Composants de l'unité de contrôle (informatique), fonctions

La Unité de contrôle Il s'agit d'un circuit numérique qui régit les opérations et gère tous les signaux de contrôle dans le processeur informatique. Il permet à l'unité logique, à la mémoire et aux périphériques d'entrée et de sortie de savoir comment se reproduire aux commandes reçues d'un programme. Par conséquent, l'intégralité de l'entrée et du flux de sortie est dirigée, recherche le code des programmes et dirige d'autres unités en envoyant des signaux de synchronisation et de contrôle.

Une unité de contrôle agit en admettant les données d'entrée, qui transforment les signaux de contrôle et transmise par la suite au processeur central. Le processeur commande les différents appareils que les opérations devraient effectuer.

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Cette unité est la composante du processeur qui agit comme son cerveau, car elle génère les instructions pour presque toutes les opérations et garantit qu'elles sont exécutées correctement.

Des exemples d'appareils qui utilisent les unités de contrôle sont l'unité centrale de traitement (CPU) et l'unité de traitement graphique (GPU).

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Composants

Pour exécuter une action, l'unité de contrôle du CPU doit produire le signal de contrôle nécessaire dans la séquence appropriée. Il y a deux approches qui sont utilisées pour générer ces signaux de contrôle dans la séquence correcte.

Unité intégrée

L'unité de contrôle se compose de portes logiques, de tongs, de circuits numériques, d'encodeurs et de décodeurs, qui sont câblés de manière établie.

Il peut être considéré comme un appareil des États, qui varie d'un état à l'autre dans chaque cycle d'horloge, selon le contenu de l'enregistrement des instructions et des entrées externes.

La sortie de cet appareil d'états est les signaux de contrôle. La séquence des opérations effectuées par cette machine est déterminée par le câblage des éléments logiques. Pour cette raison, il est appelé "intégré".

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La conception est basée sur une architecture spécifique. Lorsque des modifications sont nécessaires dans l'ensemble d'instructions, les modifications de câblage et de circuit doivent être apportées.

C'est la base de l'architecture informatique d'un petit ensemble d'instructions (RISC), qui n'a qu'un petit nombre d'instructions.

Signaux de contrôle

Les signaux de contrôle sont fondamentaux pour diriger l'exécution des opérations. Ils sont diffusés par des circuits logiques expressément conçus, dans lesquels la méthode de génération de signaux ne peut pas être modifiée sans un changement physique de la structure du circuit.

Les signaux de contrôle pour effectuer une opération doivent être diffusés non pas en un seul point dans le temps, mais pendant toute la période de temps correspondant au cycle d'exécution de l'instruction.

Le code de fonctionnement d'une instruction comprend les informations de base pour diffuser le signal de contrôle.

Décodeur d'instructions

Le code d'opération est décodé dans le décodeur d'instructions. Ceci est constitué par un ensemble de décodeurs qui décodent les différents champs du code d'opération d'instruction.

Le décodeur d'instructions consent que l'unité de contrôle entre dans le premier état lié à l'exécution de la nouvelle opération, qui dure autant de temps qu'ils restent sans modifier les signaux de synchronisation et autres signaux d'entrée.

Un changement de l'un des signaux susmentionnés qui modifient l'état de l'unité de contrôle.

En conséquence, certaines lignes qui quittent le décodeur d'instructions acquièrent des valeurs de signal. Ces lignes sont couplées au périphérique de générateur de signal de commande pour les différentes unités informatiques.

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La répétition de l'organisation de ces phases est que l'ordre approprié des états internes est structuré dans l'unité de contrôle.

Lorsqu'une nouvelle instruction à l'unité de contrôle arrive, les unités intégrées sont à l'état initial pour récupérer la nouvelle instruction.

Unité microprogrammée

La différence essentielle de cette approche par rapport à l'unité intégrée est l'existence d'un entrepôt de contrôle, qui est utilisé pour stocker des microprogrants qui incluent les signaux de contrôle codés essentiels pour l'exécution d'une opération.

Le code de fonctionnement pédagogique ne sera pas décodé pour ensuite créer un signal de contrôle, mais l'adresse d'un microprogramme sera indiqué qui est stockée dans l'entrepôt de contrôle.

C'est-à-dire que les panneaux de contrôle attachés avec les instructions sont stockés dans des cellules à mémoire spéciale telles que les microprogrants remplaçables.

L'unité de commande microprogrammée est plus lente que l'unité intégrée en raison du temps nécessaire pour restaurer les opérations trouvées dans l'unité de mémoire.

Les fonctions

Il est de la responsabilité de l'unité de contrôle d'informer les dispositifs d'entrée et de sortie, à la mémoire principale et à l'unité logique-arithmétique de l'ordinateur Comment reproduire les opérations qui sont émises au processeur.

Obtient en mémoire les opérations des programmes et les amène à l'enregistrement du processeur. Selon ce que ce registre comprend, l'unité de contrôle crée un signal qui surveille les performances de ces opérations.

Selon le type d'opération qui entre dans l'unité de contrôle, la quantité et l'ordre des étapes séquentielles générées pour sélectionner et configurer les parties du CPU qui seront utilisées pour atteindre l'objectif de l'opération, que ce soit pour déplacer, modifier ou stocker des données.

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Ce processus d'opérations de décodage est effectué lorsque le comptable est augmenté à l'adresse enregistrée suivante du programme. À partir de cette adresse, la nouvelle opération est entrée dans l'unité de contrôle, et ainsi de suite jusqu'à la fin du programme.

Illustration

Les fonctions exécutées par une unité de contrôle seront soumises au type de CPU, en raison des disparités existantes de la structure entre les différentes marques. Le diagramme suivant illustre comment les instructions d'un programme sont traitées.

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- Gère plusieurs tâches, telles que la recherche et la récupération des instructions, le décodage, la gestion de l'exécution et le stockage des résultats.

- Recevoir des instructions ou des commandes externes auxquelles il devient une séquence de signaux de contrôle.

- Interpréter les instructions.

- Contrôle l'exécution séquentielle des instructions.

- Coordonne la séquence des mouvements de données à l'intérieur, à l'extérieur et parmi les nombreuses sous-unités du processeur.

- Régule et contrôle la synchronisation des unités d'exécution, telles que l'unité logique arithmétique, et les magasins et enregistrements de données contenus dans le processeur.

- Envoyer et recevoir des signaux de contrôle à d'autres appareils informatiques.

- Dirige et contrôle le flux de données à travers les différentes zones de l'ordinateur.

Les références

1. Ravepedia (2019). Contrôle unitaire (CU). Tiré de: Ravepedia.com.
2. Computer Hope (2017). Contrôle de l'unité. Tiré de: Computerhope.com.
3. Geeks For Geeks (2019). Organisation informatique: unité de contrôle micro-programmée V / S câblée. Tiré de: geeksforgeeks.org.
4. Geeks For Geeks (2019). Introduction de l'unité de contrôle et de sa conception. Tiré de: geeksforgeeks.org.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Contrôle de l'unité. Pris de: dans.Wikipédia.org.