Como os registros funcionam em uma CPU

CPU

A maior quantidade de trabalho real no computador ocorre na CPU. A CPU possui muitas subpartes, incluindo uma unidade lógica e aritmética (ULA), uma unidade de controle (UC) e registradores. A ULA executa aritmética básica e compara dois valores para determinar se são iguais ou se um é maior. A CU gerencia o movimento de dados e instruções na CPU. Os registros vêm em três tipos: dados, endereços e índices, que ocorrem em quase todos os aspectos da operação da CPU. O tamanho de um registro depende da CPU; os mais simples possuem registros que aceitam 8 ou 16 bits de dados e os mais complexos possuem registros de 32, 48 ou 64 bits.

Registros de dados

Uma CPU pode trabalhar com dados em um dos três modos: entre dois registradores, entre registradores e um local de Memória de Acesso Aleatório (RAM) e entre dois locais de RAM. Como a CPU está diretamente conectada aos registradores, as operações envolvendo dois registros são as mais rápidas; aqueles que ocorrem entre os locais de RAM são os mais lentos. Ou seja, coloque dois registros juntos, adicione um registro a um local de RAM ou adicione dois locais de RAM. A CPU deve primeiro carregar os dados da RAM para os registros antes que possam ser usados; isso leva tempo, mas uma vez feito, as operações subseqüentes do registro são executadas rapidamente. CPUs simples possuem dois registros de dados; os mais avançados têm muitos.

Registros de endereço

Para que uma CPU armazene e recupere dados na RAM, ela deve ter o endereço da memória de informações. Essas operações envolvendo RAM usam registros de endereço de memória. A CPU não executa aritmética nesses registros; em vez disso, ele os usa para localizar os dados de que precisa. Por exemplo, um programa armazena o início do seu primeiro nome em um local de 100.000 RAM. A CPU processa seu primeiro nome movendo o número de 100.000 para um registrador de endereço e, em seguida, move cada letra para um registro de dados até atingir o final do nome.

Registro de índice

Uma CPU não pode fazer cálculos em registros de dados, embora possa fazê-lo indiretamente com um registro de índice. Ele trabalha com registros de dados, permitindo que um programa processe os threads de informações de maneira eficiente. Para processar seu primeiro nome, por exemplo, um programa move 100.000 para um registro de endereço e zero para um registro de índice. Uma operação nos índices adiciona o valor do índice ao registro de dados, recuperando a letra do local 100.000. Em seguida, o programa aumenta o índice em um e obtém a próxima letra. Repita este processo até ter movido o nome completo. Em si, o registro do índice faz muito pouco; Seu valor é que dá velocidade e conveniência para endereçar registros.