Kontrolleinheit (Informatik) Komponenten, Funktionen

Der Steuergerät Es ist eine digitale Schaltung, die Operationen regelt und alle Steuersignale innerhalb des Computerprozessors abwickelt. Es ermöglicht die logischen Einheit, Speicher- und Eingangs- und Ausgabeperipheriegeräte, wie sie sich auf die von einem Programm empfangenen Bestellungen replizieren können. Daher wird der gesamte Eintrags- und Ausgangsfluss gerichtet, den Code der Programme sucht und andere Einheiten durch Senden von Timing- und Steuersignalen leitet.

Eine Steuereinheit wirkt mit der Eingabe der Eingabedaten, die Kontrollsignale transformiert und anschließend an den zentralen Prozessor übertragen werden. Der Prozessor bestellt die verschiedenen Geräte, die Operationen ausführen sollten.

Quelle: Pixabay.com

Diese Einheit ist die Komponente des Prozessors, der als Gehirn fungiert.

Beispiele für Geräte, die Steuereinheiten verwenden, sind die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und die Grafikverarbeitungseinheit (GPU).

[TOC]

Komponenten

Um eine Aktion auszuführen, muss die CPU -Steuereinheit das erforderliche Steuersignal in der entsprechenden Sequenz erzeugen. Es gibt zwei Ansätze, die verwendet werden, um diese Kontrollsignale in der richtigen Reihenfolge zu erzeugen.

Integrierte Einheit

Die Steuereinheit besteht aus logischen Toren, Flip-Flops, digitalen Schaltkreisen, Encodern und Decodern, die auf etablierte Weise verdrahtet sind.

Es kann als Status -Apparat angesehen werden, der in jedem Taktzyklus von einem Zustand zu einem anderen variiert, abhängig vom Inhalt der Anweisungsregistrierung und der externen Einträge.

Die Ausgabe dieses Staaten Apparat ist die Steuersignale. Die Abfolge der von dieser Maschine durchgeführten Vorgänge wird durch die Verkabelung der logischen Elemente bestimmt. Aus diesem Grund heißt es "integriert".

Kann Ihnen dienen: Innen Teile eines Computers und seiner Eigenschaften

Das Design basiert auf einer bestimmten Architektur. Wenn Änderungen in der Reihe von Anweisungen erforderlich sind, müssen Änderungen in der Verkabelung und Schaltung vorgenommen werden.

Dies ist die Grundlage für die Computerarchitektur einer kleinen Reihe von Anweisungen (RISC), die nur eine kleine Anzahl von Anweisungen enthält.

Kontrollsignale

Kontrollsignale sind von grundlegender Bedeutung für die Ausführung der Operationsausführung. Sie werden durch ausdrücklich gestaltete logische Schaltungen verbreitet, bei denen die Signalerzeugungsmethode nicht ohne physikalische Änderung der Schaltungsstruktur modifiziert werden kann.

Die Kontrollsignale zur Durchführung einer Operation müssen nicht in einem einzigen Zeitpunkt verbreitet werden, sondern während des gesamten Zeitraums, der dem Anweisungsausführungszyklus entspricht.

Der Betriebscode einer Anweisung enthält die grundlegenden Informationen, um das Steuersignal zu verbreiten.

Anweisungsdecoder

Der Betriebscode ist im Anweisungsdecoder dekodiert. Dies besteht aus einer Reihe von Decodern, die die verschiedenen Felder des Anweisungsvorgangscodes dekodieren.

Die Anweisungen Decoder stimmen zu, dass die Steuereinheit in den ersten Zustand, der mit der Ausführung des neuen Vorgangs verbunden ist.

Eine Änderung der oben genannten Signale, die den Zustand der Kontrolleinheit verändern.

Infolgedessen erwerben einige Zeilen, mit denen die Anweisungen Decodierer Signalwerte erwerben. Diese Leitungen sind für die verschiedenen Computereinheiten an das Gerät des Steuerungssignals gekoppelt.

Kann Ihnen dienen: Hauptspeicher (Informatik): Komponenten, Typen, Funktionen

Das Wiederholen der Organisation dieser Phasen ist, dass die geeignete Reihenfolge der internen Zustände in der Kontrolleinheit strukturiert ist.

Wenn eine neue Anweisung an der Steuereinheit eintrifft, befinden sich die integrierten Einheiten im Anfangszustand, um die neue Anweisung wiederherzustellen.

Mikroprogrammierte Einheit

Der wesentliche Unterschied dieses Ansatzes in Bezug auf die integrierte Einheit ist das Vorhandensein eines Kontrolllagers, der zum Speichern von Mikroprogrammen verwendet wird, die die wesentlichen codierten Kontrollsignale für die Ausführung eines Betriebs enthalten.

Der Anweisungskodex wird nicht dekodiert, um dann ein Steuersignal zu erstellen, aber die Adresse eines Mikroprogramms wird angegeben, der im Steuerlager gespeichert ist.

Das heißt.

Die mikroprogrammierte Steuereinheit ist langsamer als die integrierte Einheit, da die Operationen in der Speichereinheit wiederhergestellt werden müssen.

Funktionen

Es liegt in der Verantwortung der Steuereinheit, die Eingangs- und Ausgabegeräte für den Hauptspeicher und die logisch-arithmetische Einheit des Computers zu informieren.

Erhält die Operationen der Programme im Speicher und führt sie zur Registrierung der Prozessor. Je nachdem, was diese Registrierung umfasst, erzeugt die Steuereinheit ein Signal, das die Leistung dieser Operationen überwacht.

Entsprechend der Art des Betriebs, der in die Steuereinheit eingeht, werden die Menge und Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Schritte für die Auswahl und Konfiguration der Teile der CPU verwendet, die verwendet werden, um das Ziel des Vorgangs zu erreichen, ob Daten verschieben, geändert oder gespeichert werden.

Kann Ihnen dienen: 6 Vor- und Nachteile digitaler Präsentationen

Dieser Prozess der Dekodierungsoperationen wird durchgeführt, wenn der Buchhalter auf die folgende gespeicherte Adresse des Programms erhöht wird. Aus dieser Adresse wird der neue Betrieb in die Steuereinheit und so weiter bis zum Ende des Programms eingegeben.

Illustration

Die von einer Steuereinheit ausgeführten Funktionen unterliegen aufgrund der vorhandenen Unterschiede der Struktur zwischen den verschiedenen Marken der Art der CPU. Das folgende Diagramm zeigt, wie die Anweisungen eines Programms verarbeitet werden.

Quelle: von Kapooht - eigener Arbeit, CC von -SA 3.0, https: // Commons.Wikimedia.org/w/Index.Php?Curid = 25789639

- Erledigt mehrere Aufgaben wie die Suche und Wiederherstellung von Anweisungen, Dekodierung, Verwaltung der Ausführung und Speicherung der Ergebnisse.

- Empfangen Sie externe Anweisungen oder Befehle, an die es zu einer Steuerungssequenz wird.

- Interpretieren Sie die Anweisungen.

- Steuert die sequentielle Ausführung der Anweisungen.

- Koordiniert die Abfolge von Datenbewegungen innerhalb, außerhalb und unter den vielen Untereinheiten des Prozessors.

- Reguliert und kontrolliert die Synchronisation der Ausführungseinheiten wie die arithmetische logische Einheit sowie die im Prozessor enthaltenen Speicher und Datensätze.

- Senden und empfangen Sie Steuersignale auf andere Computergeräte.

- Leitet und steuert den Datenfluss durch die verschiedenen Bereiche des Computers.

Verweise

1. Ravepedia (2019). Einheitskontrolle (CU). Entnommen aus: Ravepedia.com.
2. Computer Hope (2017). Einheitskontrolle. Entnommen von: ComputerHope.com.
3. Geeks für Geeks (2019). Computerorganisation: fest verdrahtete V/s-Micro-programmierte Steuereinheit. Entnommen aus: Geeksforgeeks.Org.
4. Geeks für Geeks (2019). Einführung der Kontrolleinheit und dessen Design. Entnommen aus: Geeksforgeeks.Org.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Einheitskontrolle. Genommen von: in: in.Wikipedia.Org.