Die Zentraleinheit (Central Processing Unit, CPU) ist ein komplexes, aber wichtiges Bauteil. Sie ist das "Gehirn" eines Computersystems und für die verschiedenen Aufgaben, die der Computer ausführt, verantwortlich. Während der Ausführung dieser Aufgaben führt sie eine Vielzahl von Berechnungen durch. Daher stellt sich die Frage, wo die CPU ihre Berechnungen speichert.

Die CPU verwendet Register, um alle ihre Berechnungen zu speichern. Register sind ein temporärer Speicher, ähnlich dem CPU-Cache und dem Random Access Memory (RAM). Register sind jedoch wesentlich kleiner und schneller.

Es gibt verschiedene CPU-Register, u.a. Daten-, Adress- und Statusregister. Jeder Typ wird für einen anderen Zweck verwendet. Die Datenregister dienen z.B. zur Speicherung numerischer Daten, die Statusregister halten Wahrheitswerte usw.

Lesen Sie also bitte weiter, um mehr über diese CPU-Speicherbereiche, ihre Funktionsweise und die verschiedenen verfügbaren Typen zu erfahren.

Wo speichert die CPU ihre Berechnungen?

Die CPU speichert ihre Berechnungen in speziellen Arten von temporärem Speicher, den so genannten Registern. Sie nutzt Register denn es ist effizienter Daten dort zu speichern als im CPU-Cache oder sogar RAM .

Register sind Teil der CPU-Architektur und können nicht verändert (hinzugefügt oder entfernt) werden. Sie bestehen aus einer kleinen Menge superschneller Speicher, auf die nach dem Zufallsprinzip zugegriffen werden kann. Einige Register sind Schreibgeschützt oder Schreibgeschützt aus bestimmten Gründen.

Diese temporären Speichertypen sind nicht Teil des Hauptspeichers (RAM), aber manchmal wird ihnen eine Speicheradresse zugewiesen. Die CPU Ihres Computers entnimmt Daten aus anderen, wichtigeren Speichertypen. Dann lädt sie sie in Register für Berechnungen und Speicherzwecke Sobald die Daten verarbeitet sind, werden sie normalerweise im RAM (Arbeitsspeicher des Systems) gespeichert, um Platz für neue Analysen zu schaffen.

Register und Speicherhierarchie

Haben Sie schon einmal von dem Begriff Speicherhierarchie In der Computerarchitektur wird der Begriff häufig verwendet, um die verschiedenen Speichertypen und ihre Funktionsweise zu beschreiben. Festplatten zum Beispiel sind langsamere und größere Speichertypen und stehen in der Hierarchie ganz unten. Die CPU-Register sind die schnellste (Reihenfolge der Zugriffszeit) und kleinste Sie befinden sich daher an der Spitze der die Spitze der Pyramide, gefolgt von den CPU-Cache .

Die CPU-Register haben unterschiedliche Größen Die Größe eines Registerspeichers wird durch die Anzahl der Bits bestimmt, die er aufnehmen kann. Zum Beispiel kann der gebräuchlichste Registergrößen sind 8-Bit (Bedeutung 8 Bits ), 12-Bit , 16-Bit , 32-Bit und 64-Bit Register können manchmal in verschiedenen Modi arbeiten, was bedeutet, dass ein 32-Bit Register kann aufgeteilt werden in 8-Bit Größen 4 Mal Dadurch kann es verschiedene Daten gleichzeitig speichern.

Der CPU-Cache und die Register sind kritische Komponenten, die nicht übersehen werden dürfen. Die CPU braucht sie, um ihre Aufgaben vernünftig und mit maximaler Effizienz zu erfüllen. Gäbe es keinen Cache, müssten die CPUs Daten aus dem RAM laden, was die Computer sehr langsam machen würde.

Wie funktionieren die CPU-Register?

Wir haben bereits erwähnt, dass es verschiedene Arten von Registern gibt (Einzelheiten siehe unten), die verschiedenen Zwecken dienen. Sie enthalten oft entweder Daten oder Adressen, um das Auffinden der an anderer Stelle im System gespeicherten Daten zu erleichtern. Die Daten werden in der Regel im CPU-Cache oder im RAM gespeichert.

Zum Beispiel, Index-Register in ihren Rechenaufgaben Adressen halten, die die CPU in die Lage versetzen, die benötigten Daten zu finden Indexregister spielen eine entscheidende Rolle bei Steigerung der Effizienz der CPU Sie verringern den Speicherverbrauch erheblich und erhöhen die Ausführungsgeschwindigkeit der CPU.

Arten von Registern

Falls Sie es noch nicht wussten: Es gibt zahlreiche verschiedene Arten von Registern, die der CPU bei der Ausführung ihrer verschiedenen Operationen helfen. Das Anzahl und Arten von Registern einer CPU abhängen von seine Architektur Einige spielen eine wichtigere Rolle als andere.

Wir haben erwähnt einige dieser CPU-Register unten, um Ihnen einen Überblick zu geben, wie sie funktionieren.

• Konstante Register - Sie speichern Schreibgeschützt Werte.
• Adressregister - Laden Datenadressen die die CPU beim Auffinden von Daten im RAM unterstützen.
• Datenregister - Sie speichern numerische Daten für arithmetische Aufgaben verwendet.
• Status-Register - Halten Wahrheitswerte die der CPU bei der Entscheidung helfen, ob sie einen Befehl ausführen soll.
• Vektor-Register - Sie enthalten Daten für Vektorverarbeitung .
• Befehlsregister - Laden Anweisungen die die CPU im Moment ausführt.

Es gibt noch mehrere andere Registertypen; eine umfassende Liste finden Sie hier. Alle diese Register arbeiten harmonisch mit der CPU zusammen, um den Betrieb Ihres Computers effizient, schnell und 100% erfolgreich.

Schlussfolgerung

Wo speichert die CPU ihre Berechnungen? Wir haben gelernt, dass die CPU Folgendes verwendet Register Register sind spezielle Arten von temporärem Speicher. Sie sind die kleinsten und schnellsten Speicherarten in Computersystemen.

Die Register stehen an der Spitze der Pyramide im Speicherhierarchie Die nächste Generation ist die der Computerarchitektur. CPU-Cache Beide spielen eine entscheidende Rolle dabei, dass die CPU Aufgaben so effizient und schnell wie möglich ausführen kann.

Wir haben auch gelernt, dass es viele Arten von Registern gibt, von denen jedes für einen bestimmten Zweck bestimmt ist. Wir hoffen, dass Sie die obige Frage jetzt und in Zukunft bequem beantworten können.