Ce este o unitate de control?

O unitate de control este subcomponenta unității centrale de procesare (CPU) care gestionează toate acțiunile efectuate în această zonă într-un computer. Este responsabil pentru preluarea diferitelor intrări de la computer, instrucțiuni și date și să-i spună procesorului ce să facă cu ele. Deoarece procesorul este considerat creierul computerului, uneori este denumit creierul din creier. În funcție de arhitectura procesorului, unitatea de control poate avea sarcini variate de efectuat.

Unitatea de control este de fapt alcătuită din mai multe subcomponente. În timpul zilelor cablate, toate aceste cablaje și circuite au format ceea ce se numește o mașină cu stări finite, un sistem având un scop singular în direcționarea operațiunilor computerului. Circuite separate erau responsabile pentru decodarea și codificarea instrucțiunilor, în timp ce altele se ocupau de logica sau de numărarea instrucțiunilor la care lucra CPU. Totul s-a întâmplat în ordine, unde circuitele logice ar fi inversate într-un fel sau altul pentru a direcționa instrucțiunile către stocare.

O instrucțiune este preluată și decodificată și apoi trebuie executată în ordine, una după alta până la finalizare. În procesoarele mai vechi, instrucțiunea ar trebui să parcurgă întregul proces și să termine calculul înainte de a începe următorul. Pentru a accelera procesarea, procesoarele moderne folosesc ceea ce se numesc conducte, unde fiecare pas face parte din conductă. În timp ce o instrucțiune se află în partea de execuție a conductei, alta este deja în faza de decodare și alta este preluată. Pentru a gestiona toate acestea, unitatea de control trebuia să îndeplinească și rolul unui multiplexor, prin aceea că preia mai multe intrări sau ieșiri și le direcționează în și în afara conductei.

Pe măsură ce procesoarele computerelor au continuat să avanseze, multe dintre acestea s-au schimbat dramatic. Utilizarea microcodului, programe minuscule care se află în memorie specială, de mare viteză, doar pentru citire, pe CPU, a luat locul vechiului circuit cablat. Aceste programe de nivel scăzut au preluat sarcina consumatoare de timp de a recabla fizic o unitate de control și au simplificat modificările aduse arhitecturii procesorului. Microprogramele personalizate ale unității de control, create în timpul fazei de proiectare a CPU, sunt cele care permit arhitectura unui anumit tip de CPU.

În general, multe dintre responsabilitățile unității de control depind de arhitectura CPU. Unii pot pur și simplu să preia, să decodeze, să coordoneze execuția și să direcționeze ieșirea instrucțiunilor. Alții pot avea responsabilități suplimentare care implică traducerea, ceea ce poate încetini CPU-ul. În aceste cazuri, unitatea de control poate fi împărțită suplimentar în componente succinte, cum ar fi o unitate de planificare separată sau o unitate de pensionare care se ocupă de organizarea și stocarea rezultatelor din unitatea logică ritmetică (ALU).