VALDYMO BLOKAS (SKAIČIAVIMAS): KOMPONENTAI, FUNKCIJOS - TECHNOLOGIJA - 2025

Valdymo blokas yra skaitmeninis grandinė, kuri reguliuoja operacijas ir rankenos visas valdymo signalus per kompiuterio procesorius. Tai leidžia logikos blokui, atminčiai ir įvesties bei išvesties periferiniams įrenginiams žinoti, kaip atkartoti komandas, gautas iš programos. Taigi, jis nukreipia visą įvesties ir išvesties srautus, ieško programos operacijų kodo ir nukreipia kitus blokus siųsdamas laiko ir valdymo signalus.

Valdymo blokas veikia priimdamas įvesties duomenis, kuriuos jis paverčia valdymo signalais ir kurie vėliau perduodami centriniam procesoriui. Procesorius užsako įvairius įrenginius, kokias operacijas atlikti.

Šaltinis: pixabay.com

Šis įrenginys yra procesoriaus komponentas, veikiantis kaip jūsų smegenys, generuojantis beveik visų operacijų instrukcijas ir užtikrinantis, kad jos būtų vykdomos teisingai.

Įtaisų, naudojančių valdymo blokus, pavyzdžiai yra centrinis procesorius (CPU) ir grafikos procesorius (GPU).

Komponentai

Norėdami atlikti veiksmą, centrinio procesoriaus valdymo blokas turi pateikti reikiamą valdymo signalą tinkama seka. Yra du būdai, kurie naudojami generuoti šiuos valdymo signalus teisinga seka.

Integruotas vienetas

Valdymo bloką sudaro loginiai vartai, atvartai, skaitmeninės grandinės, kodavimo įrenginiai ir dekoderiai, kurie laidžiai sujungiami nustatytu būdu.

Tai gali būti laikoma būsenos aparatu, kuris kiekvienoje laikrodžio cikle skiriasi priklausomai nuo būklės, atsižvelgiant į komandų registro turinį ir išorinius įėjimus.

Šio būsenos aparato išėjimas yra valdymo signalai. Šios mašinos atliekamų operacijų seka nustatoma pagal loginių elementų laidus. Dėl šios priežasties jis vadinamas „integruotu“.

Dizainas yra paremtas specifine architektūra. Kai reikia pakeisti instrukcijų rinkinį, reikia pakeisti laidus ir grandinę.

Tai yra sumažintos komandų rinkinių skaičiavimo (RISC) architektūros, kurioje yra tik nedaug instrukcijų, pagrindas.

Valdymo signalai

Valdymo signalai yra būtini norint nukreipti operacijų vykdymą. Jie yra skleidžiami specialiai suprojektuotomis loginėmis schemomis, kuriose signalų generavimo metodo negalima modifikuoti fiziškai nepakeitus grandinės struktūros.

Valdymo signalai operacijai atlikti turi būti transliuojami ne vienu momentu, o per visą laiko tarpą, atitinkantį instrukcijos vykdymo ciklą.

Instrukcijos opcodas apima pagrindinę informaciją valdymo signalui perduoti.

Instrukcijų dekoderis

Opcodas dekoduojamas instrukcijų dekoderiu. Tai sudaro dekoderių, kurie iššifruoja skirtingus instrukcijos operacijos kodo laukus, rinkinys.

Instrukcijų dekoderis leidžia valdymo blokui įeiti į pirmąją būseną, susijusią su naujos operacijos vykdymu, kuri trunka tol, kol laiko signalai ir kiti įvesties signalai nesikeičia.

Pakeitus bet kurį iš aukščiau nurodytų signalų, reikia pakeisti valdymo bloko būseną.

Dėl to kai kurios linijos, išeinančios iš komandų dekoderio, įgyja signalo reikšmes. Šios linijos sujungtos su valdymo signalo generatoriaus įtaisu, skirtu skirtingiems kompiuterio blokams.

Kartojant šių fazių organizavimą, valdymo bloke struktūrizuojamas tinkamas vidinių būsenų išdėstymas.

Kai į valdymo bloką ateina nauja instrukcija, įterptiniai blokai yra pradinėje būsenoje, kad gautų naują nurodymą.

Mikroprogramuotas vienetas

Esminis šio požiūrio skirtumas integruotojo bloko atžvilgiu yra tai, kad yra valdymo saugykla, naudojama mikroprogramoms, turinčioms užkoduotus valdymo signalus, būtinus operacijai atlikti, laikyti.

Instrukcijos operacijos kodas neturi būti iššifruotas, kad iš karto būtų sukurtas valdymo signalas, tačiau nurodomas mikroprogramos, kuri saugoma valdymo saugykloje, adresas.

Tai yra, valdymo signalai, pridedami kartu su instrukcijomis, yra saugomi specialiose atminties ląstelėse kaip keičiama programinė įranga.

Mikroprogramuotas valdymo blokas yra lėtesnis nei įmontuotas, nes reikia laiko atkurti operacijas, rastas atminties įrenginyje.

funkcijos

Valdymo blokas privalo informuoti įvesties ir išvesties įrenginius, pagrindinę atmintį ir loginį aritmetinį kompiuterio vienetą, kaip atkartoti procesoriui suteiktas operacijas.

Sugeneruoja programos operacijas į atmintį ir perkelia jas į procesorių registrą. Priklausomai nuo to, ką apima šis registras, valdymo blokas sukuria signalą, kuris stebi šių operacijų atlikimą.

Priklausomai nuo operacijos tipo, kurį įvedate į valdymo bloką, galėtumėte pakeisti nuoseklių žingsnių, sugeneruotų tam, kad pasirinktų ir sukonfigūruotų CPU dalis, kurios bus naudojamos norint pasiekti operacijos tikslą, skaičių ir tvarką. arba saugoti duomenis.

Šis dekodavimo operacijų procesas atliekamas dar kartą, nes skaitiklis padidinamas iki kito išsaugoto programos adreso. Šiuo adresu nauja operacija įvedama į valdymo bloką ir taip toliau iki programos pabaigos.

Iliustracija

Funkcijos, kurias atlieka valdymo blokas, priklausys nuo procesoriaus tipo, atsižvelgiant į esamus skirtingų prekės ženklų struktūros skirtumus. Ši schema parodo, kaip apdorojamos programos instrukcijos.

Šaltinis: Autorius Kapooht - Nuosavas darbas, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25789639

- Atlieka kelias užduotis, tokias kaip instrukcijų paieška ir gavimas, dekodavimas, vykdymo valdymas ir rezultatų saugojimas.

- Jis gauna išorines instrukcijas ar komandas, kurias paverčia valdymo signalų seka.

- Aiškinkite instrukcijas.

- kontroliuoja nuoseklų instrukcijų vykdymą.

- Koordinuoja duomenų judėjimo seka, įeinant į išorę ir tarp daugelio procesoriaus dalių.

- Reguliuoja ir kontroliuoja vykdymo vienetų, tokių kaip aritmetinis loginis vienetas, ir duomenų saugyklų bei registrų, esančių procesoriuje, sinchronizavimą.

- siunčia ir priima valdymo signalus į kitus skaičiavimo įrenginius.

- Nurodo ir kontroliuoja duomenų srautą per skirtingas kompiuterio sritis.

Nuorodos

1. „Techopedia“ (2019 m.). Valdymo blokas (CU). Paimta iš: ribapedia.com.
2. Kompiuterinė viltis (2017). Valdymo blokas. Paimta iš: computerhope.com.
3. Geeks už Geeksą (2019). Kompiuterio organizavimas: laidinio v / s mikroprogramuotas valdymo blokas. Paimta iš: geeksforgeeks.org.
4. Geeks už Geeksą (2019). Įvadas į valdymo bloką ir jo dizainą. Paimta iš: geeksforgeeks.org.
5. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2019). Valdymo blokas. Paimta iš: en.wikipedia.org.