
【计】 computer control unit
计算机控制器(Computer Controller)是计算机系统中负责协调、管理和执行指令的核心硬件组件,其功能涵盖指令解析、时序同步及设备协调。根据《英汉计算机技术大辞典》定义,控制器通过读取程序指令并转换为电信号,驱动运算器、存储器及输入/输出设备协同工作。
在计算机架构中,控制器分为中央处理器(CPU)内的控制单元(Control Unit)和独立的外部设备控制器两类。前者通过程序计数器(PC)和指令寄存器(IR)实现指令周期管理(取指-解码-执行),后者如磁盘控制器或网络接口卡(NIC)则专用于特定外设的信号转换。国际电气与电子工程师协会(IEEE)标准12207-2017明确指出,现代控制器普遍采用微程序控制技术,通过微指令序列实现复杂指令集的并行处理。
典型应用场景包括工业自动化中的可编程逻辑控制器(PLC),其通过IEC 61131-3标准定义的梯形图语言实现机械控制。牛津大学计算机科学系2023年的实验数据显示,采用RISC-V架构的开源控制器可将指令延迟降低至0.8ns级。
计算机控制器是计算机体系结构中的核心组件之一,主要负责协调、管理和控制计算机各部件的工作流程。以下是详细解释:
计算机控制器(Control Unit, CU)是中央处理器(CPU)的重要组成部分,属于冯·诺依曼架构中的核心控制模块。它通过解析指令并生成控制信号,指挥运算器、存储器、输入/输出设备等协同完成操作。
例如,执行一条加法指令时,控制器会依次完成以下操作:
计算机控制器是计算机的“指挥中心”,其设计直接影响系统性能和指令执行效率。现代控制器多采用微程序与硬连线结合的混合设计,以平衡速度与灵活性。
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