La memoria di registro è la memoria più piccola e veloce di un computer. Non fa parte della memoria principale e si trova nella CPU sotto forma di registri, che sono gli elementi più piccoli che contengono dati. Un registro contiene temporaneamente dati, istruzioni e indirizzi di memoria utilizzati di frequente che devono essere utilizzati dalla CPU. Contengono istruzioni attualmente elaborate dalla CPU. Tutti i dati devono passare attraverso i registri prima di poter essere elaborati. Pertanto, vengono utilizzati dalla CPU per elaborare i dati immessi dagli utenti.

I registri contengono una piccola quantità di dati da 32 bit a 64 bit. La velocità di una CPU dipende dal numero e dalla dimensione (n. di bit) dei registri integrati nella CPU. I registri possono essere di diversi tipi in base al loro utilizzo. Alcuni dei registri ampiamente utilizzati includono accumulatore o AC, registro dati o DR, registro indirizzi o AR, contatore di programma (PC), registro indirizzi I/O e altro ancora.

Architettura della memoria di registro

• Questa architettura è guidata da istruzioni, attraverso le quali si devono effettuare operazioni sui registri e sulla memoria. L'architettura viene definita architettura di registro più memoria se tutti gli operandi sono contenuti nel registro.
• Un'operazione può avere due operandi: uno può essere in memoria e l'altro in un registro. D'altra parte, entrambi gli operandi dell'operazione si trovano nel registro o nella memoria, cosa che la distingue dalle altre architetture.
• Esempi di questa memoria sono Intel x86 e IBM System/360.

• Il numero di registri nella CPU è inferiore e sono anche di piccole dimensioni. La sua dimensione è inferiore a 64 bit. È più veloce rispetto alla memoria del disco e alla memoria primaria. La dimensione dei registri di uso generale influisce sulla dimensione della parola.
• Il computer fornisce le istruzioni per il numero di registrazione e l'indirizzo del registro. Vari identificatori di registro includono R0, R1, R7, SP e PC. Un registro funge da punto di connessione tra un programma e la memorizzazione dei dati del sistema.

Tipi e funzioni dei registri informatici:

Le operazioni di recupero, decodifica ed esecuzione sono i tre ruoli importanti che svolgono i registri dei computer. Il registro raccoglie e memorizza le istruzioni sui dati fornite dall'utente nella posizione designata. Le istruzioni vengono decifrate ed elaborate per fornire all'utente l'output desiderato. Per garantire che l'utente riceva e comprenda i risultati come previsto, le informazioni devono essere accuratamente digerite. I registri comprendono i compiti e li memorizzano nella memoria del computer. Lo stesso viene fornito all'utente su sua richiesta. Il trattamento viene effettuato in conformità con le esigenze dell'utente. Il sistema informatico utilizza una varietà di registri per archiviare dati e ridurre l'utilizzo della memoria. Ogni registro utilizzato dalla CPU ha una funzione unica. I tipi di registri comuni sono descritti di seguito.

Registro dati:È un registro a 16 bit, utilizzato per memorizzare gli operandi (variabili) che devono essere gestiti dal processore. Memorizza temporaneamente i dati che vengono trasmessi o ricevuti da un dispositivo periferico.Contatore del programma (PC):Contiene l'indirizzo della posizione di memoria dell'istruzione successiva, che deve essere recuperata dopo il completamento dell'istruzione corrente. Viene quindi utilizzato per mantenere il percorso di esecuzione dei diversi programmi e quindi esegue i programmi uno per uno, quando l'istruzione precedente viene completata.Registro Istruttori:È un registro a 16 bit. Memorizza l'istruzione recuperata dalla memoria principale. Quindi, viene utilizzato per contenere codici di istruzioni, che devono essere eseguiti. L'unità di controllo prende le istruzioni dal registro dell'istruttore, quindi le decodifica e le esegue.Registro dell'accumulatore:È un registro a 16 bit, che viene utilizzato per memorizzare i risultati prodotti dal sistema. Ad esempio, i risultati generati dalla CPU dopo l'elaborazione vengono memorizzati nel registro AC.Registro degli indirizzi:È un registro a 12 bit che memorizza l'indirizzo di una posizione di memoria in cui sono archiviate istruzioni o dati.Registro indirizzi I/O:Il suo compito è specificare l'indirizzo di un particolare dispositivo I/O.Registro buffer I/O:Il suo compito è scambiare i dati tra un modulo I/O e la CPU.

Utilizzo della memoria di registro

• La CPU può accedere ai dati utilizzati di frequente, alle istruzioni, nonché all'indirizzo e alla posizione di tutti questi dai registri quando necessario. Il registro memorizza le istruzioni che la CPU elaborerà. Prima del trattamento, ogni dato deve transitare attraverso i registri. Pertanto, possiamo concludere che gli utenti inseriscono i dati nei registri per essere elaborati dalla CPU.
• I registri consentono la rapida accettazione, archiviazione e trasmissione dei dati e qualsiasi tipo di registro viene utilizzato per svolgere i compiti precisi richiesti dalla CPU. Non è necessario che gli utenti siano molto informati sul registro perché la CPU lo mantiene come memoria temporanea e buffer di dati.
• I registri fungono da buffer per copiare i dati dalla memoria principale in modo che il processore possa accedervi ogni volta che è necessario. I dati vengono conservati nel registro in modo che il registro sia a conoscenza dell'ubicazione e dell'indirizzo e possa utilizzare tali informazioni per determinare gli indirizzi IP.
• A seconda delle esigenze, il registro di base può modificare le operazioni o gli operandi del computer e, nelle istruzioni del sistema informatico, la parte dell'indirizzo può essere aggiunta al registro.

Ogni CPU ha alcuni byte assegnati ai suoi registri. Il registro contiene memoria veloce e istruzioni per intervenire sul sistema. Poiché il compilatore memorizza i dati temporanei nel registro anziché nella RAM, attraverso la quale i programmi vengono eseguiti più rapidamente di quanto dovrebbero nel sistema.

Perché abbiamo bisogno della memoria dei registri?

I registri della CPU sono molto utili per gestire rapidamente le istruzioni. È in cima alla gerarchia della memoria del computer ed è significativamente più veloce rispetto ad altre memorie del computer. Qui è possibile memorizzare qualsiasi tipo di piccolo dato, inclusi registri, indirizzi e istruzioni. Questi registri consentono alla CPU di funzionare in modo efficace e significativo.

Differenza tra memoria cache e registro

Sebbene entrambi generalmente memorizzino dati, la memoria cache e i registri differiscono notevolmente l'uno dall'altro. Tutti i dati e le istruzioni utilizzati di frequente da un dispositivo vengono archiviati nella memoria cache. Di conseguenza, accelera anche le prestazioni e il funzionamento complessivi del computer. Il registro, invece, memorizza solo una singola informazione, come un'istruzione del computer o la posizione di un dato specifico.

Parliamo della differenza tra registro e memoria cache. Di seguito è riportata una tabella in cui confrontiamo i due termini sulla base delle loro caratteristiche uniche per contribuire a rendere questo argomento più chiaro e comprensibile.