Pamięć rejestrowa jest najmniejszą i najszybszą pamięcią w komputerze. Nie jest częścią pamięci głównej i znajduje się w procesorze w postaci rejestrów, które są najmniejszymi elementami przechowującymi dane. Rejestr tymczasowo przechowuje często używane dane, instrukcje i adresy pamięci, które mają być używane przez procesor. Przechowują instrukcje aktualnie przetwarzane przez procesor. Wszystkie dane muszą przejść przez rejestry, zanim będą mogły zostać przetworzone. Są więc wykorzystywane przez procesor do przetwarzania danych wprowadzanych przez użytkowników.

Rejestry przechowują niewielką ilość danych, od 32 do 64 bitów. Szybkość procesora zależy od liczby i rozmiaru (liczby bitów) rejestrów wbudowanych w procesor. Rejestry mogą być różnych typów w zależności od ich zastosowań. Niektóre z powszechnie używanych rejestrów obejmują akumulator lub AC, rejestr danych lub DR, rejestr adresowy lub AR, licznik programów (PC), rejestr adresów we/wy i inne.

Architektura pamięci rejestrowej

• Architektura ta sterowana jest instrukcjami, za pomocą których mają być wykonywane operacje na rejestrach i pamięci. Architekturę nazywa się rejestrem i architekturą pamięci, jeśli wszystkie operandy są zawarte w rejestrze.
• Operacja może mieć dwa operandy: jeden z nich może znajdować się w pamięci, a drugi w rejestrze. Z drugiej strony oba operandy operacji znajdują się albo w rejestrze, albo w pamięci, co odróżnia ją od innych architektur.
• Przykładami tej pamięci są Intel x86 i IBM System/360.

• Liczba rejestrów w procesorze jest mniejsza i mają również niewielki rozmiar. Jego rozmiar jest mniejszy niż 64 bity. Jest szybszy w porównaniu z pamięcią dyskową i pamięcią podstawową. Rozmiar rejestrów ogólnego przeznaczenia wpływa na rozmiar słowa.
• Komputer podaje instrukcje dotyczące numeru rejestracyjnego i adresu rejestru. Różne identyfikatory rejestrów obejmują R0, R1, R7, SP i PC. Rejestr służy jako punkt połączenia pomiędzy programem a magazynem danych systemu.

Rodzaje i funkcje rejestrów komputerowych:

Operacje pobierania, dekodowania i wykonywania to trzy ważne role, jakie odgrywają rejestry komputerowe. Rejestr gromadzi i przechowuje przekazane przez użytkownika instrukcje dotyczące danych w wyznaczonej lokalizacji. Instrukcje są odszyfrowywane i przetwarzane w celu zapewnienia użytkownikowi pożądanego wyniku. Aby mieć pewność, że użytkownik otrzyma i zrozumie wyniki zgodnie z oczekiwaniami, informacje muszą zostać dokładnie przetrawione. Rejestry rozumieją zadania i przechowują je w pamięci komputera. To samo jest udostępniane użytkownikowi na jego żądanie. Przetwarzanie odbywa się zgodnie z wymaganiami użytkownika. System komputerowy wykorzystuje różnorodne rejestry do przechowywania danych i zmniejszania wykorzystania pamięci. Każdy rejestr używany przez procesor ma unikalną funkcję. Rodzaje powszechnych rejestrów opisano poniżej.

losowe, nie w Javie

Rejestr danych:Jest to rejestr 16-bitowy, w którym przechowywane są argumenty (zmienne) obsługiwane przez procesor. Tymczasowo przechowuje dane, które są przesyłane do lub odbierane z urządzenia peryferyjnego.Licznik programów (PC):Przechowuje adres miejsca w pamięci kolejnej instrukcji, która ma zostać pobrana po zakończeniu aktualnej instrukcji. Służy więc do utrzymywania ścieżki wykonywania różnych programów i w ten sposób wykonuje programy jeden po drugim, gdy poprzednia instrukcja zostanie zakończona.Rejestr instruktorów:Jest to rejestr 16-bitowy. Przechowuje instrukcję pobieraną z pamięci głównej. Służy więc do przechowywania kodów instrukcji, które mają zostać wykonane. Jednostka Sterująca pobiera instrukcje z Rejestru Instruktorów, następnie je dekoduje i wykonuje.Rejestr akumulatorów:Jest to rejestr 16-bitowy, w którym przechowywane są wyniki generowane przez system. Na przykład wyniki wygenerowane przez procesor po przetworzeniu są przechowywane w rejestrze AC.Rejestr adresowy:Jest to 12-bitowy rejestr przechowujący adres miejsca w pamięci, w którym przechowywane są instrukcje lub dane.Rejestr adresów we/wy:Jego zadaniem jest określenie adresu konkretnego urządzenia wejścia/wyjścia.Rejestr buforów we/wy:Jego zadaniem jest wymiana danych pomiędzy modułem I/O a procesorem.

Wykorzystanie pamięci rejestrowej

• Procesor może uzyskać dostęp do często używanych danych, instrukcji oraz adresów i lokalizacji ich wszystkich z rejestrów, kiedy tylko zajdzie taka potrzeba. Rejestr przechowuje instrukcje, które procesor będzie przetwarzał. Każde dane przed przetworzeniem muszą przejść przez rejestry. Można zatem stwierdzić, że użytkownicy wprowadzają dane do rejestrów, które mają być przetwarzane przez CPU.
• Rejestry umożliwiają szybką akceptację, przechowywanie i transmisję danych, a dowolny rodzaj rejestru służy do wykonywania precyzyjnych zadań wymaganych przez procesor. Użytkownicy nie muszą posiadać dużej wiedzy na temat rejestru, ponieważ procesor przechowuje go jako pamięć tymczasową i bufor danych.
• Rejestry pełnią rolę buforów do kopiowania danych z pamięci głównej, dzięki czemu procesor może uzyskać do nich dostęp, gdy tylko zajdzie taka potrzeba. Dane są przechowywane w rejestrze, aby rejestr wiedział o lokalizacji i adresie oraz mógł wykorzystać te informacje w celu ustalenia adresów IP.
• W zależności od wymagań rejestr bazowy może modyfikować operacje lub argumenty komputera, a w instrukcjach systemu komputerowego może być dodana do rejestru część adresowa.

Każdy procesor ma kilka bajtów przydzielonych do swoich rejestrów. Rejestr zawiera szybką pamięć oraz instrukcje pracy w systemie. Ponieważ kompilator przechowuje dane tymczasowe w rejestrze, a nie w pamięci RAM, dzięki czemu programy działają szybciej niż powinny w systemie.

formuła „masońska”

Dlaczego potrzebujemy pamięci rejestrowej?

Rejestry procesora są bardzo pomocne przy szybkiej obsłudze instrukcji. Znajduje się na szczycie hierarchii pamięci komputera i jest znacznie szybsza w porównaniu do innych pamięci komputerowych. Można tam przechowywać wszelkiego rodzaju małe dane, w tym rejestry, adresy i instrukcje. Rejestry te umożliwiają procesorowi efektywne i znaczące działanie.

Różnica między pamięcią podręczną a rejestrem

Chociaż oba zasadniczo przechowują dane, pamięć podręczna i rejestry znacznie się od siebie różnią. Wszystkie często używane dane i instrukcje urządzenia są przechowywane w pamięci podręcznej. W rezultacie przyspiesza to również ogólną wydajność i działanie komputera. W rejestrze przechowywana jest natomiast tylko pojedyncza informacja, np. instrukcja komputerowa lub lokalizacja określonej porcji danych.

Omówmy różnicę między pamięcią rejestrową a pamięcią podręczną. Poniżej znajduje się tabela, w której porównujemy te dwa terminy na podstawie ich unikalnych cech, aby uczynić ten temat bardziej przejrzystym i zrozumiałym.