ذاكرة التسجيل هي أصغر وأسرع ذاكرة في جهاز الكمبيوتر. وهي ليست جزءًا من الذاكرة الرئيسية وتقع في وحدة المعالجة المركزية على شكل سجلات، وهي أصغر العناصر التي تحتوي على البيانات. يحتفظ السجل مؤقتًا بالبيانات والتعليمات وعناوين الذاكرة المستخدمة بشكل متكرر والتي سيتم استخدامها بواسطة وحدة المعالجة المركزية. لديهم التعليمات التي تتم معالجتها حاليًا بواسطة وحدة المعالجة المركزية. جميع البيانات مطلوبة للمرور عبر السجلات قبل معالجتها. لذلك، يتم استخدامها بواسطة وحدة المعالجة المركزية لمعالجة البيانات التي يدخلها المستخدمون.

تحتوي السجلات على كمية صغيرة من البيانات حوالي 32 بت إلى 64 بت. تعتمد سرعة وحدة المعالجة المركزية على عدد وحجم (عدد البتات) السجلات المضمنة في وحدة المعالجة المركزية. يمكن أن تكون السجلات من أنواع مختلفة بناءً على استخداماتها. تتضمن بعض السجلات المستخدمة على نطاق واسع المجمع أو التيار المتردد، أو سجل البيانات أو DR، أو سجل العناوين أو AR، أو عداد البرامج (PC)، أو سجل عنوان الإدخال/الإخراج، والمزيد.

بنية ذاكرة التسجيل

• تعتمد هذه البنية على التعليمات التي يتم من خلالها تنفيذ العمليات على السجلات والذاكرة. يُشار إلى البنية على أنها سجل بالإضافة إلى بنية الذاكرة إذا كانت جميع المعاملات موجودة في السجل.
• يمكن أن تحتوي العملية على معاملين: أحدهما يمكن أن يكون في الذاكرة والآخر في السجل. من ناحية أخرى، كلا معاملي التشغيل موجودان إما في السجل أو في الذاكرة، مما يميزه عن المعماريات الأخرى.
• ومن أمثلة هذه الذاكرة Intel x86 وIBM System/360.

• عدد السجلات في وحدة المعالجة المركزية أقل، كما أنها صغيرة الحجم. حجمه أقل من 64 بت. إنه أسرع مقارنة بذاكرة القرص والذاكرة الأساسية. يؤثر حجم سجلات الأغراض العامة على حجم الكلمة.
• يوفر الكمبيوتر تعليمات لرقم التسجيل وعنوان السجل. تتضمن معرفات التسجيل المختلفة R0 وR1 وR7 وSP وPC. يعمل السجل كنقطة اتصال بين البرنامج وتخزين بيانات النظام.

أنواع ووظائف سجلات الكمبيوتر:

تمثل عمليات الجلب وفك التشفير والتنفيذ الأدوار الثلاثة المهمة التي تلعبها سجلات الكمبيوتر. يقوم السجل بجمع وتخزين تعليمات البيانات المقدمة من المستخدم في الموقع المحدد. يتم فك رموز التعليمات ومعالجتها من أجل تزويد المستخدم بالمخرجات المطلوبة. للتأكد من أن المستخدم يتلقى النتائج ويفهمها كما هو متوقع، يجب استيعاب المعلومات بدقة. تفهم السجلات المهام وتخزنها في ذاكرة الكمبيوتر. ويتم توفير نفس الشيء للمستخدم بناء على طلبه. تتم المعالجة وفقًا لمتطلبات المستخدم. يستخدم نظام الكمبيوتر مجموعة متنوعة من السجلات لتخزين البيانات وتقليل استخدام الذاكرة. كل سجل تستخدمه وحدة المعالجة المركزية له وظيفة فريدة. يتم وصف أنواع السجلات المشتركة أدناه.

سجل البيانات:وهو عبارة عن سجل 16 بت، يستخدم لتخزين المعاملات (المتغيرات) التي سيتم تشغيلها بواسطة المعالج. يقوم مؤقتًا بتخزين البيانات التي يتم إرسالها إلى جهاز طرفي أو استلامها منه.عداد البرنامج (الكمبيوتر):وهو يحمل عنوان موقع الذاكرة للتعليمة التالية، والذي سيتم جلبه بعد اكتمال التعليمة الحالية. لذلك، يتم استخدامه للحفاظ على مسار تنفيذ البرامج المختلفة وبالتالي تنفيذ البرامج واحدًا تلو الآخر، عند اكتمال التعليمات السابقة.سجل المعلم:وهو سجل 16 بت. يقوم بتخزين التعليمات التي يتم جلبها من الذاكرة الرئيسية. لذلك، يتم استخدامه للاحتفاظ بأكواد التعليمات التي سيتم تنفيذها. تأخذ وحدة التحكم التعليمات من سجل المدرب، ثم تقوم بفك تشفيرها وتنفيذها.سجل المجمع:وهو عبارة عن سجل 16 بت، يستخدم لتخزين النتائج التي ينتجها النظام. على سبيل المثال، يتم تخزين النتائج التي تم إنشاؤها بواسطة وحدة المعالجة المركزية بعد المعالجة في سجل التيار المتردد.تسجيل العنوان:وهو عبارة عن سجل 12 بت يقوم بتخزين عنوان موقع الذاكرة حيث يتم تخزين التعليمات أو البيانات في الذاكرة.تسجيل عنوان الإدخال/الإخراج:وتتمثل مهمتها في تحديد عنوان جهاز إدخال/إخراج معين.تسجيل المخزن المؤقت للإدخال/الإخراج:وتتمثل مهمتها في تبادل البيانات بين وحدة الإدخال / الإخراج ووحدة المعالجة المركزية.

استخدام ذاكرة التسجيل

• يمكن لوحدة المعالجة المركزية الوصول إلى البيانات والتعليمات المستخدمة بشكل متكرر وعناوين وموقع كل هذه البيانات من السجلات عند الحاجة. يقوم السجل بتخزين التعليمات التي ستقوم وحدة المعالجة المركزية بمعالجتها. قبل المعالجة، يجب أن تمر كل البيانات عبر السجلات. لذلك، يمكننا أن نستنتج أن المستخدمين يقومون بإدخال البيانات في السجلات لتتم معالجتها بواسطة وحدة المعالجة المركزية.
• تسمح السجلات بقبول البيانات وتخزينها ونقلها بسرعة، ويتم استخدام أي نوع من السجلات لتنفيذ المهام الدقيقة التي تتطلبها وحدة المعالجة المركزية. لا يحتاج المستخدمون إلى أن يكونوا على دراية كبيرة بالسجل لأن وحدة المعالجة المركزية تحتفظ به كذاكرة مؤقتة ومخزن مؤقت للبيانات.
• تعمل السجلات كمخازن مؤقتة لنسخ البيانات من الذاكرة الرئيسية بحيث يتمكن المعالج من الوصول إليها عند الحاجة إليها. يتم الاحتفاظ بالبيانات في السجل حتى يكون المسجل على علم بالموقع والعنوان ويمكنه استخدام تلك المعلومات لتحديد عناوين IP.
• وفقًا للمتطلبات، يمكن للسجل الأساسي تعديل عمليات الكمبيوتر أو معاملاته، وفي تعليمات نظام الكمبيوتر، يمكن إضافة جزء العنوان إلى السجل.

تحتوي كل وحدة معالجة مركزية على عدد قليل من البايتات المخصصة لسجلاتها. يحتوي السجل على ذاكرة سريعة وتعليمات للعمل على النظام. حيث أن المترجم يقوم بتخزين البيانات المؤقتة في السجل بدلاً من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، والتي من خلالها تعمل البرامج بسرعة أكبر مما ينبغي في النظام.

لماذا نحتاج إلى ذاكرة التسجيل؟

تعد سجلات وحدة المعالجة المركزية مفيدة جدًا للتعامل مع التعليمات بسرعة. إنه في أعلى التسلسل الهرمي لذاكرة الكمبيوتر وهو أسرع بشكل ملحوظ مقارنة بذاكرة الكمبيوتر الأخرى. يمكن تخزين أي نوع من البيانات الصغيرة، بما في ذلك السجلات والعناوين والتعليمات هناك. تمكن هذه السجلات وحدة المعالجة المركزية من العمل بفعالية وبشكل هادف.

الفرق بين ذاكرة التخزين المؤقت والتسجيل

على الرغم من أن كلاهما يقوم بتخزين البيانات بشكل عام، إلا أن ذاكرة التخزين المؤقت والسجلات تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض. يتم تخزين كافة البيانات والتعليمات المستخدمة بشكل متكرر للجهاز في ذاكرة التخزين المؤقت. ونتيجة لذلك، فإنه يعمل على تسريع الأداء العام للكمبيوتر وتشغيله أيضًا. ومن ناحية أخرى، يقوم السجل بتخزين عنصر واحد فقط من المعلومات، مثل تعليمات الكمبيوتر أو موقع جزء معين من البيانات.

10 إلى قوة 6

دعونا نناقش الفرق بين ذاكرة التسجيل وذاكرة التخزين المؤقت. يوجد أدناه جدول نقارن فيه المصطلحين على أساس خصائصهما الفريدة للمساعدة في جعل هذا الموضوع أكثر وضوحًا وأكثر قابلية للفهم.