控制器是整個CPU的命令和控制中心。 它由三部分組成：指令寄存器IR，程序計數器PC和操作控制器0C。 這對(dui)于協調(diao)整個計算機(ji)的有序工作非常重要。

指令寄存器

指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)寄存器(qi)(qi)(qi)(qi)：一種類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)寄存器(qi)(qi)(qi)(qi)，用于保(bao)存當(dang)前正在執(zhi)行(xing)或即將(jiang)執(zhi)行(xing)的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)。 該(gai)指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)包含(han)用于確定操(cao)作(zuo)(zuo)類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)代碼以(yi)及指(zhi)(zhi)(zhi)示操(cao)作(zuo)(zuo)數(shu)源或目標的(de)(de)(de)地(di)(di)址。 指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)長度因計(ji)算機(ji)(ji)而異，并且指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)寄存器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)長度也(ye)不同。 在分(fen)(fen)(fen)析了指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)寄存器(qi)(qi)(qi)(qi)中存儲(chu)(chu)的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)之(zhi)后(hou)，將(jiang)執(zhi)行(xing)計(ji)算機(ji)(ji)的(de)(de)(de)所(suo)有(you)(you)操(cao)作(zuo)(zuo)。 指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)寄存器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)輸入(ru)端從存儲(chu)(chu)器(qi)(qi)(qi)(qi)接(jie)收指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)，指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)寄存器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)輸出(chu)端分(fen)(fen)(fen)為(wei)兩部分(fen)(fen)(fen)。 操(cao)作(zuo)(zuo)碼部分(fen)(fen)(fen)發(fa)(fa)送(song)到解碼電路進(jin)行(xing)分(fen)(fen)(fen)析，指(zhi)(zhi)(zhi)示該(gai)指(zhi)(zhi)(zhi)令(ling)(ling)應執(zhi)行(xing)哪種類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)(zuo)； 地(di)(di)址部分(fen)(fen)(fen)被發(fa)(fa)送(song)到地(di)(di)址加(jia)法器(qi)(qi)(qi)(qi)以(yi)生(sheng)成有(you)(you)效地(di)(di)址，然后(hou)作(zuo)(zuo)為(wei)獲取或存儲(chu)(chu)數(shu)字的(de)(de)(de)地(di)(di)址發(fa)(fa)送(song)到內存。

控制器

寄(ji)(ji)存器(qi)可以引用(yong)(yong)主(zhu)存儲器(qi)，高(gao)速緩存或寄(ji)(ji)存器(qi)堆棧等，用(yong)(yong)于保(bao)存當(dang)前(qian)正在(zai)執(zhi)(zhi)行(xing)的(de)(de)指令(ling)。 執(zhi)(zhi)行(xing)一(yi)(yi)條指令(ling)時，首先(xian)要從內部將其訪問到(dao)(dao)數據寄(ji)(ji)存器(qi)（DR）中(zhong)，然后再(zai)傳輸到(dao)(dao)IR中(zhong)。 指令(ling)分為操(cao)(cao)作(zuo)碼(ma)和地址碼(ma)字(zi)(zi)段(duan)，由(you)二進制數字(zi)(zi)組成。 為了執(zhi)(zhi)行(xing)任(ren)何給定(ding)的(de)(de)指令(ling)，必須對操(cao)(cao)作(zuo)碼(ma)進行(xing)測試以識(shi)別所需的(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)。 指令(ling)解(jie)碼(ma)器(qi)完成這項(xiang)工作(zuo)。 指令(ling)寄(ji)(ji)存器(qi)中(zhong)操(cao)(cao)作(zuo)碼(ma)字(zi)(zi)段(duan)的(de)(de)輸出是指令(ling)解(jie)碼(ma)器(qi)的(de)(de)輸入。 一(yi)(yi)旦操(cao)(cao)作(zuo)碼(ma)被解(jie)碼(ma)，就可以將用(yong)(yong)于特定(ding)操(cao)(cao)作(zuo)的(de)(de)特定(ding)信(xin)號發送到(dao)(dao)操(cao)(cao)作(zuo)控制器(qi)。

程序計數器

程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)計數(shu)(shu)器：一個計數(shu)(shu)器，它指(zhi)定(ding)程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)中接(jie)下(xia)來要執(zhi)行的指(zhi)令的地址(zhi)。 它具有指(zhi)令地址(zhi)寄存器和計數(shu)(shu)器的功能。 當執(zhi)行一條指(zhi)令時，程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)計數(shu)(shu)器用(yong)作指(zhi)令地址(zhi)寄存器，并且(qie)其(qi)內容必須(xu)已更(geng)改為下(xia)一條指(zhi)令的地址(zhi)，以便程(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)可以繼續運(yun)行。 為此，可以采用(yong)以下(xia)兩種(zhong)方(fang)法：

  一(yi)種(zhong)方法是在指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)中包括下(xia)一(yi)條(tiao)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)的(de)地址。 在指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)執行(xing)(xing)期間將該地址發(fa)送到指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)地址寄存器(qi)可(ke)(ke)以(yi)實現連續程(cheng)序操作的(de)目的(de)。 此方法適用于以(yi)串行(xing)(xing)設(she)備（例如磁(ci)鼓(gu)和延遲線）為主內存的(de)早期計算機。 通(tong)過根據該指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)的(de)執行(xing)(xing)時(shi)間適當地確定下(xia)一(yi)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)的(de)地址，可(ke)(ke)以(yi)縮短讀(du)取下(xia)一(yi)指(zhi)(zhi)令(ling)(ling)的(de)等待時(shi)間，從而獲得提高(gao)程(cheng)序運行(xing)(xing)速度的(de)效果。

  二種方法是順(shun)序(xu)執(zhi)(zhi)行指(zhi)令。 一個(ge)程序(xu)由(you)幾個(ge)程序(xu)段(duan)組成(cheng)，每(mei)個(ge)程序(xu)段(duan)的(de)指(zhi)令可以設計(ji)為(wei)順(shun)序(xu)存儲(chu)在(zai)(zai)存儲(chu)器(qi)中，因此(ci)，只要指(zhi)令地(di)址寄(ji)存器(qi)還具(ju)有計(ji)數(shu)功能(neng)，它(ta)就會在(zai)(zai)指(zhi)令執(zhi)(zhi)行期間自動計(ji)數(shu) 增(zeng)加一個(ge)增(zeng)量，您可以形成(cheng)下一條指(zhi)令的(de)地(di)址

  控制(zhi)者(zhe)從而達到(dao)順序(xu)(xu)(xu)執行指(zhi)(zhi)令(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。 此(ci)方法(fa)(fa)適(shi)用于以RAM為主要(yao)內存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)。 當(dang)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)操(cao)作需(xu)要(yao)從一(yi)個(ge)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)段(duan)轉移到(dao)另一(yi)個(ge)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)段(duan)時(shi)，可以通過使用傳輸(shu)(shu)指(zhi)(zhi)令(ling)來實(shi)現。 分支(zhi)指(zhi)(zhi)令(ling)包含要(yao)傳送的(de)(de)(de)(de)(de)塊的(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)入(ru)指(zhi)(zhi)令(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)址(zhi)。 當(dang)執行傳輸(shu)(shu)指(zhi)(zhi)令(ling)時(shi)，該地(di)址(zhi)作為下一(yi)條指(zhi)(zhi)令(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)址(zhi)發送到(dao)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)計(ji)數(shu)器(qi)（此(ci)時(shi)僅用作指(zhi)(zhi)令(ling)地(di)址(zhi)寄存(cun)器(qi)，不進行計(ji)數(shu)），以達到(dao)傳輸(shu)(shu)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。 子例程(cheng)調用，中斷和陷阱的(de)(de)(de)(de)(de)處理方式相似。 在(zai)隨機(ji)(ji)存(cun)取存(cun)儲器(qi)流(liu)行之后，第二種方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)效果比前一(yi)種方法(fa)(fa)好(hao)得多(duo)，因(yin)此(ci)指(zhi)(zhi)令(ling)的(de)(de)(de)(de)(de)順序(xu)(xu)(xu)執行已(yi)(yi)成為主流(liu)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)行方法(fa)(fa)，并(bing)且(qie)程(cheng)序(xu)(xu)(xu)計(ji)數(shu)器(qi)已(yi)(yi)成為中央處理器(qi)不可或缺的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分 。 控制(zhi)組(zu)件

  操作控制器(qi)

  CPU中的(de)每(mei)個功能組(zu)(zu)件都執行某(mou)些特(te)定功能。 組(zu)(zu)件之(zhi)間的(de)信息(xi)(xi)傳遞(di)和(he)數據流(liu)控制(zhi)組(zu)(zu)件的(de)實(shi)現。 在(zai)(zai)許多數字組(zu)(zu)件之(zhi)間傳輸(shu)信息(xi)(xi)的(de)路徑(jing)(jing)通(tong)常稱為“數據路徑(jing)(jing)”。 必須控制(zhi)信息(xi)(xi)從何處開(kai)始，哪個寄存(cun)器或多路開(kai)關(guan)在(zai)(zai)中間傳遞(di)，最(zui)后(hou)傳遞(di)到哪個寄存(cun)器。 在(zai)(zai)寄存(cun)器之(zhi)間建(jian)立數據路徑(jing)(jing)的(de)任務由稱為“操作控制(zhi)器”的(de)組(zu)(zu)件完(wan)成。

  操作控(kong)制(zhi)器(qi)的功(gong)能是根據(ju)指(zhi)令操作碼和時序信號產生各種操作控(kong)制(zhi)信號，以正確建立數據(ju)路徑，從而完成取指(zhi)令和執行指(zhi)令的控(kong)制(zhi)。