واحد پردازش مرکزی (CPU) یک قطعه سخت افزاری پیچیده و در عین حال حیاتی است. این "مغز" یک سیستم کامپیوتری است و مسئول وظایف مختلفی است که کامپیوتر انجام می دهد. در حین اجرای این وظایف محاسبات زیادی انجام می دهد. از این رو سوال؛ CPU محاسبات خود را در کجا ذخیره می کند؟

CPU از ثبات ها برای ذخیره تمامی محاسبات خود استفاده می کند. رجیسترها یک حافظه موقت هستند، شبیه حافظه نهان CPU و حافظه دسترسی تصادفی (RAM). اما رجیسترها بسیار کوچکتر و سریعتر هستند.

رجیسترهای CPU متفاوتی از جمله ثبت داده ها، آدرس و وضعیت و سایر موارد وجود دارد. هر نوع برای اهداف متفاوتی استفاده می شود. به عنوان مثال، ثبت داده ها به ذخیره داده های عددی کمک می کنند. رجیسترهای وضعیت دارای مقادیر صدق و غیره هستند.

ما در زیر پوشش مفصلی از این و موارد دیگر داریم. بنابراین، لطفاً به خواندن ادامه دهید تا در مورد این مناطق ذخیره سازی CPU، نحوه کار آنها و انواع مختلف آنها بیشتر بدانید.

CPU محاسبات خود را در کجا ذخیره می کند؟

CPU محاسبات خود را در انواع منحصر به فرد حافظه موقت که به عنوان ثبات شناخته می شوند. از رجیسترها استفاده می‌کند زیرا کارآمدتر ذخیره‌سازی داده‌ها در آنجا از در کش CPU یا حتی RAM است.

رجیسترها بخشی از معماری CPU هستند و شما نمی توانید آنها را تغییر دهید (اضافه یا حذف کنید). آنها از مقدار کمی ذخیره سازی فوق سریع تشکیل شده اند که می تواند باشدبه صورت تصادفی قابل دسترسی است. برخی از رجیسترها به دلایل خاص فقط خواندنی یا فقط نوشتنی هستند.

این نوع حافظه موقت بخشی از حافظه اصلی (RAM) نیستند، اما گاهی اوقات یک آدرس حافظه به آنها اختصاص داده می شود. CPU رایانه شما داده ها را از انواع مهمتر حافظه می گیرد. سپس آن را در رجیسترها برای محاسبات و اهداف ذخیره سازی بارگیری می کند . هنگامی که داده ها پردازش می شوند، معمولاً در RAM (حافظه سیستم) ذخیره می شوند تا فضایی برای تجزیه و تحلیل های جدید ایجاد شود.

رجیسترها و سلسله مراتب حافظه

آیا قبلاً واژه سلسله مراتب حافظه را شنیده اید؟ خوب، معمولاً در معماری رایانه برای توصیف انواع مختلف حافظه و نحوه کار آنها استفاده می شود. به عنوان مثال، هارد دیسک ها از انواع حافظه های کندتر و بزرگتر هستند و به صورت سلسله مراتبی در پایین قرار می گیرند. رجیسترهای CPU سریعترین (ترتیب زمان دسترسی) و کوچکترین نوع حافظه هستند. بنابراین، آنها در بالای هرم، به دنبال حافظه نهان CPU قرار می گیرند.

رجیسترهای CPU اندازه های مختلفی دارند . اندازه یک حافظه رجیستر با تعداد بیت هایی که می تواند نگه دارد تعیین می شود. به عنوان مثال، متداول ترین اندازه های ثبت 8 بیتی (به معنی 8 بیت )، 12 بیت <6 هستند>، 16 بیت ، 32 بیت و 64 بیت . ثبات ها گاهی اوقات می توانند در حالت های مختلف کار کنند، به این معنی که یک ثبات 32 بیتی را می توان به 8 بیت اندازه 4 بار . این به آن امکان می‌دهد تا داده‌های مختلف را به طور همزمان ذخیره کند.

حافظه پنهان CPU و رجیسترها اجزای مهمی هستند که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت. CPU به آنها نیاز دارد تا وظایف خود را به طور معقول و با حداکثر کارایی انجام دهد. اگر حافظه نهان وجود نداشت، CPU ها باید داده ها را از RAM بارگیری کنند، که باعث می شود کامپیوترها بسیار کند شوند.

ثبت‌کننده‌های CPU چگونه کار می‌کنند؟

ما اشاره کردیم که ثبات‌ها انواع مختلفی دارند (جزئیات را در زیر بیابید) برای اهداف مختلف. آنها اغلب داده ها یا آدرس هایی را برای کمک به یافتن داده های ذخیره شده در جای دیگر سیستم نگه می دارند. داده ها معمولاً در حافظه پنهان CPU یا RAM ذخیره می شوند.

به عنوان مثال، رجیسترهای فهرست در وظایف محاسباتی خود آدرس هایی را نگه می دارند که CPU را قادر می سازد داده های مورد نیاز را پیدا کند رجیسترهای شاخص نقش مهمی در افزایش کارایی CPU دارند . آنها مصرف حافظه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند و سرعت اجرای CPU را افزایش می دهند.

انواع ثبت

اگر نمی دانستید، انواع مختلفی از رجیسترها وجود دارد. و همه آنها برای کمک به CPU در اجرای عملیات متنوع خود کار می کنند. تعداد و انواع رجیسترها یک CPU به معماری آن بستگی دارد. برخی از آنها نقش مهم تری نسبت به دیگران دارند.

ما برخی از این رجیسترهای CPU را در زیر ذکر کرده ایم تا به شما یک ایده کلی از نحوه عملکرد آنها ارائه دهیم. نگاهی بیندازید!

• ثابتRegisters – آنها مقادیر Read-Only را ذخیره می کنند.
• Address Registers – ذخیره آدرس های داده ، که به CPU در مکان یابی داده ها کمک می کند. در RAM.
• Data Register – آنها داده های عددی مورد استفاده برای کارهای حسابی را ذخیره می کنند.
• Status Register – نگه دارید مقادیر حقیقت که به CPU کمک می کند تا تعیین کند آیا باید یک دستورالعمل را اجرا کند یا خیر.
• Vector Register - آنها داده ها را برای پردازش برداری نگهداری می کنند.
• Instruction Registers – ذخیره دستورالعمل که CPU در حال حاضر در حال اجرای آن است.

چندین نوع دیگر از Register وجود دارد. شما می توانید یک لیست جامع را در اینجا ببینید. همه این رجیسترها به طور هماهنگ با CPU کار می کنند تا عملیات رایانه شما کارآمد، سریع و 100% موفقیت آمیز باشد.

نتیجه گیری

CPU محاسبات خود را در کجا ذخیره می کند؟ ما آموخته ایم که CPU از رجیسترها برای ذخیره محاسبات خود استفاده می کند. ثبات ها انواع خاصی از حافظه موقت هستند. آنها کوچکترین و سریعترین نوع حافظه در سیستمهای کامپیوتری هستند.

رجیسترها در سلسله مراتب حافظه معماری کامپیوتر در بالای هرم قرار دارند. مورد بعدی کش CPU است. هر دو نقش مهمی در قادر ساختن CPU به کارآمدی و سرعت هر چه بیشتر در اجرای وظایف دارند.

ما همچنین آموخته ایم که انواع بسیاری از رجیسترها وجود دارد. هر نوع برای هدف خاصی طراحی شده است. بنابراین،امیدواریم در حال حاضر و در آینده بتوانید به راحتی به سوال فوق پاسخ دهید.