Τι είναι μια μονάδα ελέγχου;

Μια μονάδα ελέγχου είναι το υποσυνείδητο της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) που διαχειρίζεται όλες τις ενέργειες που εκτελούνται σε αυτόν τον τομέα σε έναν υπολογιστή.Είναι υπεύθυνο για τη λήψη των διαφόρων εισροών από τον υπολογιστή, τις οδηγίες και τα δεδομένα και λέγοντας στον επεξεργαστή τι να κάνει μαζί τους.Δεδομένου ότι η CPU θεωρείται ο εγκέφαλος του υπολογιστή, μερικές φορές αναφέρεται ως ο εγκέφαλος μέσα στον εγκέφαλο.Ανάλογα με την αρχιτεκτονική CPU, η μονάδα ελέγχου μπορεί να έχει ποικίλα καθήκοντα για να εκτελέσει.

Η μονάδα ελέγχου αποτελείται πραγματικά από διάφορα υπο-συστατικά.Κατά τη διάρκεια των ημερών με σκληρό τρόπο, όλα αυτά τα καλωδιακά και τα κυκλώματα σχημάτιζαν ό, τι είναι γνωστό ως μηχανή πεπερασμένης κατάστασης, ένα σύστημα που έχει μοναδικό σκοπό στην κατεύθυνση των λειτουργιών του υπολογιστή.Τα ξεχωριστά κυκλώματα ήταν υπεύθυνα για την αποκωδικοποίηση και την κωδικοποίηση οδηγιών, ενώ άλλοι χειρίστηκαν τη λογική ή μετρώντας τις οδηγίες που εργάστηκε η CPU.Τα πάντα συνέβησαν με τη σειρά, όπου το λογικό κύκλωμα θα αναστρέψει με τον ένα ή τον άλλο τρόπο για να κατευθύνει τις οδηγίες για την αποθήκευση.Σε παλαιότερες CPU, η εντολή θα πρέπει να περάσει από όλη τη διαδικασία και να τελειώσει ο υπολογισμός πριν ξεκινήσει η επόμενη.Για να επιταχύνετε την επεξεργασία, οι σύγχρονες CPU χρησιμοποιούν ό, τι ονομάζονται αγωγοί, όπου κάθε βήμα είναι μέρος του αγωγού.Ενώ μια εντολή βρίσκεται στο τμήμα εκτέλεσης του αγωγού, ένας άλλος βρίσκεται ήδη στη φάση αποκωδικοποίησης και ένα άλλο παίρνει.Για να χειριστεί όλα αυτά, η μονάδα ελέγχου χρειάστηκε επίσης για να εκτελέσει το ρόλο ενός πολυπλέκτη, καθώς παίρνει πολλαπλές εισόδους ή εξόδους και τις κατευθύνει μέσα και έξω από τον αγωγό.

Καθώς οι CPU υπολογιστών συνέχισαν να προχωρούν, ένα μεγάλο μέρος αυτού άλλαξε δραματικά.Η χρήση του μικροκώδικα, μικροσκοπικά προγράμματα που κάθονται σε ειδική μνήμη μόνο για ανάγνωση με υψηλή ταχύτητα στη CPU, πήρε τη θέση του παλιού κυκλώματος.Αυτά τα προγράμματα χαμηλού επιπέδου ανέλαβαν τη χρονοβόρα δουλειά της φυσικής επανασύνδεσης μιας μονάδας ελέγχου και των απλοποιημένων αλλαγών στην αρχιτεκτονική CPU.Τα προσαρμοσμένα γραπτά μικροπρογράμματα της μονάδας ελέγχου, που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια της φάσης σχεδιασμού CPU, είναι αυτό που επιτρέπει στην αρχιτεκτονική ενός συγκεκριμένου τύπου CPU. Γενικά, πολλές από τις ευθύνες ελέγχου εξαρτώνται από την αρχιτεκτονική της CPU.Κάποιοι μπορεί απλά να μεταφέρουν, να αποκωδικοποιήσουν, να συντονίσουν την εκτέλεση και να κατευθύνουν την έξοδο των οδηγιών.Άλλοι μπορεί να έχουν πρόσθετες ευθύνες που περιλαμβάνουν μετάφραση, η οποία μπορεί να επιβραδύνει την CPU.Σε αυτές τις περιπτώσεις, η μονάδα ελέγχου μπορεί να χωριστεί περαιτέρω σε συνοπτικά εξαρτήματα, όπως μια ξεχωριστή μονάδα προγραμματισμού ή μια μονάδα συνταξιοδότησης που φροντίζει για την οργάνωση και την αποθήκευση των αποτελεσμάτων από τη μονάδα Rithmetic Logic (ALU).