Co to jest rejestr stosu?

W odniesieniu do komputerów rejestr stosu jest lokalizacją pamięci - zwykle w środkowej jednostce przetwarzania (CPU) lub powiązanym sprzęcie do przetwarzania - który zawiera bieżący adres górnej części regionu oddzielnej pamięci komputera znanego jako stos. Rejestr stosu jest ważny, ponieważ bez niego komputer musiałby zaimplementować wolniej, bardziej podatną na błędy metody śledzenia przepływu wykonania programu. W większości architektury systemu rejestr stosu jest dedykowanym rejestrem, więc nie jest on przypadkowo dostępny podczas pracy z innymi rejestrami pamięci. Rzadko rejestr stosu może być rejestrem ogólnym, który zwykle jest dostępny przez program, ale celowo nie jest używany, ponieważ jego użycie jest zdefiniowane przez producenta. Kiedy system komputerowy zawiera dwa lub więcej rejestrów stosu, co oznacza, że ​​potencjalnie jest więcej niż jeden stos, architektura jest znana jako maszyna do stosu.

Na najniższym poziomie programowania komputerowego stos jest obszarem pamięci-zwykle w pamięci dostępu losowego (RAM)-który ma dobrze zdefiniowany rodzaj zachowania. Stos może mieć do niego dodane informacje w procesie o nazwie Pushing lub może pobrać z niego informacje, które nazywa się popping. Model stosu jest pierwszym, ostatnim, co oznacza, że ​​jeśli kilka informacji zostanie wepchniętych do stosu, wówczas pierwszy wpychany element będzie ostatnim wyskakującym, podczas gdy ostatni wpychany element będzie pierwszym, który zostanie odzyskany za pomocą polecenia pop. Rejestr stosu śledzi górną część stosu, który jest zawsze ostatnim wprowadzonym elementem.

Gdy program komputerowy jest wykonywany, każda wykonywana instrukcja ma określony adres pamięci, w którym jest tymczasowo przechowywany przez czas trwania programu. Jeśli program wywołuje podprogram - lub procedurę, funkcję lub metodę, w zależności od języka programowania i mkropla; Następnie program musi skoczyć na adres pamięci kodu podprogramu, aby go wykonać. Adres, w którym przepływ kontroli programu pęka do rozgałęzienia do podprogramu, jest wypychany na stos, aby został zapamiętany. Po zakończeniu podprogramu, program wie, gdzie powinien powrócić w kodzie głównym, wyskakując adres kodowy z góry stosu, gdzie wskazuje rejestr stosu.

Chociaż istnieją inne metody, które można wykorzystać do osiągnięcia tych samych wyników, stosowanie rejestru stosu i stosu pozwala na ważną koncepcję programowania znaną jako rekursja. Funkcja rekurencyjna jest funkcją, która według własnego kodu wywołuje siebie. Proces ten jest powszechnie stosowany w sortowaniu algorytmów i dla niektórych funkcji matematycznych. Rejestr stosu śledzi wszystkie ostatnie adresy, w których wykonywanie rozgałęzia się, więc funkcja może bezpiecznie wdrożyć rekurencję z wiedzą, że ostatecznie kontrola powróci do punktu pochodzenia. Jeden komplikAtion występuje, jeśli cały stos stanie się pełny i nie pozostanie w pamięci, w którym to przypadku nastąpi przepełnienie stosu, zaprzestając wykonania programu.