Registrer deg (IT)

Et register (på engelsk : processor register ), i informatikk og i arkitekturen til datamaskiner , er en liten del av minnet som brukes til å fremskynde kjøringen av programmer ved å gi rask tilgang til verdiene som brukes oftest og/eller typisk , verdiene som er i bruk i en bestemt del av en beregning.

Beskrivelse

Begrepet brukes ofte for utelukkende å referere til gruppen av registre som kan adresseres direkte av mikroprosessorens inn- og utgangsinstruksjoner . Mer korrekt kalles disse registrene "arkitekterte registre". For eksempel, i x86 -arkitekturen er det et sett med åtte registre som kan brukes av maskinspråkinstruksjoner , men CPU -en vil inneholde mange flere registre for intern bruk eller med spesielle funksjoner.

Registre utgjør det høyeste punktet i minnehierarkiet, og er den raskeste mekanismen for systemet til å manipulere data. Registre måles normalt etter antall biter de kan inneholde (for eksempel 8-bits registre eller 32-biters registre ). For tiden implementeres registre normalt med registerfiler , men tidligere har de blitt implementert ved hjelp av individuelle flip-flops , høyhastighets ferrittkjerneminne , tynnfilmminne og forskjellige andre måter.

De fleste moderne datamaskinarkitekturer ( RISC , eller mer generisk load-store- arkitekturer ) er basert på en pipeline-arkitektur som drar nytte av å begrense minnetilgangen til kun å laste og lagre instruksjoner, kun bruke registre og konstanter for å utføre alle andre instruksjoner.

Klassifisering

Klasser av registre

Det er mange klasser av registre:

• Dataregistre: brukes til å lagre hele tall . I enklere eller eldre CPUer er et spesielt dataregister akkumulatoren , som brukes til aritmetiske beregninger.
• Adresseregistre: brukes til å lagre adresser og for å få tilgang til minne.
• Generisk register: kan inneholde både data og adresser (for eksempel RWR ).
• Flytende kommaregistre : brukes til å lagre flyttallnummer .
• Konstante registre: inneholder skrivebeskyttede data (f.eks. null, en, pi, etc.).
• Vektorregistre: inneholder data brukt av enkel instruksjon, multiple data ( SIMD ) instruksjoner .
• Spesialregistre: inneholder interne CPU-data, som programteller , stabelpeker og statusregister .
  • Instruksjonsregister: Inneholder gjeldende instruks.
  • Indeksregistre : de brukes til å endre adressen til operandene .
• I noen arkitekturer er det prosessormodellspesifikke registre, som lagrer prosessordata og innstillinger. Siden registre er knyttet til særegne egenskaper ved en spesifikk modell, er tilstedeværelsen eller den samme operasjonen i påfølgende generasjoner av den prosessoren ikke garantert.
• Det er også registre dedikert til henting (overføring fra RAM til CPU).

Maskinvareregistre på fastvarenivå ligner prosessorregistre, men finnes eksternt til CPU-ene .

Mikroprosessorregistre

Mikroprosessorregistrene gir et raskere og lavere minnenivå enn hovedminnet og utfører hovedsakelig følgende to funksjoner:

• brukersynlige registre: registre som kan optimaliseres av programmereren på maskinspråk eller Assembler-nivå. I tilfeller med høynivåprogrammering vil kompilatoren prøve å gjøre intelligente valg angående variablene som skal tilordnes registrene og plasseringen av minnet. Det er tilfeller der det er mulig med høynivåspråk (som med C ) å spesifisere for kompilatoren hvilke variabler de ønsker å lagre i registrene. De er vanligvis registre som er tilgjengelige for både applikasjons- og systemprogrammer. Disse registrene er data, adresser og tilstandskoder. Dataregistrene kan tilordnes av programmereren til ulike funksjoner. De er vanligvis begrenset til bestemte typer funksjoner (for eksempel registre dedikert til flyttalloperasjoner), men de kan brukes i alle maskininstruksjoner. Adresseregistrene inneholder adressene til dataene og instruksjonene i minnet. Disse registrene kan være av en generell type eller dedikert til en bestemt adresseringsmodus ( indeksregister , segmentpeker , stabelpeker );

• status- og kontrollregistre: brukes av CPU for å kontrollere operasjonene og av operativsystemet for sine privilegerte rutiner for kontroll av kommandoutførelse.

Eksempler

Antall registre varierer betydelig mellom de ulike arkitekturene i henhold til alder på ISA og typen arkitektur: for eksempel har RISC- arkitekturer en tendens til å være utstyrt med et høyt antall registre, mens CISC- arkitekturer som er eldre i gjennomsnitt har en tendens til å ha en lite antall registre selv om de nyeste prosessorene ofte har et stort antall skjulte registre som brukes til å implementere superskalær kjøring av programmer.

Prosessor	Hele registre	FPU- registre
Intel Core Duo	8	8
Intel Core 2 Duo	16	16
Pentium 4	8	8
Pentium 4 med EM64T	16	16
Athlon 64	16	16
Athlon MP	8	8
Opteron 240	16	16
Itanium 2	128	128
UltraSPARC IIIi	32	32
POWER3	32	32
MOS 6502	3	0

Relaterte elementer

• Minne (datamaskin)
• Program (datavitenskap)

Andre prosjekter

• Wikimedia Commons inneholder bilder eller andre loggfiler