Регистърната памет е най-малката и най-бърза памет в компютъра. Тя не е част от основната памет и се намира в процесора под формата на регистри, които са най-малките елементи за съхранение на данни. Регистър временно съхранява често използвани данни, инструкции и адрес на паметта, които трябва да се използват от процесора. Те съдържат инструкции, които в момента се обработват от процесора. Всички данни трябва да преминат през регистри, преди да могат да бъдат обработени. Така че те се използват от процесора за обработка на данните, въведени от потребителите.

Регистрите съдържат малко количество данни около 32 бита до 64 бита. Скоростта на процесора зависи от броя и размера (броя битове) на регистрите, които са вградени в процесора. Регистрите могат да бъдат от различни типове в зависимост от тяхното използване. Някои от широко използваните регистри включват акумулатор или AC, регистър на данни или DR, адресен регистър или AR, програмен брояч (PC), I/O адресен регистър и др.

Архитектура на регистровата памет

• Тази архитектура се управлява от инструкции, чрез които трябва да се извършват операции върху регистрите и паметта. Архитектурата се нарича регистър плюс архитектура на паметта, ако всички операнди се съдържат в регистъра.
• Една операция може да има два операнда: единият от тях може да бъде в паметта, а другият в регистър. От друга страна, и двата операнда на операцията са или в регистъра, или в паметта, което я отличава от другите архитектури.
• Примери за тази памет са Intel x86 и IBM System/360.

• Броят на регистрите в процесора е по-малък и те също са малки по размер. Размерът му е по-малък от 64 бита. Той е по-бърз в сравнение с дисковата памет и първичната памет. Размерът на регистрите с общо предназначение влияе върху размера на думата.
• Компютърът дава указания за регистрационния номер и адреса на регистъра. Различни идентификатори на регистри включват R0, R1, R7, SP и PC. Регистърът служи като точка на връзка между програма и системно хранилище за данни.

Видове и функции на компютърните регистри:

Операциите за извличане, декодиране и изпълнение са трите важни роли, които компютърните регистри играят. Регистърът събира и съхранява инструкциите за данни, предоставени от потребителя, на определеното място. Инструкциите се дешифрират и обработват, за да предоставят на потребителя желания резултат. За да се гарантира, че потребителят получава и разбира резултатите според очакванията, информацията трябва да бъде напълно усвоена. Регистрите разбират задачите и ги съхраняват в паметта на компютъра. Същата се предоставя на потребител при поискване от негова страна. Обработката се извършва в съответствие с изискванията на потребителя. Компютърната система използва различни регистри за съхраняване на данни и намаляване на използването на паметта. Всеки регистър, използван от процесора, има уникална функция. Видовете общи регистри са описани по-долу.

Регистър на данните:Това е 16-битов регистър, който се използва за съхраняване на операнди (променливи), които да се управляват от процесора. Той временно съхранява данни, които се предават или получават от периферно устройство.Програмен брояч (PC):Той съдържа адреса на местоположението в паметта на следващата инструкция, която трябва да бъде извлечена след завършване на текущата инструкция. И така, той се използва за поддържане на пътя на изпълнение на различните програми и по този начин изпълнява програмите една по една, когато предишната инструкция бъде завършена.Регистър на инструктора:Това е 16-битов регистър. Той съхранява инструкцията, която се извлича от основната памет. И така, той се използва за съхраняване на кодове на инструкции, които трябва да бъдат изпълнени. Контролният модул взема инструкции от регистъра на инструкторите, след което ги декодира и изпълнява.Акумулаторен регистър:Това е 16-битов регистър, който се използва за съхраняване на резултатите, произведени от системата. Например резултатите, генерирани от CPU след обработката, се съхраняват в AC регистъра.Адресен регистър:Това е 12-битов регистър, който съхранява адреса на място в паметта, където се съхраняват инструкции или данни в паметта.I/O адресен регистър:Неговата задача е да посочи адреса на конкретно I/O устройство.I/O буферен регистър:Неговата задача е да обменя данни между I/O модул и процесора.

Използване на регистрационна памет

• Централният процесор може да има достъп до често използвани данни, инструкции и адреса и местоположението на всичко това от регистрите, когато е необходимо. Регистърът съхранява инструкциите, които процесорът ще обработва. Преди да бъдат обработени, всички данни трябва да преминат през регистрите. Следователно можем да заключим, че потребителите въвеждат данни в регистри, които да бъдат обработени от процесора.
• Регистрите позволяват бързото приемане, съхранение и предаване на данни и всеки вид регистър се използва за изпълнение на точните задачи, които процесорът изисква. Не е необходимо потребителите да са много запознати с регистъра, защото процесорът го държи като временна памет и буфер за данни.
• Регистрите действат като буфери за копиране на данни от основната памет, така че процесорът да има достъп до тях, когато е необходимо. Данните се съхраняват в регистъра, така че регистърът да е наясно с местоположението и адреса и да може да използва тази информация, за да определи IP адресите.
• Съгласно изискванията, основният регистър може да променя компютърни операции или операнди, а в инструкциите на компютърната система адресната част може да бъде добавена към регистъра.

Всеки CPU има няколко байта, разпределени за неговите регистри. Регистърът съдържа бърза памет и инструкции за работа в системата. Тъй като компилаторът съхранява временни данни в регистъра, а не в RAM, чрез който програмите се изпълняват по-бързо, отколкото би трябвало в системата.

Защо се нуждаем от регистрационна памет?

Регистрите на процесора са много полезни за бързо обработване на инструкции. Тя е на върха на йерархията на компютърната памет и е значително по-бърза в сравнение с друга компютърна памет. Всякакъв вид малки данни, включително регистри, адреси и инструкции, могат да се съхраняват там. Тези регистри позволяват на процесора да функционира ефективно и смислено.

Разлика между кеш памет и регистър

Въпреки че и двете обикновено съхраняват данни, кеш паметта и регистрите се различават значително един от друг. Всички често използвани данни и инструкции на устройството се съхраняват в кеш паметта. В резултат на това ускорява цялостната производителност и работа на компютъра. Регистърът, от друга страна, съхранява само един елемент от информацията, като например компютърна инструкция или местоположението на конкретна част от данните.

Нека обсъдим разликата между регистър и кеш памет. По-долу е дадена таблица, в която сравняваме двата термина въз основа на техните уникални характеристики, за да направим тази тема по-ясна и по-разбираема.