控制單元是中央處理器(CPU)的子部件,它管理著計算機中所有在這一區域執行的操作。它負責從計算機、指令和數據中獲取各種輸入,并告訴處理器如何處理它們。由于CPU被認為是計算機的大腦,它有時被稱為大腦中的大腦。根據CPU...
控制單元是中央處理器(CPU)的子部件,它管理著計算機中所有在這一區域執行的操作。它負責從計算機、指令和數據中獲取各種輸入,并告訴處理器如何處理它們。由于CPU被認為是計算機的大腦,它有時被稱為大腦中的大腦。根據CPU結構的不同,控制單元可能有不同的任務要執行。

安裝在主板上的雙核CPU。
控制單元實際上是由幾個子部件組成的。在硬接線時代,所有這些線路和電路組成了一個被稱為有限狀態機的系統,一個用于指導計算機操作的系統。獨立的電路負責對指令進行解碼和編碼,當其他人處理邏輯或計算CPU的指令時,一切都按順序發生,其中邏輯電路將被翻轉一個或另一個方向,以將指令指向存儲器。

一臺計算機;視頻卡可能含有微碼。
一條指令被獲取和解碼,然后需要按順序執行,一個接一個直到完成。在舊的CPU中,指令必須經過整個過程并在下一個開始之前完成計算。為了加快處理速度,現代CPU使用所謂的管道,每一步都是管道的一部分,當一條指令在管道的執行部分時,另一條已經在解碼階段,另一條正在被獲取為了處理所有這些,控制單元還需要扮演多路復用器的角色,因為它接收多個輸入或輸出,并將它們導入和輸出到管道中。
隨著計算機CPU的不斷進步,其中的大部分都發生了巨大的變化。微代碼的使用,微型程序的特殊功能,CPU上的高速只讀存儲器取代了舊的硬接線電路。這些低級程序代替了耗時的工作,即對控制單元進行物理布線,并簡化了對CPU體系結構的更改。在CPU設計階段創建的控制單元自定義編寫的微程序,是什么使一種特定類型的CPU的體系結構成為可能。
一般來說,控制單元的大部分職責取決于CPU體系結構。有些可能只是獲取、解碼、協調執行和指導指令的輸出。其他一些則可能具有涉及翻譯的額外職責,在這種情況下,控制單元可以進一步分解成簡潔的組件,比如一個單獨的調度單元,或者一個負責組織和存儲來自算術邏輯單元(ALU)的結果的退役單元。