控制器是指揮計算機的各個部件按照指令的功能要求協調工作的部件，是計算機的神經和指揮中心，由指令寄存器IR（InstructionRegister）、程序計數器PC（ProgramCounter）和作控制器0C（OperationController）三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。
指令寄存器：用以保存當前執行或即將執行的指令的一種寄存器。指令內包含有確定作類型的作碼和指出作數來源或去向的地址。指令長度隨不同計算機而異，指令寄存器的長度也隨之而異。計算機的所有作都是通過分析存放在指令寄存器中的指令后再執行的。指令寄存器的輸人端接收來自存儲器的指令，指令寄存器的輸出端分為兩部分。作碼部分送到譯碼電路進行分析，指出本指令該執行何種類型的作;地址部分送到地址加法器生成有效地址后再送到存儲器，作為取數或存數的地址。6ES7223-1PL32-0XB0問問6ES7223-1PL32-0XB0問問6ES7223-1PL32-0XB0問問




存儲器可以指主存、高速緩存或寄存器棧等用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先把它從內存取到數據寄存器（DR）中，然后再傳送至IR。指令劃分為作碼和地址碼字段，由二進制數字組成。為了執行任何給定的指令，必須對作碼進行測試，以便識別所要求的作。指令譯碼器就是做這項工作的。指令寄存器中作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。作碼一經譯碼后，即可向作控制器發出具體作的特定信號。
程序計數器：指明程序中下一次要執行的指令地址的一種計數器，又稱指令計數器。它兼有指令地址寄存器和計數器的功能。當一條指令執行完畢的時候，程序計數器作為指令地址寄存器，其內容必須已經改變成下一條指令的地址，從而使程序得以持續運行。
為此可采取以下兩種辦法：
種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址。在指令執行過程中將這個地址送人指令地址寄存器即可達到程序持續運行的目的。這個方法適用于早期以磁鼓、延遲線等串行裝置作為主存儲器的計算機。根據本條指令的執行時間恰當地決定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時間，從而收到提高程序運行速度的效果。
種辦法是順序執行指令。一個程序由若干個程序段組成，每個程序段的指令可以設計成順序地存放在存儲器之中，所以只要指令地址寄存器兼有計數功能，在執行指令的過程中進行計數，自動加一個增量，就可以形成下一條指令的地址，從而達到順序執行指令的目的。這個辦法適用于以隨機存儲器作為主存儲器的計算機。當程序的運行需要從一個程序段轉向另一個程序段時，可以利用轉移指令來實現。轉移指令中包含了即將轉去的程序段入口指令的地址。執行轉移指令時將這個地址送人程序計數器(此時只作為指令地址寄存器，不計數)作為下一條指令的地址，從而達到轉移程序段的目的。子程序的調用、中斷和陷阱的處理等都用類似的方法。在隨機存取存儲器普及以后，種辦法的整體運行效果大大地優于種辦法，因而順序執行指令已經成為主計算機普遍采用的辦法，程序計數器就成為中央處理器不可或缺的一個控制部件。