Co to jest jednostka sterująca?

Jednostka sterująca jest podskładnikiem środkowej jednostki przetwarzania (CPU), która zarządza wszystkimi działaniami wykonanymi w tym obszarze na komputerze.Jest odpowiedzialny za pobranie różnych danych wejściowych z komputera, instrukcji i danych oraz poinformowanie procesora, co z nimi zrobić.Ponieważ procesor jest uważany za mózg komputera, czasami jest on określany jako mózg w mózgu.W zależności od architektury CPU, jednostka sterująca może mieć różne zadania do wykonania.

Jednostka sterująca w rzeczywistości składa się z kilku podrzędnych.W czasach twardych całe okablowanie i obwody utworzyły to, co znane jako maszyna w stanie skończonym, system ma osobliwy cel w kierowaniu operacjami komputera.Oddzielne obwody były odpowiedzialne za dekodowanie i kodowanie instrukcji, podczas gdy inne obsługiwały logikę lub zliczali instrukcje, nad którymi pracował procesor.Wszystko wydarzyło się w kolejności, w którym obwód logiczny byłby odwrócony w ten czy inny sposób, aby skierować instrukcje do przechowywania.

Instrukcja jest pobierana i dekodowana, a następnie należy je wykonać, jeden po drugim do końca.W starszych procesorach instrukcja musiałaby przejść przez cały proces i wykończenie, zanim zacznie się następny.Aby przyspieszyć przetwarzanie, nowoczesne procesory wykorzystują tak zwane rurociągi, w których każdy krok jest częścią rurociągu.Podczas gdy jedna instrukcja znajduje się w części wykonania rurociągu, druga jest już w fazie dekodowania, a druga jest pobierana.Aby poradzić sobie z tym wszystkim, jednostka sterująca potrzebowała również roli multipleksera, ponieważ wymaga wielu wejść lub wyjść i kieruje je do rurociągu.

Gdy procesory komputerowe nadal się rozwijały, znaczna część tego zmieniła się dramatycznie.Zastosowanie mikrokodu, niewielkich programów, które znajdują się w specjalnej, szybkiej pamięci tylko do odczytu na procesorze, zajęło miejsce starego obwodu twardego.Te programy niskiego poziomu przejęły czasochłonną pracę polegającą na fizycznym powtórce jednostki sterującej i uproszczonych zmian w architekturze procesora.Niestandardowe mikroprogramy jednostki sterującej, utworzone podczas fazy projektowania procesora, umożliwiają architekturę określonego rodzaju procesora.

Zasadniczo znaczna część obowiązków jednostek kontrolnych zależy od architektury procesora.Niektóre mogą po prostu pobierać, dekodować, koordynować wykonanie i kierować wyjściem instrukcji.Inne mogą mieć dodatkowe obowiązki obejmujące tłumaczenie, które mogą spowolnić procesor.W takich przypadkach jednostka sterująca może być dalej podzielona na zwięzłe komponenty, takie jak oddzielna jednostka planowania lub jednostka emerytalna, która zajmuje się organizowaniem i przechowywaniem wyników z jednostki logicznej rytmetycznej (ALU).