控制单元 (计算机)

控制单元(Control Unit),有时为CPU一部分,有时安装于CPU外部,负责指挥CPU工作。通过该设备的运行来控制其他设备的活动,也被视作有限状态自动机的一种。

CPU的控制单元曾经只被当成暂时性的通路,其设计十分困难。 目前的控制单元多采用被包含于存储控制器微程序加工制造。工作时由微型测序器选定微程序代码,其各字节即负责控制计算机的各个部分。诸如寄存器算术逻辑单元指令寄存器总线,甚至芯片外部的输入输出均在其掌控之中。在当前的计算机中,各子系统分别拥有隶属于控制单元的控制器,由这些控制器监督各子系统工作。

大多数计算机资源都由控制单元CU管理,其引导在CPU和其他设备间的指令流向,约翰·冯·诺伊曼将其归为冯·诺伊曼结构。在现代CPU的设计中,控制单元通常是CPU的一部分,其整体作用和操作自生产以来就不会改变。

控制单元的种类

无论何种控制单元,原理均为由控制单元发出控制信号,通过该信号对CPU各部加以控制。控制单元大体分为以下两类。

  • 微程序式,由微程序读取和发出控制信号。通过被称为微型测序器的简单数字通路(微型电脑)对微程序加以执行。
  • 硬件型控制单元。由数字通路直接发出控制信号。由于集成电路的规模化及设计技术的进步,此种控制单元已成为可能。

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