Was ist ein Kontrollregister?
Obwohl der primäre Systemspeicher eines Computers ein Arbeitsspeicher (RAM) ist, der in der Regel an die Hauptplatine angeschlossen und mit dem Prozessor des Computers verbunden ist, ist RAM nicht der einzige Speichertyp eines Computers. Die Zentraleinheit (CPU) enthält auch eine begrenzte Menge an Speicher, so dass Daten extrem schnell verschoben werden können. Diese Stellen werden als Register bezeichnet. Das Steuerregister auf einem Computer ist eine Art Register, das das grundlegende Verhalten der CPU des Computers steuert oder ändert.
Stellen Sie sich das Steuerregister wie eine winzige Schublade in der CPU vor, auf die der Computer viel einfacher zugreifen kann als auf andere Speicherstellen im System. Indem das Steuerregister auf den physischen CPU-Chip gelegt wird, werden Latenzen vermieden und die Zugriffsgeschwindigkeit auf einen viel höheren Wert als an anderen Stellen im System erhöht. Der Computer verwendet es daher für die wichtigsten CPU-Aufgaben, um einen reibungslosen und effizienten Betrieb des Computers zu gewährleisten.
Ohne ein Steuerregister könnte die CPU Daten nur speichern, indem sie sie über den Front-Side-Bus (FSB) zum RAM sendet. Darüber hinaus konnten Daten nur abgerufen werden, indem sie über den Front-Side-Bus aus dem Speicher zurückgezogen wurden. Obwohl dies trivial klingt, ist die Bandbreite des Front-Side-Busses - die maximale Datenmenge, die gleichzeitig übertragen werden kann - sehr begrenzt. Wenn Tausende von Daten pro Sekunde übertragen werden, wird dies schnell zu einem ernsthaften Engpass für den Computer, der zu Verzögerungen führt und den Fluss grundlegender Vorgänge unterbricht. Durch die Verwendung eines Kontrollregisters müssen die Daten kaum noch übertragen werden. Es ist der Unterschied zwischen der Aufbewahrung in einer Schreibtischschublade, in der sie sich in unmittelbarer Nähe befinden, und der Aufbewahrung in einem Briefkasten am Ende der Einfahrt.
Die Hauptverwendungen für das Steuerregister umfassen die Steuerung von Interrupts, Paging-, Adressierungs- und Coprozessor-Funktionen. Interrupts treten auf, wenn ein Hardwaregerät auf dem Computer ein "Notfall" -Signal an die CPU sendet und diese dazu auffordert, ihre aktuellen Aktivitäten zu beenden, um ein bestimmtes Problem zu beheben. Adressierung bezieht sich auf das Finden und Verwenden von physischen Adressen im System-RAM sowie das Abrufen und Speichern von Informationen für den Computer. Paging ist eine andere Speicherverwaltungstechnik, bei der Informationen in der "Auslagerungsdatei" auf einer Festplatte gespeichert werden. Der Coprozessor dient zur Ergänzung der CPU und verwaltet grafische Informationen und andere Operationen wie Gleitkomma-Arithmetik und Verschlüsselung.