Co to jest rejestr kontrolny?

Chociaż podstawową pamięcią systemową w komputerze jest pamięć o dostępie swobodnym (RAM), która jest zazwyczaj podłączana do płyty głównej i podłączana do procesora komputera, pamięć RAM nie jest jedynym rodzajem pamięci na komputerze. Centralna jednostka przetwarzająca (CPU) ma również ograniczoną ilość pamięci, umożliwiając bardzo szybkie przenoszenie danych. Lokalizacje te nazywane są rejestrami. Rejestr sterujący na komputerze jest rodzajem rejestru, który kontroluje lub zmienia podstawowe zachowanie procesora komputera.

Pomyśl o rejestrze kontrolnym jak o małej szufladzie w CPU, do której komputer może uzyskać dostęp znacznie łatwiej niż w innych lokalizacjach pamięci w systemie. Umieszczenie rejestru kontrolnego na fizycznej matrycy procesora eliminuje opóźnienia i zwiększa prędkość dostępu do znacznie wyższej wartości niż w innych lokalizacjach w systemie. W ten sposób komputer wykorzystuje go do najważniejszych zadań procesora, aby komputer działał płynnie i wydajnie.

Bez rejestru kontrolnego procesor mógłby przechowywać dane tylko poprzez przesłanie ich przez magistralę FSB do pamięci RAM. Ponadto mógł tylko odzyskiwać dane, ciągnąc je z powrotem przez magistralę boczną z pamięci. Chociaż może się to wydawać trywialne, przepustowość przedniej szyny - maksymalna ilość danych, jaką może on przenosić jednocześnie - jest dość ograniczona. Z tysiącami danych przechodzących przez każdą sekundę szybko stałoby się to poważnym wąskim gardłem dla komputera, powodując opóźnienia i zakłócając przepływ podstawowych operacji. Wykorzystanie rejestru kontrolnego oznacza, że ​​dane prawie wcale nie muszą się przemieszczać: jest to różnica między przechowywaniem czegoś w szufladzie biurka, gdzie jest on pod ręką, a przechowywaniem go w skrzynce pocztowej na końcu podjazdu.

Podstawowe zastosowania rejestru kontrolnego obejmują sterowanie przerwaniami, stronicowaniem, adresowaniem i funkcjonalnością koprocesora. Przerwy występują, gdy urządzenie sprzętowe w komputerze wysyła do procesora sygnał „awaryjny”, wymagając od niego porzucenia tego, co obecnie robi, na rzecz rozwiązania określonego problemu. Adresowanie odnosi się do znajdowania i wykorzystywania fizycznych adresów w systemowej pamięci RAM, pobierania i przechowywania informacji dla komputera. Stronicowanie to kolejna technika zarządzania pamięcią, w której informacje są przechowywane w „pliku strony” znajdującym się na dysku twardym. Koprocesor służy do uzupełniania procesora, obsługi informacji graficznych i innych operacji, takich jak arytmetyka zmiennoprzecinkowa i szyfrowanie.