Registergeheugen is het kleinste en snelste geheugen in een computer. Het maakt geen deel uit van het hoofdgeheugen en bevindt zich in de CPU in de vorm van registers, de kleinste gegevenshoudende elementen. Een register bevat tijdelijk veelgebruikte gegevens, instructies en geheugenadressen die door de CPU moeten worden gebruikt. Ze bevatten instructies die momenteel door de CPU worden verwerkt. Alle gegevens moeten door registers gaan voordat ze kunnen worden verwerkt. Ze worden dus door de CPU gebruikt om de door de gebruikers ingevoerde gegevens te verwerken.

Registers bevatten een kleine hoeveelheid gegevens van ongeveer 32 bits tot 64 bits. De snelheid van een CPU hangt af van het aantal en de grootte (aantal bits) registers die in de CPU zijn ingebouwd. Registers kunnen van verschillende typen zijn, afhankelijk van hun gebruik. Enkele van de veelgebruikte registers zijn Accumulator of AC, Data Register of DR, het Adresregister of AR, Programmateller (PC), I/O-adresregister en meer.

Architectuur van registergeheugen

• Deze architectuur wordt aangestuurd door instructies waarmee bewerkingen op de registers en het geheugen moeten worden uitgevoerd. De architectuur wordt een register-plus-geheugenarchitectuur genoemd als alle operanden zich in het register bevinden.
• Een bewerking kan twee operanden hebben: de ene kan zich in het geheugen bevinden en de andere in een register. Aan de andere kant bevinden beide operanden zich in het register of in het geheugen, wat het onderscheidt van andere architecturen.
• Voorbeelden van dit geheugen zijn Intel x86 en IBM System/360.

• Het aantal registers in de CPU is kleiner en ze zijn ook klein van formaat. De grootte is minder dan 64 bits. Het is sneller in vergelijking met schijfgeheugen en primair geheugen. De grootte van registers voor algemene doeleinden heeft invloed op de woordgrootte.
• De computer geeft instructies voor het kenteken en het registeradres. Verschillende register-ID's omvatten R0, R1, R7, SP en PC. Een register dient als verbindingspunt tussen een programma en de gegevensopslag van het systeem.

Typen en functies van computerregisters:

De ophaal-, decoderings- en uitvoeringsbewerkingen zijn de drie belangrijke rollen die computerregisters spelen. Het register verzamelt en bewaart door de gebruiker verstrekte gegevensinstructies op de aangewezen locatie. De instructies worden ontcijferd en verwerkt om de gebruiker van de gewenste output te voorzien. Om ervoor te zorgen dat de gebruiker de resultaten ontvangt en begrijpt zoals verwacht, moet de informatie grondig worden verwerkt. De registers begrijpen de taken en slaan deze op in het geheugen van de computer. Hetzelfde wordt op verzoek aan een gebruiker verstrekt. De verwerking vindt plaats in overeenstemming met de gebruikersvereisten. Het computersysteem gebruikt verschillende registers om gegevens op te slaan en het geheugengebruik te verminderen. Elk register dat door de CPU wordt gebruikt, heeft een unieke functie. De soorten gemeenschappelijke registers worden hieronder beschreven.

Gegevensregister:Het is een 16-bits register, dat wordt gebruikt om operanden (variabelen) op te slaan die door de processor moeten worden bediend. Het slaat tijdelijk gegevens op die worden verzonden naar of ontvangen van een randapparaat.Programmateller (PC):Het bevat het adres van de geheugenlocatie van de volgende instructie, die moet worden opgehaald nadat de huidige instructie is voltooid. Het wordt dus gebruikt om het uitvoeringspad van de verschillende programma's te behouden en voert de programma's dus één voor één uit, wanneer de vorige instructie is voltooid.Instructeur Register:Het is een 16-bits register. Het slaat de instructie op die uit het hoofdgeheugen wordt opgehaald. Het wordt dus gebruikt om instructiecodes vast te houden die moeten worden uitgevoerd. De besturingseenheid ontvangt instructies van het instructeursregister, decodeert deze en voert deze uit.Accumulatorregister:Het is een 16-bits register dat wordt gebruikt om de door het systeem geproduceerde resultaten op te slaan. De resultaten die na de verwerking door de CPU worden gegenereerd, worden bijvoorbeeld opgeslagen in het AC-register.Adres registreren:Het is een 12-bits register dat het adres opslaat van een geheugenlocatie waar instructies of gegevens in het geheugen zijn opgeslagen.I/O-adresregister:Zijn taak is het specificeren van het adres van een bepaald I/O-apparaat.I/O-bufferregister:Zijn taak is het uitwisselen van gegevens tussen een I/O-module en de CPU.

Gebruik van registergeheugen

• De CPU heeft indien nodig toegang tot veelgebruikte gegevens, instructies en het adres en de locatie van al deze gegevens uit de registers. Het register slaat de instructies op die de CPU zal verwerken. Voorafgaand aan de verwerking moeten alle gegevens door de registers gaan. Daarom kunnen we concluderen dat gebruikers gegevens in registers invoeren om door de CPU te worden verwerkt.
• De registers zorgen voor een snelle acceptatie, opslag en overdracht van gegevens, en elk soort register wordt gebruikt om de precieze taken uit te voeren die de CPU vereist. Gebruikers hoeven niet veel kennis van het register te hebben, omdat de CPU het als tijdelijk geheugen en als gegevensbuffer bewaart.
• Registers fungeren als buffers voor het kopiëren van gegevens uit het hoofdgeheugen, zodat de processor er toegang toe heeft wanneer dat nodig is. De gegevens worden in het register bijgehouden zodat het register op de hoogte is van de locatie en het adres en die informatie kan gebruiken om de IP-adressen te bepalen.
• Volgens de vereisten kan het basisregister computerbewerkingen of operanden wijzigen, en in computersysteeminstructies kan het adresgedeelte aan het register worden toegevoegd.

Elke CPU heeft een paar bytes toegewezen aan zijn registers. Het register bevat snel geheugen en instructies om aan het systeem te werken. Omdat de compiler tijdelijke gegevens in het register opslaat in plaats van in het RAM-geheugen, waardoor programma's sneller worden uitgevoerd dan zou moeten in het systeem.

Waarom hebben we registergeheugen nodig?

CPU-registers zijn erg handig voor het snel verwerken van instructies. Het staat bovenaan de hiërarchie van computergeheugen en is aanzienlijk sneller in vergelijking met ander computergeheugen. Alle soorten kleine gegevens, inclusief registers, adressen en instructies, kunnen daar worden opgeslagen. Deze registers zorgen ervoor dat de CPU effectief en zinvol kan functioneren.

Verschil tussen cachegeheugen en register

Hoewel ze allebei over het algemeen gegevens opslaan, verschillen het cachegeheugen en de registers sterk van elkaar. Alle veelgebruikte gegevens en instructies van een apparaat worden opgeslagen in het cachegeheugen. Als gevolg hiervan versnelt het ook de algehele prestaties en werking van de computer. Het register daarentegen slaat slechts één enkel gegeven op, zoals een computerinstructie of de locatie van een specifiek gegeven.

Laten we het verschil bespreken tussen register- en cachegeheugen. Hieronder vindt u een tabel waarin we de twee termen vergelijken op basis van hun unieke kenmerken om dit onderwerp duidelijker en begrijpelijker te maken.