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简述计算机的控制器的功能和基本组成,简述计算机控制器的功能

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计算机硬件系统的各个功能部件及其链接

计算机硬件系统通常由运算器部件、控制器部件、存储器系统、输入设备和输出设备这5大部分组成。从图 可以看到计算机硬件系统的5大功能部件及其连接关系。虚线框内的是控制器部件,另外的4个实线框是其余的4个部件,它们通过数据总线、地址总线和控制总线连接在一起,主要连接关系简单说明如下:

(1)运算器部件通过数据总线和内存储器、输入和输出设备传送数据;

(2)输入和输出设备通过接口电路与总线相连接;

(3)内存储器、输入和输出设备从地址总线接收地址信息,从控制总线得到控制信号,通过数据总线与其他部件传送数据;

(4)控制器部件从数据总线接收指令信息,从运算器部件接收指令转移地址,送出指令地址到地址总线,还要向系统中各部件提供它们运行所需要的控制信号。

计算机 控制器 (组成 功能) 概述

控制器部件的功能与组成

作为五大功能部件之一的控制器的作用,是向整机系统的每个部件(包括控制器部件本身)提供它们协同运行所需要的控制信号。计算机的核心功能是提供连续执行指令的能力,而每一条指令往往又要分成几个执行步骤才得以完成。由此又可以说,控制器的基本功能,是依据当前正在执行的指令和它所处的执行步骤,形成并提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。

执行一条指令,通常总是要经过读取指令、分析指令、执行指令所规定的处理功能三个阶段才能完成,这是在控制器的控制下实现的;控制器还要保证计算机能按程序中设定的指令运行次序,自动地连续执行指令序列。为此,控制器部件必须由一些具有不同处理功能的逻辑线路(子部件)组成,图中也给出了控制器的基本组成,并且表明它在整机中的地位。

组成控制器的4个子部件是:

(1)程序计数器(PC),是用于提供指令在内存中的地址的部件,服务于读取指令,能执行内容增量和接收新的指令地址,用于给出下一条将要执行的指令的地址。

(2)指令寄存器(IR),是用于接收并保存从内存储器读出来的指令内容的部件,在执行本条指令的整个过程中,为系统运行提供指令本身的主要信息。

(3)指令执行的步骤标记线路,用于标记出每条指令的各个执行步骤的相对次序关系,保证每一条指令按设定的步骤序列依次执行。

(4)全部控制信号的产生部件,它依据指令操作码、指令的执行步骤(时刻),也许还有些另外的条件信号,来形成或提供出当前执行步骤计算机各个部件要用到的控制信号。计算机整机各硬件系统,正是在这些信号控制下协同运行,执行指令,产生预期的执行结果。

依据前述控制器最后两个组成部分的具体组成与运行原理不同,通常把控制器区分为硬连线控制器和微程序控制器两大类。

指令执行步骤

计算机在执行任何一条指令时都是在取指—译码—执行的循环中完成的,即执行每一条指令,通常都要经过从内存储器中读取指令,经过控制信号产生线路来分析指令,从而提供相关的控制信号,根据控制信号执行指令规定的具体操作功能等几个操作步骤。

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