УПРАВЉАЧКА ЈЕДИНИЦА (РАЧУНАЊЕ): КОМПОНЕНТЕ, ФУНКЦИЈЕ - ТЕХНОЛОГИЈА - 2025

Контролна јединица је дигитални склоп који управља радом и дршке све контролне сигнале у процесора рачунара. Омогућује логичкој јединици, меморији и улазним и излазним периферним уређајима да знају како копирати наредбе примљене од програма. Тако усмерава сав улазни и излазни ток, тражи шифру за програмске операције и усмерава друге јединице слањем временских и контролних сигнала.

Управљачка јединица делује тако што прима улазне податке, које трансформише у контролне сигнале и који се потом преносе у централни процесор. Процесор наређује различитим уређајима које операције треба да обављају.

Извор: пикабаи.цом

Ова јединица је компонента процесора која делује као ваш мозак, генеришући упуте за скоро све операције и осигуравајући да се оне правилно извршавају.

Примери уређаја који користе управљачке јединице су централна процесна јединица (ЦПУ) и јединица за графичку обраду (ГПУ).

Компоненте

Да би извршио радњу, ЦПУ управљачка јединица мора произвести потребан контролни сигнал у одговарајућем редоследу. Постоје два приступа која се користе за генерисање ових контролних сигнала у тачном редоследу.

Интегрисана јединица

Управљачка јединица састоји се од логичких капија, прекидача, дигиталних кола, енкодера и декодера који су повезани на утврђени начин.

Може се сматрати државним апаратом, који варира од стања до стања у сваком такту циклуса, у зависности од садржаја регистра упута и спољних улаза.

Излаз овог државног апарата су управљачки сигнали. Слијед операција које обавља ова машина одређује се ожичењем логичких елемената. Из тог разлога се назива „интегрисан“.

Дизајн је заснован на специфичној архитектури. Када су потребне промене у упутству, потребно је извршити измене у ожичењу и кругу.

Ово је основа за смањену архитектуру скупа инструкција (РИСЦ), која има само мали број упутстава.

Контролни сигнали

Контролни сигнали су неопходни за усмеравање извршења операција. Они се шире експлицитно дизајнираним логичким круговима, у којима се метода генерисања сигнала не може изменити без физичке промене структуре кола.

Контролни сигнали за извођење операције морају се емитовати не у једном тренутку, већ током читавог временског периода који одговара циклусу извођења упутства.

Опцоде код упутства садржи основне информације за емитовање контролног сигнала.

Упутство за декодер

Опцоде је декодиран у декодеру упуте. Ово се састоји од скупа декодера који декодирају различита поља оперативног кода упуте.

Декодер упутстава омогућава контролној јединици да уђе у прво стање повезано са извођењем нове операције, које траје све док временски сигнали и остали улазни сигнали остану непромијењени.

Промјена било којег од горе наведених сигнала тражи да се стање управљачке јединице промијени.

Као резултат тога, неке линије које излазе из упутства за декодер стјечу вриједности у сигналу. Ове линије су повезане са уређајем за генерирање контролних сигнала за различите јединице рачунара.

Понављањем организације ових фаза, у контролној јединици се структуира одговарајуће редослед унутрашњих стања.

Када нова инструкција стигне на управљачку јединицу, уграђене јединице су у почетном стању како би преузеле нову упуту.

Микропрограмирана јединица

Суштинска разлика овог приступа у односу на интегрисану јединицу је постојање контролног складишта, које се користи за смештање микропрограма који укључују кодиране контролне сигнале неопходне за извршење операције.

Оперативни код упутства се не декодира да би се одмах створио контролни сигнал, већ ће бити наведена адреса микропрограма који је смештен у контролној продавници.

То јест, контролни сигнали приложени уз упутства се чувају у посебним ћелијама меморије као заменљиви фирмвер.

Микропрограмирана управљачка јединица је спорија од уграђене јединице због времена потребног за обнављање операција пронађених у меморијској јединици.

Карактеристике

Одговорност је управљачке јединице да обавештава улазне и излазне уређаје, главну меморију и логичко-аритметичку јединицу рачунара о томе како копирати операције које се издају процесору.

Враћа програмске операције у меморију и одводи их у регистар процесора. У зависности од тога што овај регистар укључује, управљачка јединица ствара сигнал који надгледа рад ових операција.

У зависности од врсте операције у коју уђете у контролну јединицу, могли бисте променити број и редослед секвенцијалних корака генерисаних за избор и конфигурацију делова ЦПУ-а који ће се користити за постизање циља операције, било да се креће, мења или чување података.

Овај поступак декодирања изводи се поново јер се бројач повећава на следећу сачувану адресу програма. Од те адресе се нова операција уноси у контролну јединицу, и тако даље, до краја програма.

Илустрација

Функције које контролна јединица обавља овисит ће о врсти ЦПУ-а због постојећих разлика у структури различитих марки. Следећи дијаграм илуструје како се обрађују упуте у програму.

Извор: Аутор Капоохт - Властити рад, ЦЦ БИ-СА 3.0, хттпс://цоммонс.викимедиа.орг/в/индек.пхп?цурид=25789639

- Рукује са више задатака, попут претраживања и проналажења упутстава, декодирања, управљања извршењем и складиштењем резултата.

- прима спољна упутства или наредбе које претвара у низ контролних сигнала.

- Тумачите упутства.

- контролише редовно извршавање упутстава.

- Координира редослијед кретања података у, ван и између многих процесорских подјединица.

- Регулише и контролише синхронизацију извршних јединица, попут аритметичке логичке јединице, и спремишта података и регистара који се налазе у процесору.

- Шаље и прима контролне сигнале на друге рачунарске уређаје.

- Усмерава и контролише проток података кроз различите области рачунара.

Референце

1. Техопедиа (2019). Управљачка јединица (ЦУ). Преузето са: роофпедиа.цом.
2. Цомпутер Хопе (2017). Контролна јединица. Преузето са: цомпутерхопе.цом.
3. Геекс за Геекс (2019). Организација рачунара: Хард-в / в микропрограмирана контролна јединица Преузето са: геексфоргеекс.орг.
4. Геекс за Геекс (2019). Увођење контролне јединице и њен дизајн Преузето са: геексфоргеекс.орг.
5. Википедија, бесплатна енциклопедија (2019). Контролна јединица. Преузето са: ен.википедиа.орг.