执行一条指令,要经过读取指令、分析指令、执行指令所规定的处理功能三个阶段完成,控制器还要保证能按程序中设定的指令运行次序,自动地连续执行指令序列。

  为此,控制器组成中,必须有一个能提供指令在内存中的地址的部件,通称程序计数器(PC),服务于读取指令,并接收下条要执行的指令的地址。

  还要有一个能保存读来的指令内容的部件,通称指令寄存器(IR),以提供本指令执行的整个过程中要用到的指令本身的主要信息。

  控制器的第三个组成成分,是脉冲源、启停控制逻辑,指令执行的步骤标记线路,它标记出每条指令的各执行步骤的相对次序关系。

  控制器的第四个、也是控制器设计中最费力的一个组成成分,是全部时序控制信号的产生部件,它依据指令内容、指令的执行步骤(时刻),也许还有些别的什么条件信号,来形成并提供出当前各部件本时刻要用到的控制信号。计算机整机各硬件系统,正是在这些信号控制下协同运行,产生予期的执行结果,也就是执行一条又一条的指令。

  依据前述控制器的最后两个组成成分的具体组成与运行原理的不同,通常把控制器区分为微程序的控制器和组合逻辑(硬布线)的控制器两大类。教学计算机系统中,分别设计并实现了这两种控制器,为教学提供了比较理想的实例,也为实验人员开辟了选择使用与进行实验的广阔天地。图3.3给出了控制器组成与其在整机中地位的示意表示。


图3.3 控制器组成与其在整机中的位