dan menjamin bahawa mereka dilaksanakan dengan betul.

Contoh peranti yang menggunakan unit kawalan adalah unit pemprosesan pusat (CPU) dan unit pemprosesan grafik (GPU).

[TOC]

Komponen

Untuk melaksanakan tindakan, unit kawalan CPU mesti menghasilkan isyarat kawalan yang diperlukan dalam urutan yang sesuai. Terdapat dua pendekatan yang digunakan untuk menjana isyarat kawalan ini dalam urutan yang betul.

Unit bersepadu

Unit kawalan terdiri daripada pintu logik, flip-flop, litar digital, pengekod dan penyahkod, yang berwayar dengan cara yang ditetapkan.

Ia boleh dianggap sebagai alat negara, yang berbeza dari satu negeri ke negeri yang lain dalam setiap kitaran jam, bergantung kepada kandungan pendaftaran arahan dan penyertaan luaran.

Output alat ini adalah isyarat kawalan. Urutan operasi yang dijalankan oleh mesin ini ditentukan oleh pendawaian unsur -unsur logik. Atas sebab ini ia dipanggil "Bersepadu".

Dapat melayani anda: bahagian dalaman komputer dan ciri -cirinya

Reka bentuknya berdasarkan seni bina tertentu. Apabila perubahan diperlukan dalam set arahan, perubahan pendawaian dan litar mesti dibuat.

Ini adalah asas bagi seni bina pengkomputeran set kecil arahan (RISC), yang hanya mempunyai sebilangan kecil arahan.

Isyarat kawalan

Isyarat kawalan adalah asas untuk mengarahkan pelaksanaan operasi. Mereka disebarkan oleh litar logik yang direka dengan jelas, di mana kaedah penjanaan isyarat tidak dapat diubah suai tanpa perubahan fizikal struktur litar.

Isyarat kawalan untuk melaksanakan operasi mesti disebarkan tidak dalam satu titik dalam masa, tetapi sepanjang tempoh masa yang sepadan dengan kitaran pelaksanaan arahan.

Kod operasi arahan termasuk maklumat asas untuk menyebarkan isyarat kawalan.

Arahan penyahkod

Kod operasi dimulakan dalam penyahkod arahan. Ini dibentuk oleh satu set decoder yang menyahkodkan bidang yang berlainan dari kod operasi arahan.

Arahan Decoder bersetuju bahawa unit kawalan memasuki keadaan pertama yang dikaitkan dengan pelaksanaan operasi baru, yang berlangsung banyak masa kerana mereka tetap tanpa mengubah isyarat masa dan isyarat input lain.

Perubahan mana -mana isyarat yang disebutkan di atas yang mengubah keadaan unit kawalan.

Akibatnya, beberapa baris yang meninggalkan arahan Decoder memperoleh nilai isyarat. Garis ini ditambah pula dengan peranti penjana isyarat kawalan untuk unit komputer yang berbeza.

Boleh melayani anda: Memori Utama (Sains Komputer): Komponen, Jenis, Fungsi

Mengulangi organisasi fasa -fasa ini ialah susunan negeri dalaman yang sesuai disusun dalam unit kawalan.

Apabila arahan baru ke unit kawalan tiba, unit bersepadu berada dalam keadaan awal untuk memulihkan arahan baru.

Unit microprogrammed

Perbezaan penting pendekatan ini berkenaan dengan unit bersepadu adalah kewujudan gudang kawalan, yang digunakan untuk menyimpan mikroprogram yang termasuk isyarat kawalan berkod penting untuk pelaksanaan operasi.

Kod operasi pengajaran tidak akan dikodkan untuk membuat isyarat kawalan, tetapi alamat mikroprogram akan ditunjukkan yang disimpan di gudang kawalan.

Iaitu, tanda -tanda kawalan yang dilampirkan dengan arahan disimpan dalam sel memori khas seperti microprogram yang boleh diganti.

Unit kawalan microprogrammed lebih lambat daripada unit bersepadu kerana masa yang diperlukan untuk memulihkan operasi yang terdapat di unit memori.

Fungsi

Adalah menjadi tanggungjawab unit kawalan untuk memaklumkan peranti input dan output, ke memori utama dan unit logik-aritmetik komputer bagaimana meniru operasi yang dikeluarkan kepada pemproses.

Memperolehi ingatan operasi program dan membawa mereka ke pendaftaran pemproses. Bergantung pada apa yang termasuk pendaftaran ini, unit kawalan mewujudkan isyarat yang memantau prestasi operasi ini.

Menurut jenis operasi yang memasuki unit kawalan, kuantiti dan susunan langkah -langkah berurutan yang dihasilkan untuk memilih dan mengkonfigurasi bahagian CPU yang akan digunakan untuk mencapai matlamat operasi, sama ada untuk bergerak, mengubah atau menyimpan data.

Boleh melayani anda: 6 kelebihan dan kekurangan persembahan digital

Proses operasi penyahkodan ini dijalankan apabila akauntan ditingkatkan ke alamat yang disimpan berikut program. Dari alamat itu, operasi baru dimasukkan ke dalam unit kawalan, dan sebagainya sehingga akhir program.

Ilustrasi

Fungsi yang dilakukan oleh unit kawalan akan tertakluk kepada jenis CPU, disebabkan oleh perbezaan struktur yang ada di antara jenama yang berbeza. Rajah berikut menggambarkan bagaimana arahan program diproses.

Sumber: oleh Kapooht - Kerja Sendiri, CC BY -SA 3.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeks.Php?Curid = 25789639

- Mengendalikan pelbagai tugas, seperti pencarian dan pemulihan arahan, penyahkodan, pengurusan pelaksanaan dan penyimpanan hasil.

- Terima arahan luaran atau arahan yang mana ia menjadi urutan isyarat kawalan.

- Mentafsirkan arahan.

- Mengawal pelaksanaan berurutan arahan.

- Menyelaras urutan pergerakan data di dalam, di luar dan di antara banyak subunit pemproses.

- Mengawal dan mengawal penyegerakan unit pelaksanaan, seperti unit logik aritmetik, dan kedai dan rekod data yang terkandung dalam pemproses.

- Hantar dan terima isyarat kawalan ke peranti komputer lain.

- Mengarah dan mengawal aliran data melalui kawasan yang berlainan di komputer.

Rujukan

1. Ravepedia (2019). Kawalan Unit (CU). Diambil dari: ravepedia.com.
2. Hope Computer (2017). Kawalan unit. Diambil dari: computerhope.com.
3. Geeks untuk Geeks (2019). Organisasi Komputer: Unit Kawalan Mikro-Program V/S. Diambil dari: geeksforgeeks.org.
4. Geeks untuk Geeks (2019). Pengenalan unit kawalan dan reka bentuknya. Diambil dari: geeksforgeeks.org.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Kawalan unit. Diambil dari: dalam.Wikipedia.org.