Wat is een regeleenheid?
Een besturingseenheid is de subcomponent van de centrale verwerkingseenheid (CPU) die alle acties beheert die in dit gebied op een computer worden uitgevoerd. Het is verantwoordelijk voor het nemen van de verschillende ingangen van de computer, instructies en gegevens en vertelt de processor wat hij ermee moet doen. Omdat de CPU wordt beschouwd als het brein van de computer, wordt dit soms het brein in de hersenen genoemd. Afhankelijk van de CPU-architectuur kan de besturingseenheid verschillende taken uitvoeren.
De besturingseenheid bestaat eigenlijk uit verschillende subcomponenten. Tijdens de bedrade dagen vormden al deze bedrading en circuits wat bekend staat als een eindige-toestandsmachine, een systeem met een enkelvoudig doel in het aansturen van de bewerkingen van de computer. Afzonderlijke circuits waren verantwoordelijk voor het decoderen en coderen van instructies, terwijl andere logica behandelden of de instructies telden waaraan de CPU werkte. Alles gebeurde in volgorde, waarbij het logische circuit op de een of andere manier zou worden omgedraaid om de instructies naar de opslag te sturen.
Een instructie wordt opgehaald en gedecodeerd en moet vervolgens na elkaar worden uitgevoerd totdat deze is voltooid. In oudere CPU's zou de instructie het hele proces moeten doorlopen en de berekening voltooien voordat de volgende zou beginnen. Om de verwerking te versnellen, gebruiken moderne CPU's zogenaamde pijplijnen, waarbij elke stap deel uitmaakt van de pijplijn. Terwijl een instructie zich in het uitvoeringsgedeelte van de pijplijn bevindt, bevindt een andere zich al in de decodeerfase en wordt er een andere opgehaald. Om dit alles aan te kunnen, moest de regeleenheid ook de rol van multiplexer vervullen, in die zin dat hij meerdere in- of uitgangen neemt en ze in en uit de pijpleiding stuurt.
Naarmate computer-CPU's bleven vorderen, veranderde veel van dit dramatisch. Het gebruik van microcode, kleine programma's die in speciaal, high-speed alleen-lezen geheugen op de CPU zitten, nam de plaats in van de oude hardwired circuits. Deze programma's op laag niveau namen het tijdrovende werk van het fysiek opnieuw bedraden van een besturingseenheid en vereenvoudigde wijzigingen in de architectuur van de CPU over. De op maat geschreven microprogramma's van de besturingseenheid, gecreëerd tijdens de ontwerpfase van de CPU, maken de architectuur van een bepaald type CPU mogelijk.
Over het algemeen hangen veel van de verantwoordelijkheden van de besturingseenheid af van de CPU-architectuur. Sommigen kunnen eenvoudig de uitvoering ophalen, decoderen, coördineren en de uitvoer van instructies sturen. Anderen hebben mogelijk extra verantwoordelijkheden die betrekking hebben op vertaling, wat de CPU kan vertragen. In deze gevallen kan de besturingseenheid verder worden opgesplitst in beknopte componenten, zoals een afzonderlijke planningseenheid, of een pensioneringseenheid die zorgt voor het organiseren en opslaan van de resultaten van de rithmetic logic unit (ALU).