Ovládanie jednotky (počítačová veda) Komponenty, funkcie

Ten kontrolná jednotka Je to digitálny obvod, ktorý riadi operácie a rieši všetky ovládacie signály v rámci počítačového procesora. Umožňuje logickej jednotke, pamäť a vstupných a výstupných periférnych zariadeniach vedieť, ako sa replikovať na objednávky prijaté z programu. Preto je nasmerovaný celý vstupný a výstupný tok, usiluje sa o kód programov a riadi ďalšie jednotky zaslaním načasovacích a riadiacich signálov.

Riadiaca jednotka pôsobí tak, že pripustí vstupné údaje, ktoré transformujú riadiace signály a následne prenášané do centrálneho procesora. Procesor objednáva rôzne zariadenia, ktoré by mali vykonávať operácie.

Zdroj: Pixabay.com

Táto jednotka je súčasťou procesora, ktorý pôsobí ako jeho mozog, pretože generuje pokyny pre takmer všetky operácie a záruky, že sa vykonávajú správne.

Príklady zariadení, ktoré používajú riadiace jednotky, sú centrálna spracovateľská jednotka (CPU) a jednotka grafického spracovania (GPU).

[TOC]

Komponenty

Na vykonanie akcie musí riadiaca jednotka CPU produkovať potrebný riadiaci signál v príslušnej sekvencii. Existujú dva prístupy, ktoré sa používajú na generovanie týchto kontrolných signálov v správnej sekvencii.

Integrovaná jednotka

Riadiaca jednotka pozostáva z logických brán, žabiek, digitálnych obvodov, kódovačov a dekodérov, ktoré sú zapojené zavedeným spôsobom.

Môže sa považovať za aparát štátov, ktorý sa v každom cykle hodinového cyklu líši v závislosti od obsahu registrácie pokynov a externých záznamov.

Výstupom tohto štátu prístroj je riadiace signály. Sekvencia operácií vykonávaných týmto strojom je určená zapojením logických prvkov. Z tohto dôvodu sa nazýva „integrovaný“.

Môže vám slúžiť: interné časti počítača a jeho vlastnosti

Dizajn je založený na konkrétnej architektúre. Ak sú potrebné zmeny v súbore pokynov, musia sa vykonať zmeny vo zapojení a obvode.

Toto je základ pre výpočtovú architektúru malého súboru pokynov (RISC), ktorá má iba malý počet pokynov.

Kontrolné signály

Kontrolné signály sú základom riadenia vykonávania operácií. Sú šírené expresne navrhnutými logickými obvodmi, v ktorých sa metóda generovania signálu nemožno modifikovať bez fyzickej zmeny štruktúry obvodu.

Riadiace signály na vykonanie operácie sa musia šíriť nie v jednom časovom čase, ale počas celého časového obdobia zodpovedajúceho cyklu vykonávania inštrukcií.

Prevádzkový kód inštrukcie obsahuje základné informácie na šírenie riadiaceho signálu.

Dekodér inštrukcie

Operačný kód je dekódovaný v dekodéri pokynov. Toto je tvorené súborom dekodérov, ktoré dekódujú rôzne polia kódu pre operáciu inštrukcií.

Pokyny dekodéra súhlasí s tým, že riadiaca jednotka zadáva prvý stav spojený s vykonávaním novej operácie, ktorá trvá toľko času, koľko zostáva bez zmeny časovacích signálov a iných vstupných signálov.

Zmena ktoréhokoľvek z vyššie uvedených signálov, ktoré mení stav riadiacej jednotky.

Výsledkom je, že niektoré riadky, ktoré zanechávajú dekodér pokynov, získavajú hodnoty signálu. Tieto riadky sú spojené s zariadením generátora riadiaceho signálu pre rôzne počítačové jednotky.

Môže vám slúžiť: Hlavná pamäť (informatika): Komponenty, typy, funkcie

Opakovaním organizácie týchto fáz je, že vhodný poradie vnútorných stavov je štruktúrované v kontrolnej jednotke.

Keď príde nová inštrukcia pre riadiacu jednotku, integrované jednotky sú v počiatočnom stave na obnovenie novej inštrukcie.

Mikroprogramovaná jednotka

Základný rozdiel tohto prístupu vzhľadom na integrovanú jednotku je existencia kontrolného skladu, ktorý sa používa na ukladanie mikroprogramov, ktoré zahŕňajú základné kódované riadiace signály na vykonávanie operácie.

Inštrukčný kód prevádzky sa nebude dekódovať, aby vytvoril riadiaci signál, ale adresa mikroprogramu bude uvedená, ktorá je uložená v kontrolnom sklade.

To znamená, že ovládacie značky pripojené k pokynom sa ukladajú do špeciálnych pamäťových buniek, ako sú vymeniteľné mikroprogramy.

Mikroprogramovaná riadiaca jednotka je pomalšia ako integrovaná jednotka kvôli času potrebnému na obnovenie operácií nájdených v pamäťovej jednotke.

Funkcia

Je zodpovednosťou riadiacej jednotky, aby informovala o vstupných a výstupných zariadeniach, hlavnej pamäte a logicko-aritmetickej jednotke počítača, ako replikovať operácie, ktoré sa vydali procesoru.

Získava v pamäti prevádzku programov a vezme ich na registráciu procesora. V závislosti od toho, čo tento register obsahuje, kontrolná jednotka vytvára signál, ktorý monitoruje výkon týchto operácií.

Podľa typu operácie, ktorá vstupuje do riadiacej jednotky, množstvo a poradie postupných krokov vygenerovaných na výber a konfiguráciu častí CPU, ktoré sa použijú na dosiahnutie cieľa operácie, či sa má pohybovať, upravovať alebo ukladať dáta.

Môže vám slúžiť: 6 výhod a nevýhod digitálnych prezentácií

Tento proces dekódovacích operácií sa vykonáva, keď sa účtovník zvýši na nasledujúcu uloženú adresu programu. Z tejto adresy sa nová operácia zadá do riadiacej jednotky a tak ďalej až do konca programu.

Ilustrácia

Funkcie vykonávané riadiacou jednotkou budú vystavené typu CPU v dôsledku existujúcich rozdielov štruktúry medzi rôznymi značkami. Nasledujúci diagram ilustruje, ako sa spracúvajú pokyny programu.

Zdroj: Autor Kapooht - vlastné dielo, CC BY -SA 3.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/index.Php?Curid = 25789639

- Zaoberá sa viacerými úlohami, ako je vyhľadávanie a obnovenie pokynov, dekódovanie, správa vykonávania a ukladanie výsledkov.

- Prijímať externé pokyny alebo príkazy, na ktoré sa stáva sekvenciou ovládacích signálov.

- Interpretovať pokyny.

- Riadi postupné vykonávanie pokynov.

- Koordinuje postupnosť pohybov údajov vo vnútri, mimo a medzi mnohými podjednotkami procesora.

- Reguluje a riadi synchronizáciu vykonávacích jednotiek, ako je aritmetická logická jednotka, a obchody a dátové záznamy obsiahnuté v procesore.

- Posielať a prijímať riadiace signály do iných počítačových zariadení.

- Smeruje a riadi tok údajov cez rôzne oblasti počítača.

Odkazy

1. Ravepedia (2019). Ovládanie jednotky (CU). Prevzaté z: ravepedia.com.
2. Počítačová nádej (2017). Ovládanie jednotky. Prevzaté z: ComputerHope.com.
3. Geeks for Geeks (2019). Organizácia počítača: Hardwired V/S Micro Programovaná riadiaca jednotka. Prevzaté z: Geeksforgeeks.orgán.
4. Geeks for Geeks (2019). Zavedenie riadiacej jednotky a jej dizajn. Prevzaté z: Geeksforgeeks.orgán.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Ovládanie jednotky. Prevzaté z: v.Wikipedia.orgán.