Registarska memorija je najmanja i najbrža memorija u računalu. Ona nije dio glavne memorije i nalazi se u CPU-u u obliku registara, koji su najmanji elementi za čuvanje podataka. Registar privremeno čuva često korištene podatke, upute i memorijske adrese koje treba koristiti CPU. Oni sadrže upute koje trenutno obrađuje CPU. Svi podaci moraju proći kroz registre prije nego što se mogu obraditi. Dakle, koristi ih CPU za obradu podataka koje su unijeli korisnici.

Registri sadrže malu količinu podataka od oko 32 do 64 bita. Brzina CPU-a ovisi o broju i veličini (br. bitova) registara koji su ugrađeni u CPU. Registri mogu biti različitih vrsta ovisno o njihovoj upotrebi. Neki od naširoko korištenih registara uključuju akumulator ili AC, registar podataka ili DR, adresni registar ili AR, programski brojač (PC), I/O adresni registar i još mnogo toga.

Arhitektura registarske memorije

• Ovu arhitekturu pokreću instrukcije putem kojih se operacije trebaju provoditi na registrima i memoriji. Arhitektura se naziva arhitektura registar plus memorija ako su svi operandi sadržani u registru.
• Operacija može imati dva operanda: jedan od njih može biti u memoriji, a drugi u registru. S druge strane, oba operanda operacije su ili u registru ili u memoriji, što je razlikuje od drugih arhitektura.
• Primjeri ove memorije su Intel x86 i IBM System/360.

• Broj registara u CPU-u je manji, a također su male veličine. Njegova veličina je manja od 64 bita. Brži je u usporedbi s diskovnom memorijom i primarnom memorijom. Veličina registara opće namjene utječe na veličinu riječi.
• Računalo daje upute za matični broj i adresu registra. Razni identifikatori registara uključuju R0, R1, R7, SP i PC. Registar služi kao poveznica između programa i pohrane podataka sustava.

Vrste i funkcije računalnih registara:

Operacije dohvaćanja, dekodiranja i izvršavanja tri su važne uloge koje igraju računalni registri. Upisnik prikuplja i pohranjuje upute o podacima korisnika na za to predviđenom mjestu. Upute se dešifriraju i obrađuju kako bi se korisniku pružio željeni rezultat. Kako bi se osiguralo da korisnik primi i razumije rezultate na očekivani način, informacije se moraju temeljito probaviti. Registri razumiju zadatke i pohranjuju ih u memoriju računala. Isti se korisniku dostavlja na njegov zahtjev. Obrada se provodi u skladu sa zahtjevima korisnika. Računalni sustav koristi razne registre za pohranjivanje podataka i smanjenje korištenja memorije. Svaki registar koji koristi CPU ima jedinstvenu funkciju. Vrste uobičajenih registara opisane su u nastavku.

binarno pretraživanje u Javi

Registar podataka:To je 16-bitni registar koji se koristi za pohranjivanje operanda (varijabli) kojima upravlja procesor. Privremeno pohranjuje podatke koji se prenose ili primaju s perifernog uređaja.Programski brojač (PC):Sadrži adresu memorijske lokacije sljedeće instrukcije, koju treba dohvatiti nakon završetka trenutne instrukcije. Dakle, koristi se za održavanje putanje izvršavanja različitih programa i tako izvršava programe jedan po jedan, kada se završi prethodna instrukcija.Registar instruktora:To je 16-bitni registar. Pohranjuje instrukcije koje se dohvaćaju iz glavne memorije. Dakle, koristi se za držanje kodova instrukcija koje treba izvršiti. Upravljačka jedinica preuzima upute iz Registra instruktora, zatim ih dekodira i izvršava.Registar akumulatora:To je 16-bitni registar koji se koristi za pohranjivanje rezultata koje proizvodi sustav. Na primjer, rezultati koje generira CPU nakon obrade pohranjuju se u AC registar.Adresa registra:To je 12-bitni registar koji pohranjuje adresu memorijske lokacije gdje su upute ili podaci pohranjeni u memoriji.I/O registar adresa:Njegov zadatak je specificirati adresu određenog I/O uređaja.I/O registar međuspremnika:Njegov zadatak je razmjena podataka između I/O modula i CPU-a.

Korištenje memorije registara

• CPU može pristupiti često korištenim podacima, uputama te adresi i lokaciji svega toga iz registara kad god je to potrebno. Registar pohranjuje upute koje će CPU obraditi. Svaki podatak prije obrade mora proći kroz registre. Stoga možemo zaključiti da korisnici unose podatke u registre koje CPU obrađuje.
• Registri omogućuju brzo prihvaćanje, pohranu i prijenos podataka, a bilo koja vrsta registra koristi se za izvršavanje preciznih zadataka koje CPU zahtijeva. Korisnici ne moraju imati puno znanja o registru jer ga CPU drži kao privremenu memoriju i međuspremnik podataka.
• Registri djeluju kao međuspremnici za kopiranje podataka iz glavne memorije tako da im procesor može pristupiti kad god je to potrebno. Podaci se čuvaju u registru kako bi registar znao lokaciju i adresu te ih mogao koristiti za određivanje IP adresa.
• U skladu sa zahtjevima, osnovni registar može modificirati računalne operacije ili operande, au uputama računalnog sustava, adresni dio može se dodati u registar.

Svaki CPU ima nekoliko bajtova dodijeljenih svojim registrima. Registar sadrži brzu memoriju i upute za rad na sustavu. Budući da kompajler pohranjuje privremene podatke u registar, a ne u RAM, kroz koji se programi izvode brže nego što bi trebali u sustavu.

Zašto nam je potrebna registarska memorija?

CPU registri su vrlo korisni za brzo rukovanje uputama. Nalazi se na vrhu hijerarhije računalne memorije i značajno je brža u usporedbi s drugom računalnom memorijom. Tu se mogu pohraniti bilo koje vrste malih podataka, uključujući registre, adrese i upute. Ovi registri omogućuju CPU-u da funkcionira učinkovito i smisleno.

Razlika između predmemorije i registra

Iako oba općenito pohranjuju podatke, predmemorija i registri međusobno se uvelike razlikuju. Svi podaci i upute uređaja koji se često koriste pohranjuju se u predmemoriju. Kao rezultat toga, ubrzava ukupnu izvedbu i rad računala. Registar, s druge strane, pohranjuje samo jednu informaciju, kao što je računalna uputa ili lokacija određenog podatka.

Razmotrimo razliku između registra i predmemorije. U nastavku se nalazi tablica u kojoj uspoređujemo dva pojma na temelju njihovih jedinstvenih karakteristika kako bismo ovu temu učinili jasnijom i razumljivijom.