电脑控制器是什么

硬连线控制器，又称为组合逻辑控制器，与微程序控制器共同构成计算机通用的两大类控制器。硬连线控制器是早期计算机唯一可用的方案，当前在RISC结构的计算机、追求特高性能的计算机中也被普遍选用。它的基本运行原理，是使用大量的组合逻辑门线路，直接提供出控制计算机各功能部件协同运行所需要的控制信号。这些门电路的输入信号是指令操作码、指令执行步骤编码、或许还有其他的控制条件，其输出的一批信号就是提供给计算机各功能部件的控制信号。

硬连线控制器的一般组成 ,即程序计数器PC、指令寄存器IR、全部控制信号产生部件，只是指令执行步骤标记明确为节拍发生器，它提供严格的时序信号给控制信号产生部件，从而对各种操作实施时间上的控制。

1．从计算机执行程序的层次

程序是机器指令的一个序列，因此，计算机硬件应能自动地、连续地执行程序中的每一条指令，核心问题在于应该按指令的执行次序，自动地逐条从内存储器读出每一条指令，（接着分析和执行这条指令），程序计数器PC在这一过程中起到关键作用，它保存一条指令在内存中的地址，服务于到内存中读取指令。它的自行增量功能用于形成相邻的下一条指令的地址，而通过接收新的指令（例如转移指令）的地址来改变指令的执行顺序，这两种办法确保计算机能自动地、连续地执行程序中的每一条指令。

从内存储器读出来的指令内容将经过数据总线传送到指令寄存器IR，以便在这条指令执行的整个过程中，由IR来提供这条指令的主要内容（指令操作码和形式地址等）。

2．从计算机执行一条指令的层次

每条指令都是在取指-译码-执行的循环中完成的，即执行每一条指令，通常都要经过读取指令，分析指令，执行这条指令规定的具体操作功能等几个操作步骤。设计硬连线控制器或微程序控制器，都要经过如下几个步骤。

① 划分每一条指令的执行步骤，设计每一条指令的每一个执行步骤的具体操作功能；

② 确定在实现这些操作功能时，计算机各功能部件要求使用哪些控制信号；

③ 需要选用什么逻辑线路，采用什么处理方案，来分步骤地形成并向计算机各功能部件提供出这些控制信号。

在完成划分指令执行步骤的设计之后，需要有办法区分、表示这些执行步骤。在硬连线控制器中，使用节拍发生器timing来区分指令不同的执行步骤，它是由几个触发器电路实现的典型的时序逻辑电路，提供指令每一个执行步骤的节拍状态信号，用节拍状态变换来标明一条指令的执行步骤的次序关系。

在确定计算机各功能部件要求使用哪些控制信号时，依据的是这些需要控制的功能部件本身的组成和运行的控制需求。对硬连线的控制器方案，就必须选用组合逻辑的门线路来形成并提供出全部的时序控制信号，这是由控制信号形成部件CU分担的。它依据正处在执行过程中的指令的操作码（保存在指令寄存器IR中），当前指令所处的执行步骤（由节拍发生器的节拍状态标记），和某个（些）判别条件（例如ALU运算结果是否为0）等作为输入信号，用与—或两级组合逻辑门电路直接、快速地形成本节拍用到的全部控制信号，并送到计算机的各功能部件。在这些信号的控制下，计算机各功能部件会完成预期的操作功能。