Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) είναι ένα πολύπλοκο αλλά και κρίσιμο κομμάτι υλικού. Είναι ο "εγκέφαλος" ενός συστήματος υπολογιστή και είναι υπεύθυνη για τις διάφορες εργασίες που εκτελεί ο υπολογιστής. Κατά την εκτέλεση αυτών των εργασιών, πραγματοποιεί πολλούς υπολογισμούς. Εξ ου και το ερώτημα: πού αποθηκεύει η CPU τους υπολογισμούς της;

Η CPU χρησιμοποιεί καταχωρητές για την αποθήκευση όλων των υπολογισμών της. Οι καταχωρητές είναι μια προσωρινή μνήμη, παρόμοια με την κρυφή μνήμη της CPU και τη μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM). Αλλά, οι καταχωρητές είναι αρκετά μικρότεροι και ταχύτεροι.

Υπάρχουν διάφοροι καταχωρητές της CPU, όπως οι καταχωρητές δεδομένων, διευθύνσεων και κατάστασης, μεταξύ άλλων. Κάθε τύπος χρησιμοποιείται για διαφορετικό σκοπό. Για παράδειγμα, οι καταχωρητές δεδομένων βοηθούν στην αποθήκευση αριθμητικών δεδομένων, οι καταχωρητές κατάστασης κρατούν τιμές αλήθειας κ.λπ.

Έχουμε μια λεπτομερή κάλυψη για αυτό και για άλλα παρακάτω. Επομένως, συνεχίστε να διαβάζετε για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτές τις περιοχές αποθήκευσης της CPU, τον τρόπο λειτουργίας τους και τους διάφορους διαθέσιμους τύπους.

Πού αποθηκεύει η CPU τους υπολογισμούς της;

Η CPU αποθηκεύει τους υπολογισμούς της σε μοναδικούς τύπους προσωρινής μνήμης, γνωστούς ως καταχωρητές. Χρησιμοποιεί μητρώα επειδή είναι πιο αποτελεσματικό αποθήκευση δεδομένων εκεί από το στο Κρυφή μνήμη CPU ή ακόμη και RAM .

Οι καταχωρητές αποτελούν μέρος της αρχιτεκτονικής της CPU και δεν μπορείτε να τους αλλάξετε (να τους προσθέσετε ή να τους αφαιρέσετε). Αποτελούνται από μια μικρή ποσότητα υπερταχείας αποθήκευσης στην οποία μπορεί να γίνει τυχαία πρόσβαση. Ορισμένοι καταχωρητές είναι Μόνο για ανάγνωση ή Write-Only για συγκεκριμένους λόγους.

Αυτοί οι προσωρινοί τύποι μνήμης δεν αποτελούν μέρος της κύριας μνήμης (RAM), αλλά μερικές φορές τους αποδίδεται μια διεύθυνση μνήμης. Η CPU του υπολογιστή σας παίρνει δεδομένα από άλλους πιο σημαντικούς τύπους μνήμης. Στη συνέχεια τα φορτώνει σε καταχωρητές για υπολογισμούς και σκοπούς αποθήκευσης Μόλις τα δεδομένα υποβληθούν σε επεξεργασία, συνήθως αποθηκεύονται στη μνήμη RAM (μνήμη του συστήματος) για να δημιουργηθεί χώρος για νέες αναλύσεις.

Καταχωρητές και ιεραρχία μνήμης

Έχετε ακούσει ποτέ τον όρο Ιεραρχία μνήμης πριν; Λοιπόν, χρησιμοποιείται συνήθως στην αρχιτεκτονική των υπολογιστών για να περιγράψει τους διάφορους τύπους μνήμης και τον τρόπο λειτουργίας τους. Οι σκληροί δίσκοι, για παράδειγμα, είναι πιο αργοί και μεγαλύτεροι τύποι μνήμης και τοποθετούνται στο κάτω μέρος της ιεραρχίας. Οι καταχωρητές της CPU είναι οι ταχύτερο (σειρά του χρόνου πρόσβασης) και το μικρότερο Έτσι, τοποθετούνται στην κορυφή της μνήμης. κορυφή της πυραμίδας, ακολουθούμενη από την κρυφή μνήμη της CPU .

Οι καταχωρητές της CPU έχουν διαφορετικά μεγέθη . Το μέγεθος μιας μνήμης καταχωρητών καθορίζεται από τον αριθμό των bits που μπορεί να χωρέσει. Για παράδειγμα, ο πιο συνηθισμένα μεγέθη καταχωρητών είναι 8-bit (εννοώντας 8 bits ), 12-bit , 16-bit , 32-bit , και 64-bit Οι καταχωρητές μπορούν μερικές φορές να λειτουργούν με διαφορετικούς τρόπους, πράγμα που σημαίνει ότι μια 32-bit το μητρώο μπορεί να χωριστεί σε 8-bit μεγέθη 4 φορές Αυτό του επιτρέπει να αποθηκεύει ταυτόχρονα διάφορα δεδομένα.

Η κρυφή μνήμη και οι καταχωρητές της CPU είναι κρίσιμα εξαρτήματα που δεν μπορούν να παραβλεφθούν. Η CPU τα χρειάζεται για να εκτελεί τις εργασίες της λογικά και με τη μέγιστη δυνατή απόδοση. Αν δεν υπήρχε η κρυφή μνήμη, οι CPU θα έπρεπε να φορτώνουν δεδομένα από τη μνήμη RAM, καθιστώντας τους υπολογιστές πολύ αργούς.

Πώς λειτουργούν οι καταχωρητές της CPU;

Αναφέραμε ότι οι καταχωρητές είναι διαφόρων τύπων (βρείτε λεπτομέρειες παρακάτω) για διάφορους σκοπούς. Συχνά είτε κρατούν δεδομένα είτε διευθύνσεις για να βοηθήσουν στην εύρεση των δεδομένων που είναι αποθηκευμένα αλλού στο σύστημα. Τα δεδομένα αποθηκεύονται συνήθως - στην κρυφή μνήμη της CPU ή στη μνήμη RAM.

Για παράδειγμα, καταχωρητές ευρετηρίου στις αριθμητικές τους εργασίες κατέχουν διευθύνσεις που να επιτρέπει στην ΚΜΕ να βρίσκει τα απαιτούμενα δεδομένα . τα μητρώα δεικτών διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην ενίσχυση της αποδοτικότητας της ΚΜΕ Μειώνουν σημαντικά τη χρήση μνήμης και επιταχύνουν την ταχύτητα εκτέλεσης της CPU.

Τύποι μητρώων

Αν δεν το γνωρίζατε, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι καταχωρητών. Και όλοι τους λειτουργούν για να βοηθήσουν τη CPU να εκτελέσει τις διάφορες λειτουργίες της. αριθμός και τύποι μητρώων μιας CPU εξαρτώνται από το αρχιτεκτονική . Κάποιοι παίζουν πιο σημαντικούς ρόλους από άλλους.

Έχουμε αναφέρει ορισμένους από αυτούς τους καταχωρητές της CPU παρακάτω για να σας δώσουμε μια γενική ιδέα για το πώς λειτουργούν. Ρίξτε μια ματιά!

• Σταθεροί καταχωρητές - Αποθηκεύουν Μόνο για ανάγνωση αξίες.
• Καταχωρητές διευθύνσεων - Κατάστημα διευθύνσεις δεδομένων , τα οποία βοηθούν τη CPU στον εντοπισμό δεδομένων στη μνήμη RAM.
• Μητρώο δεδομένων - Αποθηκεύουν αριθμητικά δεδομένα χρησιμοποιείται για αριθμητικές εργασίες.
• Καταχωρητές κατάστασης - Κρατήστε τιμές αλήθειας που βοηθούν τη CPU να καθορίσει αν πρέπει να εκτελέσει μια εντολή.
• Διανυσματικός καταχωρητής - Διατηρούν δεδομένα για επεξεργασία διανυσμάτων .
• Καταχωρητές εντολών - Κατάστημα οδηγίες που εκτελεί η CPU αυτή τη στιγμή.

Υπάρχουν αρκετοί άλλοι τύποι καταχωρητών- μπορείτε να δείτε έναν αναλυτικό κατάλογο εδώ. Όλοι αυτοί οι καταχωρητές συνεργάζονται αρμονικά με την ΚΜΕ για να κάνουν τις λειτουργίες του υπολογιστή σας αποδοτικές, γρήγορες και 100% επιτυχημένη.

Συμπέρασμα

Πού αποθηκεύει η CPU τους υπολογισμούς της; Μάθαμε ότι η CPU χρησιμοποιεί μητρώα Οι καταχωρητές είναι ειδικοί τύποι προσωρινής μνήμης. Είναι οι μικρότεροι και ταχύτεροι τύποι μνήμης στα συστήματα υπολογιστών.

Τα μητρώα βρίσκονται στην κορυφή της πυραμίδας στην ιεραρχία μνήμης της αρχιτεκτονικής των υπολογιστών. Ο επόμενος στη σειρά είναι ο Κρυφή μνήμη CPU Και οι δύο παίζουν κρίσιμο ρόλο στο να είναι η ΚΜΕ όσο το δυνατόν πιο αποδοτική και γρήγορη στην εκτέλεση εργασιών.

Μάθαμε επίσης ότι υπάρχουν πάρα πολλοί τύποι μητρώων. Κάθε τύπος είναι σχεδιασμένος για συγκεκριμένο σκοπό. Έτσι, ελπίζουμε ότι μπορείτε να απαντήσετε με άνεση στην παραπάνω ερώτηση τώρα και στο μέλλον.