¿Qué son los registros en la CPU?

¡Permítanme explicar esto usando una analogía simple pero hermosa!

Imagine que es un carpintero que tiene que reparar algo en la casa de un cliente.

Aparece en la dirección del cliente con su automóvil y comienza a trabajar de inmediato. Desde su automóvil, recoge su caja de herramientas y entra a la casa para comenzar a trabajar.
La caja de herramientas contiene sus herramientas más utilizadas, donde al dejar las herramientas que usa con menos frecuencia en el automóvil. Y los que usa muy raramente están en su tienda / garaje / en casa.

Una vez que comienza a trabajar en el trabajo, se da cuenta de que utiliza algunas herramientas, desde su caja de herramientas, con más frecuencia que otras, para el trabajo requerido a mano, y por lo tanto las mantiene en su mano o cinturón para permitir un acceso más rápido.

¡Este pequeño cuento se puede transferir directamente a la memoria de la computadora!

Lo más probable es que haya oído hablar de los diferentes tipos de almacenamiento en una computadora; si no, se enumeran a continuación, y todo esto se puede explicar con esta simple analogía:

• Los registros son las unidades de almacenamiento más pequeñas y rápidas que tiene una CPU: estas son las manos del trabajador, permiten un acceso rápido a las herramientas, pero no pueden contener mucho.
• El caché de una CPU es más pequeño, más grande y más lento: este es el cinturón de utilidad del trabajador.
• La RAM es la caja de herramientas del trabajador: puede almacenar más, pero tomará más tiempo acceder.
• El almacenamiento primario de una computadora es mucho más lento que el mencionado anteriormente, pero puede almacenar mucho, mucho más: este es el automóvil del trabajador.
• Y finalmente, algo como un servidor remoto o una página web se puede comparar con la casa / garaje / tienda del trabajador. Aquí puede almacenar la mayoría de las cosas, pero le llevará un tiempo recuperarlo, para poder usarlo.

Los registros son pequeñas áreas de memoria que la CPU puede usar como espacios de trabajo. Muchas instrucciones de la CPU funcionan con datos de los registros, copian datos de la memoria a los registros o copian datos de los registros a la memoria. En general, para hacer algo interesante con los datos, primero debe copiarse en un registro.

Un registro es un área de almacenamiento donde se guardan los bytes para los cálculos. No soy bueno para explicar esto. Piense en un área de la CPU llamada registro X, que tiene un número binario y luego tiene el registro Y que tiene otro número binario. La CPU recibe una instrucción y las agrega y las coloca en el registro Z como resultado.

Esto es similar a una calculadora, ingresa números y cada uno va a un registro. Luego, emite un comando para sumar, restar, etc. La calculadora lee los registros y los ejecuta en ellos.

Si alguna vez ve una película antigua con las luces parpadeantes de una computadora, cada conjunto de luces parpadeantes representa el valor binario de su registro conectado. Si se bloquearon, tomaría una fotografía de la matriz de luces antes de reiniciar. Eso sería analizado para ver qué bloqueó la computadora, si es posible.

Un registro es una ubicación de almacenamiento a corto plazo a la que la CPU puede acceder rápidamente y, por cierto, la CPU tendrá múltiples registros. Uno contendrá la dirección de memoria de la próxima instrucción ejecutable. Se pueden almacenar dos valores para sumar (o restar) en registros separados y una instrucción de CPU los agregará (o restará) dejando el resultado en uno de los dos registros. Una operación dividida por dos actuará sobre un valor en un registro, desplazando los bits en el registro una posición de bit a la derecha; una operación de multiplicar por dos desplazará los bits en el registro una posición de bit a la izquierda.

Y etc.

Una CPU necesita acceder a la información almacenada para procesar datos y calcular. Cuanto más lejos estén los datos, más tiempo llevará procesarlos. Colectivamente, la memoria a la que puede acceder la CPU forma la jerarquía de memoria.

Los registros son la memoria más cercana y rápida, pero también la más escasa y costosa en términos de área de matriz de silicio. Ahí es donde una CPU almacena las cosas en las que está trabajando AHORA MISMO.

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Registro de procesador – Wikipedia

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Un registro de CPU es una ubicación rápidamente accesible (énfasis en rápidamente, 1 ciclo de CPU en la mayoría de los casos), generalmente una cantidad muy pequeña de almacenamiento ubicada en el mismo circuito.

Dependiendo de la arquitectura de la CPU, algunos registros pueden tener un propósito especial o ser de solo lectura.

Un registro es un dispositivo de almacenamiento con poca memoria y un tiempo de acceso extremadamente bajo. Se utiliza para almacenar datos de uso frecuente para que el procesador pueda acceder a los datos desde el registro y no desde la memoria principal comparativamente más lenta.

Es una ubicación de memoria de alta velocidad dentro de la CPU.