計算機控制器

計算機控制器

計算機控制器是計算機的神經中樞,指揮全機中各個部件自動協調工作。在控制器的控制下,計算機能夠自動按照程式設定的步驟進行一系列操作,以完成特定任務。

基本介紹

  • 中文名:計算機控制器
  • 外文名:computer control unit
  • 定義:指揮計算機中各部件工作的單元
  • 功能:定序、定時等
  • 工作方式:向其它單元傳送指令
  • 所屬學科:計算機科學
內部結構,工作過程,功能,

內部結構

控制器內部的主要部件如下:
指令暫存器:存放由存儲器取得的指令
解碼器:將指令中的操作碼翻譯成控制信號。
③時序節拍發生器:產生時序脈衝節拍信號,使計算機有節奏、有次序地工作。
④操作控制部件:將控制信號組合起來,控制各個部件完成相應的操作。
⑤指令計數器:計算並指出下一條指令的地址。

工作過程

(1)取指令。控制器的程式計數器(Program Counter,PC)中存放當前指令的地址。執行一條指令的第一步就是把該地址送到存儲器的地址驅動器(罔巾沒有面出),按地址取出指令,送到指令暫存器(Instruction Register,IR)中。同時。PC自動加1。準備取下一條指令。
(2)分析指令。一條指令由兩部分組成:一部分稱為操作碼(Opcration Code,OP)。指出該指令要進行什麼操作;另一部分稱為數據地址碼,用於指出要對存放在哪個地址中的數據進行操作。在分析指令階段,要將數據地址碼送到存儲器中取出需要的運算元到運算器。同時把OP送到指令解碼部件,翻譯成要對哪些部件進行哪些操作的信號,再通過操作控制邏輯,將指定的信號(和時序信號)送到指定的部件。
(3)傳送操作控制信號。將有關操作控制信號,按照時序安排傳送到相關部件,使有關部件在規定的節拍中完成規定的操作。

功能

(1)定序。組成程式的指令必須按照一定的順序被執行,不能亂套。
(2)定時。電子計算機是一種複雜的機器,由眾多的元件、部件組成,不同的信號經過的路徑也不同。為了讓這些元件、部件能協調工作,系統必須有一個統一的時間標準——時鐘和節拍。計算機中的時鐘和節拍是由一種振盪器提供的。振盪器的T作頻率稱為時鐘頻率。顯然,時鐘頻率越高,計算機工作節拍越快。
定序與定時合起來稱為定時序。
(3)操作控制。控制器應能按指令規定的內容,在規定的節拍向有關部件發出操作控制信號。

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