[科普中国]-计算机控制器

内部结构

控制器内部的主要部件如下：

①指令寄存器：存放由存储器取得的指令。

②译码器：将指令中的操作码翻译成控制信号。

③时序节拍发生器：产生时序脉冲节拍信号，使计算机有节奏、有次序地工作。

④操作控制部件：将控制信号组合起来，控制各个部件完成相应的操作。

⑤指令计数器：计算并指出下一条指令的地址。1

工作过程(1)取指令。控制器的程序计数器(Program Counter，PC)中存放当前指令的地址。执行一条指令的第一步就是把该地址送到存储器的地址驱动器(罔巾没有面出)，按地址取出指令，送到指令寄存器(Instruction Register，IR)中。同时。PC自动加1。准备取下一条指令。

(2)分析指令。一条指令由两部分组成：一部分称为操作码(Opcration Code，OP)。指出该指令要进行什么操作；另一部分称为数据地址码，用于指出要对存放在哪个地址中的数据进行操作。在分析指令阶段，要将数据地址码送到存储器中取出需要的操作数到运算器。同时把OP送到指令译码部件，翻译成要对哪些部件进行哪些操作的信号，再通过操作控制逻辑，将指定的信号(和时序信号)送到指定的部件。

(3)发送操作控制信号。将有关操作控制信号，按照时序安排发送到相关部件，使有关部件在规定的节拍中完成规定的操作。2

功能(1)定序。组成程序的指令必须按照一定的顺序被执行，不能乱套。

(2)定时。电子计算机是一种复杂的机器，由众多的元件、部件组成，不同的信号经过的路径也不同。为了让这些元件、部件能协调工作，系统必须有一个统一的时间标准——时钟和节拍。计算机中的时钟和节拍是由一种振荡器提供的。振荡器的T作频率称为时钟频率。显然，时钟频率越高，计算机工作节拍越快。

定序与定时合起来称为定时序。

(3)操作控制。控制器应能按指令规定的内容，在规定的节拍向有关部件发出操作控制信号。2