Come funzionano i record in una CPU

CPU

La quantità maggiore di lavoro con il computer reale ha luogo nella CPU. La CPU ha molte sottosezioni, tra cui un'unità aritmetica e logica (ALU), un'unità di controllo (CU) e registri. L'ALU esegue l'aritmetica di base e confronta due valori per determinare se sono uguali o se uno è più grande. La CU gestisce il movimento di dati e istruzioni nella CPU. I record sono di tre tipi: dati, indirizzi e indice, che si svolgono in quasi tutti gli aspetti del funzionamento della CPU. La dimensione di un record dipende dalla CPU; i più semplici hanno registri che accettano 8 o 16 bit di dati e quelli più complessi hanno registri di 32, 48 o 64 bit.

Record di dati

Una CPU può lavorare con i dati in una delle tre modalità: tra due registri, tra registri e una posizione di memoria ad accesso casuale (RAM) e tra due posizioni di RAM. Poiché la CPU è direttamente collegata ai registri, le operazioni che coinvolgono due registri sono le più veloci; quelli che si verificano tra le posizioni RAM sono i più lenti. Cioè, mettere insieme due record, aggiungere un record in una posizione RAM o aggiungere due posizioni RAM. La CPU deve prima caricare i dati dalla RAM nei registri prima che possano essere utilizzati; questo richiede tempo, ma una volta fatto, le successive operazioni del registro vengono eseguite rapidamente. Le CPU semplici hanno due record di dati; i più avanzati ne hanno molti.

Record di indirizzo

Affinché una CPU memorizzi e recuperi i dati nella RAM, deve avere l'indirizzo della memoria delle informazioni. Quelle operazioni che coinvolgono la RAM utilizzano i registri degli indirizzi di memoria. La CPU non esegue aritmetica su questi registri; invece, li usa per localizzare i dati di cui ha bisogno. Ad esempio, un programma memorizza l'inizio del tuo nome in una posizione di 100.000 RAM. La CPU elabora il tuo nome spostando il numero di 100.000 in un registro di indirizzi, quindi sposta ogni lettera in un record di dati fino a raggiungere la fine del nome.

Record dell'indice

Una CPU non può fare matematica sui record di dati, sebbene possa farlo indirettamente con un record di indice. Funziona con i record di dati, consentendo a un programma di elaborare i thread di informazioni in modo efficiente. Ad esempio, per elaborare il tuo nome, un programma sposta 100.000 a un record di indirizzo e zero a un record di indice. Un'operazione sugli indici aggiunge il valore dell'indice al record di dati, recuperando la lettera di posizione 100.000. Quindi, il programma aumenta l'indice di uno e ottiene la lettera successiva. Ripeti questo processo fino a quando non avrai spostato l'intero nome. Di per sé, il record dell'indice fa molto poco; Il suo valore è che dà velocità e convenienza ad affrontare i registri.