Como os registros funcionam em uma CPU

A CPU (Central Processing Unit), uma parte importante de todos os computadores, é um dispositivo complexo e sofisticado. Suas várias partes fazem comparações lógicas, aritméticas e outras operações com dados. Uma CPU possui um conjunto de unidades de armazenamento de dados conhecidas como registros; Isso permite que a CPU execute suas várias tarefas em velocidades muito altas. Dependendo do registro, você pode ter dados ou pontos dos locais da memória que possuem dados.

CPU

A maior quantidade de trabalho real em um computador ocorre na CPU. A CPU possui muitas sub-partes, incluindo uma unidade aritmética e lógica (ALU), uma unidade de controle (CU) e registradores. A ALU executa aritmética básica e compara dois valores para determinar se são iguais ou se um é maior. A UC gerencia o movimento de dados e instruções na CPU. Os registros vêm em três tipos: dados, endereços e índice, 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 operar com dados em um dos três modos: entre dois registros, entre registros e um local de RAM (Random Access Memory) e entre dois locais de RAM. Como a CPU está diretamente conectada aos registros, as operações que envolvem dois registros são as mais rápidas; aqueles entre os locais de RAM são os mais lentos. Ou seja, junte dois registros, adicione um registro a um local da RAM ou adicione dois locais da RAM. A CPU deve primeiro carregar os dados da RAM nos registros antes de poder ser usada; Isso leva tempo, mas uma vez feito, as operações subseqüentes do registro são executadas rapidamente. CPUs simples têm 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. As operações que envolvem 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 100.000 para um registro de endereço e, em seguida, mova cada letra para um registro de dados até que chegue ao final do nome.

Registro de índice

Uma CPU não pode fazer matemática 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 encadeamentos de informações com eficiência. 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 esse processo até mover o nome inteiro. Em si, o registro do índice faz muito pouco; Seu valor é que ele oferece maior velocidade e conveniência para endereçar registros.

Referências

 

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