VADĪBAS BLOKS (SKAITĻOŠANA): KOMPONENTI, FUNKCIJAS - TEHNOLOĢIJAS - 2025

Vadības bloks ir digitālā ķēdes, kas regulē darbības un rokturus visus kontroles signālus datora procesoru. Tas ļauj loģikas vienībai, atmiņai un ievades un izvades perifēriskajām ierīcēm zināt, kā replicēt komandas, kas saņemtas no programmas. Tātad tas maršrutē visu ieejas un izejas plūsmu, meklē programmas darbību kodu un virza citas vienības, nosūtot laika un vadības signālus.

Vadības bloks darbojas, pieņemot ievades datus, kurus tas pārveido vadības signālos un kurus pēc tam pārsūta centrālajam procesoram. Procesors dažādām ierīcēm pasūta, kādas darbības veikt.

Avots: pixabay.com

Šī vienība ir procesora sastāvdaļa, kas darbojas kā jūsu smadzenes, ģenerējot instrukcijas gandrīz visām operācijām un nodrošinot to pareizu izpildi.

Ierīču piemēri, kas izmanto vadības blokus, ir centrālais procesors (CPU) un grafikas apstrādes bloks (GPU).

Komponenti

Lai veiktu darbību, CPU vadības blokam ir jāražo nepieciešamais vadības signāls pareizajā secībā. Ir divas pieejas, kuras izmanto, lai ģenerētu šos vadības signālus pareizajā secībā.

Integrēta vienība

Vadības bloku veido loģiski vārti, flip-flops, digitālās shēmas, kodētāji un dekodētāji, kas ir stingri savienoti.

To var uzskatīt par stāvokļa aparatūru, kas katrā pulksteņa ciklā atšķiras atkarībā no stāvokļa atkarībā no instrukcijas reģistra satura un ārējām ieejām.

Šī stāvokļa aparāta izeja ir vadības signāli. Šīs mašīnas veikto darbību secību nosaka loģisko elementu vadu savienojums. Šī iemesla dēļ to sauc par "integrētu".

Dizains ir balstīts uz īpašu arhitektūru. Ja nepieciešamas izmaiņas instrukciju komplektā, jāmaina vadi un ķēde.

Tas ir pamats samazinātai komandu kopas skaitļošanas (RISC) arhitektūrai, kurai ir tikai neliels skaits instrukciju.

Vadības signāli

Kontroles signāli ir nepieciešami operāciju izpildes vadīšanai. Tos izplata ar skaidri izstrādātām loģiskām shēmām, kurās signāla ģenerēšanas metodi nevar modificēt bez fiziskām shēmas struktūras izmaiņām.

Kontroles signāli operācijas veikšanai jāpārraida nevis vienā brīdī, bet visā laika posmā, kas atbilst instrukcijas izpildes ciklam.

Instrukcijas opods satur pamatinformāciju vadības signāla pārraidīšanai.

Instrukciju dekodētājs

Opcijs tiek dekodēts instrukcijas dekodētājā. To veido dekodētāju komplekts, kas atšifrē dažādus instrukcijas darbības koda laukus.

Instrukciju dekodētājs ļauj vadības blokam ievadīt pirmo stāvokli, kas saistīts ar jaunās operācijas izpildi, un tas ilgst tik ilgi, kamēr laika signāli un citi ieejas signāli paliek nemainīgi.

Jebkura iepriekšminētā signāla maiņa liek mainīt vadības ierīces stāvokli.

Tā rezultātā dažas līnijas, kas iziet no komandu dekodētāja, signālā iegūst vērtības. Šīs līnijas ir savienotas ar vadības signāla ģeneratora ierīci dažādām datora vienībām.

Atkārtojot šo fāžu organizāciju, vadības blokā tiek strukturēta atbilstoša iekšējo stāvokļu secība.

Kad vadības blokā pienāk jauna instrukcija, iegultās vienības ir sākotnējā stāvoklī, lai izgūtu jauno instrukciju.

Mikroprogrammēta vienība

Šīs pieejas būtiskā atšķirība attiecībā uz integrēto vienību ir vadības krātuves esamība, kuru izmanto, lai saglabātu mikroprogrammas, kurās ir kodēti vadības signāli, kas nepieciešami operācijas veikšanai.

Instrukcijas darbības kods netiks atšifrēts, lai nekavējoties izveidotu vadības signālu, bet tiks norādīta vadības veikalā glabātās mikroprogrammas adrese.

Tas ir, vadības signāli, kas pievienoti kopā ar instrukcijām, tiek glabāti īpašās atmiņas šūnās kā nomaināma programmaparatūra.

Mikroprogrammētais vadības bloks ir lēnāks nekā iebūvētais, pateicoties laikam, kas nepieciešams, lai atjaunotu atmiņas blokā atrastās darbības.

Iespējas

Vadības bloka pienākums ir informēt datora ievades un izvades ierīces, galveno atmiņu un loģiski aritmētisko vienību, kā atkārtot procesoram izsniegtās darbības.

Programmas darbības tiek ievietotas atmiņā un nogādātas procesora reģistrā. Atkarībā no tā, ko šajā reģistrā ietilpst, vadības bloks rada signālu, kas uzrauga šo darbību izpildi.

Atkarībā no darbības veida, kuru ievadāt vadības blokā, jūs varētu mainīt ģenerēto secīgo darbību skaitu un secību, lai atlasītu un konfigurētu CPU daļas, kuras tiks izmantotas operācijas mērķa sasniegšanai, neatkarīgi no tā, vai tā tiek pārvietota, pārveidota vai saglabāt datus.

Šis dekodēšanas darbību process tiek veikts vēlreiz, kad skaitītājs tiek palielināts līdz nākamajai programmas saglabātajai adresei. No šīs adreses jaunā darbība tiek ievadīta vadības blokā utt. Līdz programmas beigām.

Ilustrācija

Funkcijas, kuras veic vadības bloks, būs atkarīgas no centrālā procesora veida, jo pastāv atšķirības dažādu zīmolu struktūrā. Šī diagramma parāda, kā tiek apstrādāti norādījumi programmā.

Avots: Autors Kapooht - Pašu darbs, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25789639

- Veic vairākus uzdevumus, piemēram, instrukciju meklēšanu un izguvi, dekodēšanu, izpildes pārvaldību un rezultātu saglabāšanu.

- Tas saņem ārējas instrukcijas vai komandas, kuras tas pārveido vadības signālu secībā.

- Interpretējiet instrukcijas.

- Kontrolē secīgu komandu izpildi.

- Koordinē datu kustības secību iekšā, ārā un starp daudzajām procesora apakšvienībām.

- Regulē un kontrolē izpildes vienību, piemēram, aritmētisko loģisko vienību, un procesora datu krātuvju un reģistru sinhronizāciju.

- Nosūta un saņem vadības signālus citām skaitļošanas ierīcēm.

- Virza un kontrolē datu plūsmu caur dažādiem datora apgabaliem.

Atsauces

1. Tehnopēdija (2019). Vadības bloks (CU). Paņemts no: limitspedia.com.
2. Datora cerība (2017). Kontroles vienība. Paņemts no: computerhope.com.
3. Geeks Geeksam (2019). Datoru organizācija: vadu v / s mikroprogrammēts vadības bloks, ņemts no: geeksforgeeks.org.
4. Geeks Geeksam (2019). Vadības bloka un tā dizaina ieviešana. Iegūts no: geeksforgeeks.org.
5. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija (2019). Kontroles vienība. Iegūts no: en.wikipedia.org.