Allgemeine Registerorganisation in einer CPU
Allgemeine Register sind ein entscheidender Bestandteil der Architektur einer CPU und dienen als temporäre Speicherorte für die verarbeiteten Daten. Sie sind für die Aufbewahrung unerlässlich:
* Operanden: Daten, die an arithmetischen und logischen Operationen beteiligt sind.
* Zwischenergebnisse: Ergebnisse von Berechnungen, bevor sie im Speicher gespeichert werden.
* Adressen: Standorte im Speicher, an denen Daten gespeichert sind.
* Zeiger: Befasst sich mit anderen Datenorten.
Hier ist, wie allgemeine Register in einer CPU organisiert sind:
1. Anzahl der Register:
* Jede CPU-Architektur hat eine bestimmte Anzahl allgemeiner Register.
* Moderne CPUs haben typischerweise 16-32 allgemeine Register. Diese Zahl variiert basierend auf der Architektur und ihren Fähigkeiten.
2. Register Benennung:
* Register werden typischerweise mit Buchstaben (wie R0, R1, R2 ...), Zahlen (wie R0, R1, R2 ...) oder einer Kombination aus beiden (wie AX, BX, CX, DX) benannt.
* Die spezifische Namenskonvention hängt von der CPU -Architektur ab.
3. Registergröße:
* Jedes Register kann eine bestimmte Datengröße enthalten. Diese Größe wird typischerweise durch die Wortgröße der Architektur (z. B. 32-Bit oder 64-Bit) bestimmt.
* Register können Datentypen wie Ganzzahlen, Floating-Punkt-Nummern oder Speicheradressen enthalten.
4. Registerallocation:
* Der Compiler- oder Assembly -Programmierer weist bestimmten Registern Werte zu, die auf den Anforderungen des Programms basieren.
* Register werden häufig verwendet, um häufig zugegriffene Daten zu halten, um die Speicherzugriffszeiten zu minimieren.
5. Nutzungsnutzung:
* Einige Register können für bestimmte Zwecke (z. B. Stapelzeiger, Rahmenzeiger) bezeichnet werden, während andere allgemeiner für die Datenmanipulation verwendet werden können.
Beispiel:x86 Architektur
Die x86-Architektur verwendet eine Reihe von allgemeinen Registern wie:
* eax: Anhäufung des Registers für arithmetische Operationen.
* ebx: Basisregister für die Adressierung des Speichers.
* ECX: Gegenregister für Schleifen und Stringoperationen.
* edx: Datenregister für E/A -Operationen und arithmetische Operationen.
Vorteile der allgemeinen Register:
* Schnellerer Zugriff: Die Register befinden sich direkt auf der CPU und ermöglichen einen viel schnelleren Datenzugriff als RAM.
* Flexibilität: Register können für verschiedene Zwecke verwendet werden, wodurch sie an verschiedene Aufgaben anpassbar sind.
* reduziertem Speicherverkehr: Wenn Sie häufig verwendete Daten in Registern halten, werden die Notwendigkeit des häufigen Speicherzugriffs reduziert, was zu einer schnelleren Programmausführung führt.
Insgesamt spielen allgemeine Register eine entscheidende Rolle bei der effizienten Datenverarbeitung innerhalb einer CPU. Ihre Organisation und Nutzung beeinflussen die Leistung einer CPU erheblich und wie Programme ausgeführt werden.
