Home » Articole » RO » Calculatoare » Componentele calculatorului – Unitatea de control

Componentele calculatorului – Unitatea de control

postat în: Calculatoare 0

Mips32 addi.svg
(Diagramă arătând cum o anumită instrucțiune cu arhitectura MIPS este decodificată de către sistemul de control)

Un calculator de uz general are patru componente principale: unitatea logică aritmetică (ALU), unitatea de control, memoria, și dispozitive de intrare și ieșire (denumite colectiv I/O). Aceste piese sunt interconectate prin bus-uri, de multe ori făcut din grupuri de fire.

În interiorul fiecărei dintre aceste părți sunt mii de trilioane de circuite electrice mici, care pot fi oprite sau pornite prin intermediul unui comutator electronic. Fiecare circuit reprezintă un bit (binary digit) de informații, astfel încât atunci când circuitul este pornit reprezintă un “1”, iar când este oprit, reprezintă un “0” (în reprezentare logică pozitivă). Circuitele sunt aranjate în porți logice, astfel încât una sau mai multe dintre linii pot controla starea unuia sau mai multora dintre celelalte circuite.

Unitatea de control, regiştrii, și dispozitivele de bază I/O (și de multe ori şi alte componente hardware în strânsă legătură cu acestea) sunt denumite colectiv drept o unitate centrală de procesare (CPU). Procesoare timpurii erau compuse din mai multe componente separate, dar încă de la mijlocul anilor 1970 procesoarele erau de obicei construite pe un singur circuit integrat numit microprocesor.

Unitatea de control

Unitatea de control (adesea numită sistem de control sau controler central) gestionează diversele componente ale calculatorului; citește și interpretează (decodifică) instrucțiunile de program, transformându-le într-o serie de semnale de control care activează alte părți ale calculatorului. Sisteme de control ale calculatoarelor avansate pot schimba ordinea la unele instrucțiuni pentru a îmbunătăți performanța.

O componentă cheie comună pentru toate procesoarele este contorul de program, o celulă de memorie specială (un registru) care ține evidența locaţiei din memorie de unde trebuie să fie citită următoarea instrucțiune.

Funcția sistemului de control este următoarea – rețineți că aceasta este o descriere simplificată, iar unele dintre aceste etape pot fi efectuate simultan sau într-o ordine diferită în funcție de tipul de CPU:

  1. Citeşte codul pentru următoarea instrucțiune de la celula indicată de contorul de program.
  2. Decodifică codul numeric pentru instrucţiune într-un set de comenzi sau semnale pentru fiecare dintre celelalte sisteme.
  3. Incrementează contorul de program astfel încât să arate următoarea instrucțiune.
  4. Citeşte orice date solicitate de instrucțiuni de la celulele din memorie (sau, poate, de la un dispozitiv de intrare). Locul de amplasare a acestor date necesare este de obicei stocat în codul de instrucțiuni.
  5. Furnizează datele necesare pentru o ALU sau registru.
  6. Dacă instrucțiunea solicită completarea unei ALU sau hardware specializat, se instruieşte hardware să efectueze operațiunea solicitată.
  7. Scrie rezultatul de la ALU înapoi la o locație de memorie sau un registru sau, poate, un dispozitiv de ieșire.
  8. Mergi înapoi la pasul (1).

Din moment ce contorul de program este (conceptual) doar un alt set de celule de memorie, acesta poate fi schimbat prin calcule efectuate în ALU. Adăugând 100 la contorul de program ar putea determina ca următoarea instrucțiune să fie citită dintr-un loc cu 100 de locații mai jos în program. Instrucțiunile care modifică contorul de program sunt de multe ori cunoscut sub numele de “salturi”, și permite bucle (instrucțiuni care se repetă de calculator), precum și executarea de instrucțiuni adesea condiționată (ambele exemple ale fluxului de control).

Secvența de operațiuni prin care unitatea de control trece pentru a procesa o instrucțiune este în sine ca un program de calculator scurt, și într-adevăr, în unele modele CPU mai complexe există un alt calculator mai mic numit un microsequencer, care rulează un program de microcod care face ca toate aceste evenimente să se întâmple.

Traducere din Wikipedia

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *