नियंत्रण इकाई एक डिजिटल सर्किट है कि एक कंप्यूटर के प्रोसेसर के भीतर संचालन और हैंडल सभी नियंत्रण संकेत को नियंत्रित करता है। यह तर्क इकाई, मेमोरी और इनपुट और आउटपुट बाह्य उपकरणों को यह जानने की अनुमति देता है कि किसी प्रोग्राम से प्राप्त कमांड को कैसे दोहराया जाए। इसलिए यह सभी इनपुट और आउटपुट फ्लो को रूट करता है, प्रोग्राम ऑपरेशंस के लिए कोड दिखता है, और टाइमिंग और कंट्रोल सिग्नल भेजकर अन्य यूनिट्स को निर्देश देता है।
एक नियंत्रण इकाई इनपुट डेटा को स्वीकार करके काम करती है, जिसे वह नियंत्रण संकेतों में बदल देता है और जिसे बाद में केंद्रीय प्रोसेसर में स्थानांतरित कर दिया जाता है। प्रोसेसर विभिन्न उपकरणों को आदेश देता है कि कौन सा ऑपरेशन करना है।
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यह इकाई प्रोसेसर का घटक है जो आपके मस्तिष्क के रूप में कार्य करता है, लगभग सभी कार्यों के लिए निर्देश पैदा करता है और यह सुनिश्चित करता है कि उन्हें सही तरीके से निष्पादित किया जाता है।
नियंत्रण इकाइयों का उपयोग करने वाले उपकरणों के उदाहरण केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू) और ग्राफिक्स प्रसंस्करण इकाई (जीपीयू) हैं।
अवयव
एक कार्रवाई को निष्पादित करने के लिए, सीपीयू नियंत्रण इकाई को उचित अनुक्रम में आवश्यक नियंत्रण संकेत का उत्पादन करना चाहिए। दो दृष्टिकोण हैं जो सही अनुक्रम में इन नियंत्रण संकेतों को उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
एकीकृत इकाई
नियंत्रण इकाई तर्क गेट्स, फ्लिप-फ्लॉप, डिजिटल सर्किट, एनकोडर और डिकोडर से बना है, जो एक स्थापित तरीके से वायर्ड हैं।
इसे एक राज्य तंत्र के रूप में माना जा सकता है, जो कि निर्देश घड़ी की सामग्री और बाहरी आदानों के आधार पर, प्रत्येक घड़ी चक्र में राज्य से अलग-अलग होता है।
इस राज्य उपकरण का उत्पादन नियंत्रण संकेत है। इस मशीन द्वारा किए गए संचालन का क्रम तर्क तत्वों के तारों द्वारा निर्धारित किया जाता है। इस कारण से इसे "एकीकृत" कहा जाता है।
डिजाइन एक विशिष्ट वास्तुकला पर आधारित है। जब निर्देश सेट में परिवर्तन की आवश्यकता होती है, तो तारों और सर्किट में परिवर्तन किया जाना चाहिए।
यह कम निर्देश सेट कंप्यूटिंग (RISC) वास्तुकला के लिए आधार है, जिसमें केवल कम संख्या में निर्देश हैं।
संकेतों पर नियंत्रण रखें
संचालन के निष्पादन को निर्देशित करने के लिए नियंत्रण संकेत आवश्यक हैं। वे स्पष्ट रूप से डिज़ाइन किए गए लॉजिक सर्किट द्वारा प्रसारित किए जाते हैं, जिसमें सर्किट संरचना में भौतिक परिवर्तन के बिना सिग्नल जेनरेशन विधि को संशोधित नहीं किया जा सकता है।
किसी ऑपरेशन को करने के लिए नियंत्रण संकेतों को समय पर एक बिंदु पर नहीं, बल्कि अनुदेश निष्पादन चक्र के अनुरूप पूरे समय अवधि में प्रसारित किया जाना चाहिए।
एक निर्देश के ओपकोड में नियंत्रण संकेत प्रसारित करने के लिए बुनियादी जानकारी शामिल है।
निर्देश डिकोडर
निर्देश डिकोडर में ओपकोड डिकोड किया गया है। यह डिकोडर्स के एक सेट से बना है जो निर्देश के ऑपरेशन कोड के विभिन्न क्षेत्रों को डिकोड करता है।
निर्देश डिकोडर नियंत्रण इकाई को नए ऑपरेशन के निष्पादन से जुड़े पहले राज्य में प्रवेश करने की अनुमति देता है, जो लंबे समय तक रहता है जब तक कि समय सिग्नल और अन्य इनपुट सिग्नल अपरिवर्तित रहते हैं।
उपरोक्त संकेतों में से किसी में परिवर्तन नियंत्रण इकाई की स्थिति को बदलने का संकेत देता है।
नतीजतन, निर्देश डिकोडर से निकलने वाली कुछ लाइनें सिग्नल में मान प्राप्त करती हैं। ये लाइनें कंप्यूटर की विभिन्न इकाइयों के लिए कंट्रोल सिग्नल जनरेटर डिवाइस के साथ युग्मित हैं।
इन चरणों के संगठन को दोहराकर, आंतरिक राज्यों के उचित आदेश को नियंत्रण इकाई में संरचित किया जाता है।
जब कोई नया निर्देश नियंत्रण इकाई में आता है, तो एम्बेडेड निर्देश नई अनुदेश को पुनः प्राप्त करने के लिए प्रारंभिक अवस्था में होते हैं।
माइक्रोप्रोग्राम्ड इकाई
एकीकृत इकाई के संबंध में इस दृष्टिकोण का आवश्यक अंतर एक नियंत्रण स्टोर का अस्तित्व है, जिसका उपयोग माइक्रोप्रोग्राम को स्टोर करने के लिए किया जाता है जिसमें एक ऑपरेशन के निष्पादन के लिए आवश्यक कोडित नियंत्रण संकेत शामिल होते हैं।
निर्देश का संचालन कोड तुरंत नियंत्रण संकेत बनाने के लिए डिकोड नहीं किया जाना है, लेकिन नियंत्रण स्टोर में संग्रहीत माइक्रोप्रोग्राम का पता इंगित किया जाएगा।
यही है, निर्देशों के साथ जुड़े नियंत्रण संकेतों को विशेष मेमोरी कोशिकाओं में बदली फर्मवेयर के रूप में संग्रहीत किया जाता है।
माइक्रोप्रोग्राम्ड कंट्रोल यूनिट मेमोरी यूनिट में पाए जाने वाले ऑपरेशंस को रिस्टोर करने में लगने वाले समय की वजह से बिल्ट-इन यूनिट की तुलना में धीमी होती है।
विशेषताएं
इनपुट और आउटपुट डिवाइस, मुख्य मेमोरी और कंप्यूटर की तार्किक-अंकगणितीय इकाई को प्रोसेसर को जारी किए गए कार्यों को कैसे दोहराया जाए, इसकी सूचना देना कंट्रोल यूनिट की जिम्मेदारी है।
स्मृति में कार्यक्रम संचालन हो जाता है और उन्हें प्रोसेसर रजिस्टर में ले जाता है। इस रजिस्टर में क्या शामिल है, इसके आधार पर, नियंत्रण इकाई एक संकेत बनाता है जो इन कार्यों के प्रदर्शन की निगरानी करता है।
नियंत्रण इकाई में आपके द्वारा दर्ज किए जाने वाले ऑपरेशन के प्रकार के आधार पर, आप सीपीयू के उन हिस्सों को चुनने और कॉन्फ़िगर करने के लिए उत्पन्न अनुक्रमिक चरणों की संख्या और क्रम को बदल सकते हैं, जिनका उपयोग ऑपरेशन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए किया जाएगा, इसे संशोधित करें या डेटा स्टोर करें।
डिकोडिंग ऑपरेशंस की यह प्रक्रिया फिर से की जाती है क्योंकि काउंटर प्रोग्राम के अगले सहेजे गए पते पर बढ़ा हुआ है। उस पते से नया ऑपरेशन कंट्रोल यूनिट में दर्ज किया जाता है, और इसी तरह कार्यक्रम के अंत तक।
चित्रण
एक नियंत्रण इकाई जो कार्य करता है वह विभिन्न ब्रांडों के बीच संरचना में मौजूदा असमानताओं के कारण सीपीयू के प्रकार पर निर्भर करेगा। निम्नलिखित चित्र दिखाता है कि किसी प्रोग्राम में निर्देशों को कैसे संसाधित किया जाता है।
स्रोत: कपोहट द्वारा - खुद का काम, CC BY-SA 3.0, - कई कार्यों को संभालता है, जैसे कि निर्देशों की खोज और पुनर्प्राप्ति, डिकोडिंग, निष्पादन का प्रबंधन और परिणामों का भंडारण।
- यह बाहरी निर्देशों या आदेशों को प्राप्त करता है जो इसे नियंत्रण संकेतों के अनुक्रम में परिवर्तित करता है।
- निर्देशों की व्याख्या।
- निर्देशों के क्रमिक निष्पादन को नियंत्रित करता है।
- कई प्रोसेसर उप-इकाइयों के बीच, बाहर और भीतर डेटा आंदोलनों के अनुक्रम का निर्देशन करता है।
- निष्पादन इकाइयों के अंकन, जैसे अंकगणितीय तार्किक इकाई और प्रोसेसर में निहित डेटा स्टोर और रजिस्टर को नियंत्रित और नियंत्रित करता है।
- अन्य कंप्यूटिंग डिवाइसों पर नियंत्रण संकेत भेजता और प्राप्त करता है।
- कंप्यूटर के विभिन्न क्षेत्रों के माध्यम से डेटा के प्रवाह को निर्देशित और नियंत्रित करता है।
संदर्भ
- Techopedia (2019)। नियंत्रण इकाई (सीयू)। से लिया गया: छतपीडिया.कॉम।
- कंप्यूटर होप (2017)। नियंत्रण विभाग। से लिया गया: computerhope.com
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- Geeks for Geeks (2019)। नियंत्रण इकाई और इसके डिजाइन का परिचय। से लिया गया: geeksforgeeks.org
- विकिपीडिया, मुक्त विश्वकोश (2019)। नियंत्रण विभाग। से लिया गया: en.wikipedia.org