Funktionsweise von Registern in CPU

Die Zentraleinheit (CPU), ein wichtiger Bestandteil jeder Computer ist ein komplexes, anspruchsvolles Gerät. Seine verschiedenen Teile führen logische Vergleiche, Arithmetik und andere Operationen auf Daten. Eine CPU hat einen Satz von Daten-Speichereinheiten, die als Register bezeichnet; Sie ermöglichen die CPU um seine verschiedenen Aufgaben bei sehr hohen Geschwindigkeiten. Je nach Register es entweder enthält Daten oder Punkte auf Speicherbereiche, die Daten enthalten.

CPU

Es ist in der CPU wird, dass die meisten eines Computers für die eigentliche Arbeit erledigt. Die CPU verfügt über mehrere Abschnitte, einschließlich eine arithmetische und Logic Unit (ALU), einer Steuereinheit (CU) und Registern. Die ALU führt Grundrechenarten und vergleicht zwei Werte zu bestimmen, ob diese gleich sind, oder wenn man größer ist. Die Steuereinheit verwaltet die Bewegung von Daten und Anweisungen in der CPU. Die Register kommen in drei Arten: Daten, Adresse und Index, die an fast jeden Aspekt des CPU Betrieb teilnehmen. Ein Register Größe hängt von der CPU; einfachen CPUs haben Registern, die acht oder 16 Datenbits halten, komplexere haben 32, 48 oder 64-Bit-Register.

Daten-Register

Eine CPU kann auf Daten in einem von drei Modi betreiben: zwischen zwei Registern, zwischen Register und eine Random-Access Memory (RAM)-Lage und zwischen zwei RAM-Standorten. Da die CPU direkt zu den Registern verdrahtet ist, sind Operationen mit zwei Registern die schnellsten; die zwischen RAM-Standorten sind die langsamsten. Z. B. es addiert zwei Register, ein RAM-Lage ein Register hinzugefügt oder es fügt zwei RAM-Standorten. Die CPU muss zuerst laden aus RAM in Register bevor sie diese verwenden kann; Dies braucht Zeit, aber das erledigt, nachfolgende Register-Operationen laufen schnell. Einfachen CPUs haben zwei Daten-Register; eine erweiterte Einsen haben mehrere.

Adresse-Register

Für eine CPU speichern oder Abrufen von Daten im RAM muss es die Daten Speicheradresse. Diese Vorgänge im Zusammenhang mit RAM verwenden Speicherregistern Adresse. Die CPU führt keine Arithmetik auf diese Register; vielmehr nutzt es sie zum Auffinden von Daten, die er braucht. Z. B. speichert ein Programm Ihre Vorname, beginnend am RAM Speicherbereich 100.000. Die CPU verarbeitet Ihren Vornamen ein, indem die Zahl 100.000 verschieben, um eine Adresse registrieren, dann verschieben jeden Buchstaben auf ein Datenregister, bis das Ende des Namens erreicht.

Indexregister

Eine CPU nicht Mathematik auf Daten registriert, obwohl er es mit einem Indexregister indirekt tun kann. Das Indexregister arbeitet mit der Daten-Register, so dass ein Programm Prozess Zeichenfolgen Daten effizient. Um Ihren Vornamen zu verarbeiten, z. B. verschiebt ein Programm 100.000 an eine Adresse registrieren und NULL auf das Indexregister. Eine indizierte Operation hinzugefügt die Datenregister, Abrufen des Briefes am Ort 100.000 den Index-Wert. Als nächstes wird das Programm erhöht den Index um 1 und ruft den nächsten Buchstaben. Dieser Prozess wird wiederholt, bis es den gesamten Namen verschoben hat. Das Indexregister bietet selbst nur wenig; sein Wert ist, dass es größere Geschwindigkeit und Bequemlichkeit zu Adresse Registern.