Đơn vị điều khiển là gì?

Một đơn vị điều khiển là thành phần của đơn vị xử lý trung tâm (CPU) quản lý tất cả các hành động được thực hiện trong khu vực này trong máy tính.Nó chịu trách nhiệm lấy các đầu vào khác nhau từ máy tính, hướng dẫn và dữ liệu và nói với bộ xử lý phải làm gì với chúng.Vì CPU được coi là não của máy tính, đôi khi nó được gọi là não trong não.Tùy thuộc vào kiến trúc CPUS, đơn vị điều khiển có thể có các nhiệm vụ khác nhau để thực hiện.

Đơn vị điều khiển thực sự được tạo thành từ một số thành phần phụ.Trong những ngày khó khăn, tất cả các hệ thống dây điện và mạch này được hình thành được gọi là máy trạng thái hữu hạn, một hệ thống có mục đích đơn lẻ trong việc chỉ đạo các hoạt động của máy tính.Các mạch riêng biệt chịu trách nhiệm giải mã và mã hóa các hướng dẫn, trong khi các mạch khác xử lý logic hoặc đếm các hướng dẫn mà CPU đã thực hiện.Mọi thứ xảy ra theo thứ tự, trong đó mạch logic sẽ được lật theo cách này hay cách khác để hướng các hướng dẫn đến lưu trữ.Trong CPU cũ hơn, hướng dẫn sẽ phải trải qua toàn bộ quá trình và tính toán kết thúc trước khi tiếp theo sẽ bắt đầu.Để tăng tốc độ xử lý, CPU hiện đại sử dụng cái được gọi là đường ống, trong đó mỗi bước là một phần của đường ống.Mặc dù một hướng dẫn nằm trong phần thực thi của đường ống, nhưng một hướng dẫn khác đã ở giai đoạn giải mã và một hướng dẫn khác đang được tìm nạp.Để xử lý tất cả điều này, bộ điều khiển cũng cần thực hiện vai trò của bộ ghép kênh, trong đó nó có nhiều đầu vào hoặc đầu ra và hướng chúng vào và ra khỏi đường ống.Khi CPU máy tính tiếp tục tiến lên, phần lớn điều này đã thay đổi đáng kể.Việc sử dụng Microcode, các chương trình nhỏ nằm trong bộ nhớ đọc đặc biệt, tốc độ cao trên CPU, đã thay thế cho mạch cứng cũ.Các chương trình cấp thấp này đã tiếp quản công việc tốn thời gian của việc tua lại một đơn vị điều khiển và đơn giản hóa các thay đổi đối với kiến trúc CPU.Các mô hình vi mô được viết tùy chỉnh của bộ điều khiển, được tạo trong giai đoạn thiết kế CPU, là thứ cho phép kiến trúc của một loại CPU cụ thể. Nói chung, phần lớn các trách nhiệm của đơn vị điều khiển phụ thuộc vào kiến trúc CPU.Một số có thể chỉ cần tìm nạp, giải mã, phối hợp thực thi và chỉ đạo đầu ra của các hướng dẫn.Những người khác có thể có thêm trách nhiệm liên quan đến dịch thuật, có thể làm chậm CPU.Trong những trường hợp này, đơn vị điều khiển có thể được chia thành các thành phần cô đọng, chẳng hạn như một đơn vị lập lịch riêng biệt hoặc đơn vị nghỉ hưu chăm sóc tổ chức và lưu trữ kết quả từ đơn vị logic Rithmetic (ALU).