O que é um registro de instruções?

Em termos de hardware de computador, um registro de instruções é um elemento na Unidade Central de Processamento (CPU) de um computador ou outro dispositivo que contém a instrução de programação que será executada no início do próximo ciclo do relógio, conforme ditado por outras partes da CPU. Outros elementos da CPU, como o decodificador de instruções, confiam no registro de instruções para manter essas informações para que possam ser decodificadas, resolvidas e eventualmente executadas. Com alguns tipos de arquitetura de microprocessador, pode haver mais de um registro de instruções para que várias instruções possam ser processadas ao mesmo tempo, formando um estilo de lógica de linha de montagem que é conhecido como um pipeline. Geralmente, novas instruções são dadas ao registro de instruções através de outra parte da CPU conhecida como contador do programa, que serve a um propósito muito semelhante, mas pode seguir em frente para a próxima instrução enquanto as informações que o registro de instruções é executado é executado.

Um registro é uma série de interruptores físicos em um microprocessador ou placa de circuito que pode ser ligada ou desativada, tornando um pouco o equivalente a cada switch. Quando vários switches, também chamados de trava, estão vinculados, eles podem armazenar dados binários, como números, que podem ser transformados em endereços de memória ou códigos de instrução. Dentro da CPU, o registro de instruções pode conter o endereço na memória do computador da instrução que está sendo executada ou, para eficiência, pode conter a própria instrução. Essas informações são passadas para o registro através de outro registro conhecido como contador do programa, que na maioria dos casos salta para a próxima instrução a ser executada após a transmissão da instrução atual.

Os tipos de instruções processados ​​pelos registros geralmente são comandos de linguagem de montagem de baixo nível que eventualmente são convertidos em código de máquina ou código de bytes. Estes são claramente diferentes das instruções emLinguagens de programação de nível superior, porque as instruções de montagem operam em uma escala direta muito pequena. Um exemplo é uma linha de código de alto nível que adiciona dois números e armazena os resultados em uma variável, que leva apenas uma única linha de código de alto nível a serem expressos. Quando o código é compilado, uma dúzia ou mais de instruções pode ser gerada para concluir a tarefa, com cada instrução sendo algo simples, como os valores de embaralhamento entre a memória de acesso aleatório de computador (RAM) e um registro de utilidade.

Depois que uma instrução é referenciada pelo registro de instruções, ela é passada para o decodificador de instruções para que a instrução possa ser convertida em código da máquina. Referências a locais de memória que podem conter variáveis ​​ou outras informações são resolvidas e que as informações às vezes são colocadas em outros registros. Finalmente, a instrução real será executada. Durante esse período, o contador do programa será incrementado pela CPU para apontar para a próxima instrução que será hELD pelo registro de instruções para que o processo possa repetir até que todo o programa seja executado.