Cos'è un'unità di controllo?
Un'unità di controllo è il sottocomponente dell'unità di elaborazione centrale (CPU) che gestisce tutte le azioni eseguite in quest'area in un computer.È responsabile di prendere i vari input dal computer, istruzioni e dati e dire al processore cosa fare con loro.Poiché la CPU è considerata il cervello del computer, a volte viene definito il cervello all'interno del cervello.A seconda dell'architettura delle CPU, l'unità di controllo può avere compiti vari da eseguire.
L'unità di controllo è effettivamente costituita da diversi sottocomponenti.Durante i giorni cablati, tutto questo cablaggio e circuiti costituivano ciò che è noto come una macchina a stato finito, un sistema con uno scopo singolare nel dirigere le operazioni del computer.I circuiti separati erano responsabili della decodifica e della codifica istruzioni, mentre altri gestivano la logica o contavano le istruzioni su cui la CPU ha lavorato.Tutto è accaduto in ordine, in cui i circuiti logici verrebbero lanciati in un modo o nell'altro per dirigere le istruzioni allo stoccaggio.
Un'istruzione viene recuperata e decodificata, quindi deve essere eseguita in ordine, una dopo l'altra fino al completamento.Nelle CPU più vecchie, l'istruzione dovrebbe passare attraverso l'intero processo e terminare il calcolo prima dell'inizio del prossimo.Per accelerare l'elaborazione, le CPU moderne usano quelle che sono chiamate condutture, dove ogni passaggio fa parte della pipeline.Mentre un'istruzione è nella parte di esecuzione della pipeline, un'altra è già nella fase di decodifica e un'altra viene recuperata.Per gestire tutto ciò, l'unità di controllo doveva anche svolgere il ruolo di un multiplexer, in quanto prende più input o uscite e li dirige dentro e fuori dalla pipeline.
Mentre le CPU del computer hanno continuato ad avanzare, gran parte di questo è cambiato radicalmente.L'uso di microcodie, piccoli programmi che si trovano in una memoria speciale di sola lettura ad alta velocità sulla CPU, ha preso il posto dei vecchi circuiti cablati.Questi programmi di basso livello hanno assunto il lavoro che richiede tempo di rielaborare fisicamente un'unità di controllo e semplificare le modifiche all'architettura delle CPU.I microprogrammi personalizzati dell'unità di controllo, creati durante la fase di progettazione delle CPU, sono ciò che consente all'architettura di un particolare tipo di CPU.
In generale, gran parte delle responsabilità delle unità di controllo dipendono dall'architettura della CPU.Alcuni possono semplicemente prendere, decodificare, coordinare l'esecuzione e dirigere l'output delle istruzioni.Altri possono avere ulteriori responsabilità che coinvolgono la traduzione, che possono rallentare la CPU.In questi casi, l'unità di controllo può essere ulteriormente divisa in componenti succinti, come un'unità di pianificazione separata o un'unità di pensionamento che si occupa dell'organizzazione e della memorizzazione dei risultati dall'unità logica ritmetica (ALU).