Registras (procesoriaus)

Procesoriaus registras – procesoriui priklausanti ir jame esanti vieno kompiuterio žodžio talpos labai sparti atmintis. Registrų talpa įprastai matuojama bitais, pvz., būna 8 bitų, 32 bitų, 64 bitų registrai. Procesoriuje gali būti nuo 5 iki kelių šimtų registrų.

Procesoriaus registrai yra pirmoje vietoje kompiuterio atminties hierarchijoje.

Registrų tipai

Būna dviejų rūšių registrai:

• Programuojami – tokie, kurie pasiekiami komandomis, jie naudojami kaip pagrindinis einamosios atminties elementas, naudojamas procesoriaus komandų.
• Pagalbiniai – jų turinys iš viso nepasiekiamas arba pasiekiamas tik netiesiogiai, jie naudojami, vykdant komandas, pvz., komandų , .

Programuojami registrai būna skirstomi į dvi rūšis:

• Bendros paskirties registrai – komandose nurodomi tiesiogiai
• – komandose naudojami pagal nutylėjimą

Bendros paskirties registrai, savo ruožtu, kartais skirstomi į:

• Universalius – visiems darbams tinkamus
• Duomenų registrus – nenaudojamus ne adresacijai, o tik manipuliavimui duomenimis
• Adresų registrus – skirtus adresavimui:
  • Rodyklių registrus, laikančius adresą (, ar kitą)
  • Bazinius registrus, laikančius adreso bazę (pvz., )

Skirtingai nuo įprastos atminties, registrai yra neatskiriama procesoriaus dalis, daugumos paplitusių procesorių komandos leidžia manipuliuoti tik duomenimis, esančiais registruose. Tipišku atveju, procesorius perkelia duomenis iš atminties į registrą, atlieka su duomenimis tam tikrus veiksmus, o paskui perkelia duomenis atgal į atmintį:

# Įsivaizduojamo supaprastinto procesoriaus, turinčio bendros paskirties registrus, programa MOVB REG0, 0000h # Į registrą REG0 perkeliamas baitas, esantis atminties adresu 0000 MOVB REG1, 0001h # Į registrą REG1 perkeliamas baitas, esantis atminties adresu 0001 ADD REG0, REG1 # Prie REG0 turinio pridedamas REG1 turinys, rezultatas patenka į REG0 MOVB 0002h, REG0 # Baitas, esantis REG0, perkeliamas į atmintį, adresu 0002 

Procesoriai, kurie leidžia komandose nurodyti aritmetines operacijas, nenurodant registro, priskiriami CISC grupei: šiuose proceosriuose viena komanda faktiškai atlieka kelias operacijas, kuriose dalyvauja nenurodomi, bet faktiškai panaudojami registrai:

# Įsivaizduojamo supaprastinto CISC procesoriaus, turinčio bendros paskirties registrus, programa MOVB 0002h, 0000h # Perkelti ląstelės 0000 turinį į 0002, faktiškai atliekami veiksmai: # MOVB REG0, 0000h # 0000 turinys perkeliamas į registrą # MOVB 0002h, REG0 # registro turinys perkeliamas į 0002 ADDB 0002h, 0001h # Prie ląstelės 0000 turinio pridėti 0001 turinį, faktiškai atliekami veiksmai: # MOVB REG0, 0002h # 0002 turinys perkeliamas į registrą REG0 # MOVB REG1, 0001h # 0001 turinys perkeliamas į registrą REG1 # ADD REG1, REG0 # registrų turinys sudedamas # MOVB 0002h, REG1 # registro turinys perkeliamas adresu 0002 

Akivaizdu, kad nors faktiniai skaičiavimai tie patys, vietoje keturių veiksmų tenka atlikti 6 (procesoriaus efektyvumas mažesnis), tačiau jiems užrašyti tereikia 2 komandų (programuoti paprasčiau).

RISC procesorių efektyvumas didinamas, dar labiau apribojant komandų darbo su atmintimi bei konstantomis galimybes, neretai net negalima perkeldinėti duomenų tiesiogiai iš registro į atmintį ir atvirkščiai, tačiau bendras procesoriaus efektyvumas nuo to tik padidėja. Tam, kad registrai būtų panaudojami efektyviau, jie jungiami į tam tikrus masyvus, vadinamus .

Procesorių architektūrų skirstymas taip pat paremtas registrų panaudojimu (eilės tvarka, nuo primityvių iki išvystytų architektūrų):

• Procesoriai su (pvz., Intel 8080)
• Procesoriai su mišrios paskirties registrais (dalis registrų veikia, kaip akumuliatoriai, pvz., Intel )
• Procesoriai su bendros paskirties registrais (pvz., Motorolla )
• Procesoriai su (pvz., , , MIPS)

Šaltiniai

1. procesoriaus registras. V. Dagienė, G. Grigas, T. Jevsikova. Enciklopedinis kompiuterijos žodynas. 4-as leidimas. Vilnius: VU MII, 2014 // EKŽ, 2021, nuolat atnaujinamas. ISBN 978-9986-680-52-9.