Bu məqalədə kontroller  haqqında  ümumi məlumat veriləcək, kontrollerin məntiqi strukturu göstəriləcəkdir.Eyni zamanda mövzuda kontrollerin novləri və iş prinsipindən də bəhs olunacaqdır.
1 . Kontroller haqqinda ümumi məlumat

IV nəsil kompüterlərdən başlayaraq böyük inteqral sxemlərin komputer istehsalına tətbiqi başladı. Böyük inteqral sxemlər  bir kristal       üzərində minlərlə transistor və digər elektron komponentləri birləşdirməyi təmin etdi. Bunun nəticəsində əvvəllər ayri-ayri elementlərdən ibarət olan kompüterin funksional qurğularini böyük inteqral sxemlər əvəz etdi. Məsələn, böyük inteqral sxemlərdən ibarət olan mikroprosessorlar, xarici qurgular kontrollerləri, operativ yaddaş və digər qurgular yaradildi.

Ümumiyyətlə komputere qoşulan giriş-çıxış qurğulari iki hissədən-elektron sxemdən ibarət olan controller və giriş-cıxış qurğusunun özündən ibarətdir. Komputerə qoşulan ixtiyari qurğu ümumi şinlə informasiya mübadiləsinə birbaşa qoşulmur. Şin ilə qurğu arasında həmin qurğunun işini idarə edən idarəedici qurğu-kontroller yerləşir. Belə ki , mərkəzi prosessorun qurğulara müraciəti zamanı,eyni zamanda qurğuların öz aralarinda informasiya mübadiləsi zamanı     kontroller qurğuya nəzarət edir,ona informasiya yazilmasını,informasiyanın oxunmasını, informasiyanın və əmirlərin lazımi qurğuya çatdırılmasını təmin edir.

Kontrollerlərin idarə etdiyi qurğulara görə növləri müxtəlifdir ve ele buna görə də onların iş prinsipi bir-birindən müəyyən qədər fərqlənir.

Ümumi halda kontrollerlərin məntiqi olaraq qurğularla əlaqəsini aşağıdakı sxemdə gostərmək olar:

Kontrollerin  işi qoşulduğu qruğuya nəzarət etmək,onun şinlə informasiya mübadiləsini idarə və təmin etməkdən ibarətdir. Məsələn,programa diskdən informasiya,verilən lazım olduqda o kontrollerə bu informasiyanin axtarılıb proqrama çatdırılması barədə əmr verir. Lazim olan informasiyanın yerləşdiyi trakt və sektor tapıldıqdan sonra kontroller bu informasiyanı bitlərə çevirərək öterməyə başlayır. Mübadilə başa çatdıqdan sonra kontroller məcburi  kəsilmə yaradir ,mərkəzi prosessor hal –hazırda yerinə yetirdiyi proqramı dayanıraraq kəsilmə proqramı adlanan yeni proseduranı yerinə yetirməyə başlayır ki,bu prosedura səhvləri axtarib tapir, lazim olan xüsusi əmirləri yerinə yetirir və əməliyyatlar sisteminə mübadilənin başa çatdiğı barədə məlumat verir.

2. Kontrollerin iş prinsipi

Kontrollerlərin iş prinsipi idarə etdiyi qurğulara görə müxtəlifdir. Məsələn sərt disk kontrolleri informasiyanın yazılmasını ,oxunmasını ,axtarış və s. kimi işləri görduyu halda videokontroller informasiyanın ekrana verilməsi ,ekranda saxlanılması kimi işləri idarə edib yerinə yetirir.

Sərt diskin kontrollerinin iş prinsipini sərt diskdən informasiyanın oxunub-yazılması üzərində izah edək.

İnformasiyanın sərt diskə yazılması və ondan oxunması bir neçə mərhələdə həyata keçirilir və  bu zaman  qarşıya bəzi məsəslələr çıxır:

1)   maqnit ucluğun  hərəkətinin idarə olunması,

2)   löhvənin fırlanma hərəkətinin idarə olunması ,

3)   baytların qruplaşdərəlaraq 512 bayt şəklində bloklara qruplaşdırılması,

4)   Sektorlardan oxunan ayrı-ayrı bitlərin baytlar şəklində qruplaşdırılması və s.

Qeyd edək ki, sərt diskin firlanma sürəti ilə prosessorun işləmə sürəti arasında fərq böyükdür. Belə ki , sərt diskin firlanması ,maqnit ucluğun hərərkəti mexaniki hərərtlər olduğundan bu əməliyyatları yerinə yetirmək daha çox vaxt aparır və əgər bütün bu işlərlə prosessor məşğul olsa onun məhsuldarlığı xeyli aşağı düşər. Mexaniki hərəkətlər zamanı prosessorun  boş-boşuna  gözləməsinin qarşısını almaq üçün müasir koputerlərdə kontrollerdən istifadə olunur. Belə ki , artiq sərt diskdə olan informasiya lazim olduqda və ya ora informasiya yazildiqda mərkəzi prosessor sərt diskin kontrollerinə ümumi şin vasitəsi ilə xüsusi siqnal göndərir və bu siqnalı qəbul edən kontroller müvafiq prosesləri idarə edir. Yəni arıq diskin firlanası , maqnit ucluğun hərərkəti və s. kimi işlərlə mərkəzi prosessor deyil məhz kontroller məşğul olur və bu zaman prosessor diğər məsəslələri həll edə bilir. Bundan başqa hər bir sərt diskin ümumi şinlə gələn informasiyanı yadda saxlamaq üçün xüsusi keş yadaşı da var. Ümumi şinlə gələn informasiya əvvəlcə bu yaddaşda yerlşdirilir sonra isə kontrollerin idarəetməsi altında bitlərə çevrlərək sektorlara yazılır. Həmçinin sektorlardan oxunan informasiya birbaşa şinə deyil məhz bu yaddaşa yerləşdirilir və kontroller bu informasiyanı baytlara çevirərək ümumi şin vasitəsi ilə lazımi qurğuya ötürülür.

Videokontroller kontrollerin növlərindən biri olub, analoq siqnalları rəqəmsal siqnallara çevirir, ekranda qrafik informasiyanın saxlanması və yenilənməsini təmin edən mikrosxemdir.

LCD və TFT monitorlarda ekran videokontrollerinin  xüsusi video RAM yaddaşı vasitısi ilə saniyədə 60-100 dəfə yenilənir. Bu yaddaşın hal hazırda ekranda olan bir və ya bir neçə bit xəritsi vardır. Məsəslən əgər ekran 1600 *  1200 pikseldən ibarətdirsə,video RAM hər bir pikseldə 1600 * 1200 diapazonuna malik ola bilər.

Video kontrollerin digər bir işi isə VGA kameradan aldığı analoq siqnalı ekranda təsvir etmək üçun  rəqəmsal siqnala çevirməkdir. Bu çevirmə zamanı rəqəsal siqnal da sətir və stünlardan ibarət informasiyaya çevrilir ki, bu da asanlıqla piksellər şəklində ekranda görünur.

Klaviatura kontrolleri klaviaturanın işini idarə edir , mexaninki toxunuş zamanı siqnalların ötürülməsini təmin edir. Belə ki , klavişə  toxunan zaman kəsilə baş verir və kəsilmə  idarəedicisi (bu idarəedici bir proqram olub , əməliyyatlar sisteminin tərkibinə daxildir) basılan klavişi təyin etmək üçün kontrollerin regisrtində olan proqrama müraciət edir. Bu proqram siqnala əsasən basılan klavişi təyin edir və beləliklə kəsilmə vasitəsi ilə ekranda uyğun olan simvol görünür.

Keş yaddaş kontrolleri. Əsas yaddaş müəyyən ölmülü keş xətti adlanan bloklara bölünmüşdür. Keş xətti xüsusi olaraq 4-64 ardıcıl baytlardan ibarətdir. Xətlər ardıcıl olaraq 0-dan başlayaraq nömrələnir və hər xəttdə 32 bit olur. Hər hansı lazımi xətt keş yaddaşa yerləşdirilir. Yaddaşa müraciət olunduqda keş yaddaşın kontrolleri müraciət   olunan sözün keşdə olub-olmamasını yoxlayır. Əgər söz keş yaddaşdadırsa , hal-hazırdakı yadaaş hissələri olduğu kimi qalır və axtarılan söz istifadə olunur. Əgər söz keşdə yoxdursa onda kontroller tərəfindən xətlərin biri yaddaşdan silinir və lazım olan yaddaş xətti keş yaddaşa köçürülür.

Operativ  yaddaş kontrolleri. Buna bəzən MMU (Memory Managemen  Unit ) də deyirlər. Bu kontrollerin əsas işi ünvanları cevirmək, əlaqələndirməkdir.  Yəni bu kontroller virtual ünavı fizikiünvana çevirməlidir. Kontrollerin işini 32 mərtəbəli prosessora malik koputerin virtual yaddaşı və operativ yaddaşı arasında əlaqədə izah edək.

Məlumdur ki, 32 mərtəbəli prosessora malik komuterlərdə virtual ünvanın uzunluğu 32 bitdir. Kontroller bu ünvanı əldə etdikdə onu iki hissəyə bölür: ilk  20 bit virtual səhvənin nömrəsi ,növbəti 12 bit isə real ünvan. 20 bitlik ünvan səhvə kadrının nömrəsini tapmaq üçün istifadə olunur. Belə kontroller tərəfindən səhvələrin yerləşməsi cədvəlinə bu 20 bitlik ünvan daxil edilir və 3 bitlik səhvə kadrının nömrəsi tapılılır. 12 bit isə olduğu kimi saxlanılır. Beləlklə yeni ünvan 15 bitlik ünvan olacaq. Beləliklə giriş registrinə verilmiş 32 bitlik ünvan çıxış registrində 15 bitlik ünvan şəklində göstəriləcəkdir. Bundan başqa iştirak biti adlanan xüsusi təyinedici indeksdə kontroller tərəfindən idarə olunur. Əgər hər hansı nömrəli virtual səhvə səhvə kadrında yerləşdirilirsə onda iştirak bitinə 1 qiymətiniverilir. İştirak  bitindən istifadənin üstunlüyü ondan ibarətdir ki, hər hansı bir virtual səhvədə olan informasiya lazım olduqda ilk öncə onun səhvə kadrında olub-olmaması yoxlanələr və əgər iştirak biti bu nömrəli virtual səhvə üçün 1 qiymətini almışdırsa onda bu virtual səhvə səhvə kadrında yerləşir. Əgər iştirak biti 0 qiymətini almışdırsa onda həmin səhvə kontroller tərəfindən səhvə kadrına yerləşdirilir.