제어 장치 란 무엇입니까?

제어 장치는 컴퓨터의이 영역에서 수행되는 모든 작업을 관리하는 중앙 처리 장치 (CPU)의 하위 구성 요소입니다. 컴퓨터, 명령 및 데이터에서 다양한 입력을 가져 와서 프로세서로 처리 할 작업을 지시합니다. CPU는 컴퓨터의 뇌로 간주되기 때문에 때때로 뇌 내의 뇌라고도합니다. CPU 아키텍처에 따라 제어 장치가 수행해야 할 다양한 작업이있을 수 있습니다.

제어 장치는 실제로 여러 하위 구성 요소로 구성됩니다. 유선 배선이 진행되는 동안,이 모든 배선 및 회로는 유한 상태 기계 (finite-state machine)로 알려진 시스템을 형성했습니다. 별도의 회로는 명령어 디코딩 및 인코딩을 담당하는 반면, 다른 회로는 로직을 처리하거나 CPU가 작업 한 명령어를 계산했습니다. 명령이 스토리지에 지시되도록 논리 회로가 한 방향 또는 다른 방향으로 플립되는 모든 것이 순서대로 발생했습니다.

명령은 페치 및 디코딩 된 후 완료 될 때까지 순서대로 실행되어야합니다. 구형 CPU에서는 명령이 전체 프로세스를 거쳐 다음 계산을 시작하기 전에 계산을 완료해야합니다. 최신 CPU는 처리 속도를 높이기 위해 각 단계가 파이프 라인의 일부인 파이프 라인을 사용합니다. 한 명령이 파이프 라인의 실행 부분에있는 동안 다른 명령은 이미 디코딩 단계에 있으며 다른 명령은 페치 중입니다. 이 모든 것을 처리하기 위해 제어 장치는 멀티플렉서의 역할을 수행해야했습니다. 멀티플렉서는 여러 입력 또는 출력을 가져와 파이프 라인 안팎으로 보냅니다.

컴퓨터 CPU가 계속 발전함에 따라이 중 많은 부분이 크게 바뀌 었습니다. CPU의 특수 고속 읽기 전용 메모리에있는 작은 프로그램 인 마이크로 코드를 사용하여 기존의 하드 와이어 회로를 대체했습니다. 이러한 저수준 프로그램은 물리적으로 제어 장치를 재배 선하고 CPU 아키텍처를 간단하게 변경하는 데 많은 시간이 소요됩니다. CPU의 설계 단계에서 생성 된 컨트롤 유닛의 맞춤형 마이크로 프로그램은 특정 유형의 CPU 아키텍처를 가능하게합니다.

일반적으로 제어 장치의 책임 중 상당수는 CPU 아키텍처에 따라 다릅니다. 일부는 단순히 페치, 디코딩, 실행 조정 및 명령 출력을 지시 할 수 있습니다. 다른 사람에게는 번역과 관련된 추가 책임이있을 수 있으며 이로 인해 CPU 속도가 느려질 수 있습니다. 이러한 경우에, 제어 유닛은 별도의 스케쥴링 유닛, 또는 연산 논리 유닛 (ALU)으로부터 결과를 조직 및 저장하는 것을 담당하는 퇴직 유닛과 같은 간결한 구성 요소로 더 분할 될 수있다.