제어장치는 주기억장치에 저장된 명령을 지정된 순서에 맞게 하나씩 가져와서 해독하고 그 명령이 지시하는 연산이 실행되도록 해당되는 장치에 제어신호를 보낸다. 즉, 제어장치는 명령어를 해독하는 기능과 제어신호를 해당 장치에 전달하는 역할을 한다.

주기억장치에 저장되어 있는 명령어의 구조는 일반적으로 연산 코드 필드와 기억장치 주소번지 필드 등, 두 개의 필드로 구성된다. [ 그림 6-8 ]은 명령어의 형식을 그림으로 나타낸 것이다. 여기서, 연산 코드는 수행되어야 할 연산이 지정되어 있는 필드이고 나머지 기억장치의 주소 필드는 해당 연산을 수행할 때 데이터가 저장되어 있는 주소를 나타낸다.

[ 그림 6-8 ]

제어장치는 주기억장치에 저장되어 있는 명령어를 차례대로 하나씩 꺼내기 위한 레지스터와 명령 코드, 주소번지 해독기가 필요하며, 정해진 순서대로 프로그램이 진행되도록 프로그램 카운터도 필요하다. [ 그림 6-9 ]는 제어장치의 구성 요소들을 나타낸 것이다. 기억장치 버퍼 레지스터, 기억장치 주소 레지스터, 명령어 레지스터, 명령어 해독기, 프로그램 카운터가 있다. 각 장치의 역할은 다음과 같다.

• 기억장치 버퍼 레지스터 : 주기억장치에서 읽어온 명령어를 임시적으로 저장하는 곳이다.
• 기억장치 주소 레지스터 : 명령어 레지스터에 저장된 명령어의 주소 번지를 저장한다. 저장된 주소 번지에 근거하여 주기억장치에서 데이터를 읽어와 연산장치에 전달하고 그 데이터를 사용해 연산을 한다.
• 명령어 레지스터 : 명령어를 저장하는 곳이다.
• 명령어 해독기 : 명령어 레지스터에 저장된 명령어의 연산 코드 필드를 전달받아서 명령어를 해독하여 수행할 연산을 결정한다. 수행할 연산을 연산장치에서 실행하도록 한다.
• 프로그램 카운터 : 다음에 수행할 명령어의 주소 번지를 저장한다. 현재 명령어의 실행이 종료되면 다음 명령어의 번지를 프로그램 카운터에서 확인하고 해당 번지에서 명령어를 읽어와서 기억장치 버퍼 레지스터에 저장한다.

[ 그림 6-9 ]