Bu yazıda size CPU kayıtları, türleri, amaçları ve CPU’yu oluşturan bileşenler hakkında bilgi vereceğiz. Bu kavramları anlamak, bir işlemcinin verileri nasıl yönettiğine ve talimatları nasıl verimli bir şekilde yürüttüğüne dair fikir edinmek için çok önemlidir.
CPU’da Hangi Kayıtlar Vardır?
Bir CPU’da farklı işlevlere hizmet eden çeşitli kayıt türleri bulunur. Ana kayıtlardan bazıları şunlardır:
- Akümülatör (AC): Aritmetik ve mantık işlemleri için kullanılır.
- Program Sayacı (PC): Çalıştırılacak bir sonraki talimatın adresini tutar.
- Talimat Kaydı (IR): Yürütülmekte olan mevcut talimatı saklar.
- Stack Pointer (SP): İşlev çağrıları ve geri dönüşler için kullanılan yığının üstünü işaret eder.
- Genel Amaçlı Kayıtlar: İşlemler sırasında geçici veri depolamak için kullanılırlar. Yaygın örnekler x86 mimarisindeki AX, BX, CX ve DX’tir.
Bir CPU’nun Kaç Kaydı Vardır?
Bir CPU’daki kayıt sayısı mimariye ve tasarıma bağlı olarak değişir. Modern CPU’larda aşağıdakiler dahil düzinelerce kayıt bulunabilir:
- Genel Amaçlı Kayıtlar: CPU’nun mimarisine bağlı olarak genellikle 8 ila 32 arası.
- Özel Amaçlı Kayıtlar: Bunlar, program sayacı, durum kaydı ve kontrol ve durum yönetimine yardımcı olan diğerleri gibi belirli kayıtları içerir.
- Kayan Nokta Kayıtları: Özellikle Kayan Nokta Birimi (FPU) olan CPU’larda, kayan nokta sayılarını içeren matematiksel işlemler için kullanılır.
Ne Tür Kayıtlar Vardır?
CPU kayıt türleri genel olarak aşağıdaki gibi kategorize edilebilir:
- Genel Amaçlı Kayıtlar (GPR’ler): Bu kayıtlar ara değerleri depolamak, hesaplamalar yapmak ve geçici verileri tutmak için kullanılır.
- Özel Amaçlı Kayıtlar:
- Program Sayacı (PC): Bir sonraki komutun hafıza adresini tutar.
- Stack Pointer (SP): Geçerli yığının en üst adresini izler.
- Talimat Kaydı (IR): Yürütülmekte olan talimatı içerir.
- Status Register (Flags Register): İşlemlerin sonuçlarını gösteren sıfır, taşıma ve taşma gibi durum bayraklarını saklar.
- Adres Kayıtları: Bu kayıtlar verilere erişim için kullanılan hafıza adreslerini tutar.
- Kayan Nokta Kayıtları: Özellikle kayan nokta sayılarıyla hesaplamalar yapmak için kullanılır.
CPU için Kayıtların Amacı Nedir?
CPU kayıtlarının temel amacı, CPU tarafından hemen erişilmesi gereken veriler için yüksek hızlı depolama sağlamaktır. Kayıtlar, CPU bunları işlerken talimatları, adresleri ve verileri tutar ve ana bellekten verilere erişmeye kıyasla daha hızlı hesaplamaları kolaylaştırır. Veri alma süresini azaltarak yürütme döngüsünü hızlandırmada kritik bir rol oynarlar.
Nelerin Hepsi CPU’ya Ait?
CPU, talimatları yürütmek ve verileri yönetmek için birlikte çalışan birkaç bileşenden oluşur:
- Aritmetik Mantık Birimi (ALU): Aritmetik işlemleri (toplama, çıkarma) ve mantıksal işlemleri (AND, OR, NOT) gerçekleştirir.
- Kontrol Birimi (CU): Talimatları yorumlayarak ve yürütme sırasını kontrol ederek CPU, bellek ve çevre birimleri arasındaki veri akışını yönlendirir.
- Kayıtlar: Talimat kodları ve bellek adresleri dahil olmak üzere, CPU tarafından hızlı erişim için anında verileri saklayın.
- Önbellek: CPU içinde yer alan, sık erişilen verileri depolamak için kullanılan, ana bellekten erişim sürelerini kısaltan küçük miktardaki yüksek hızlı bellek.
- Otobüsler: CPU, bellek ve diğer bileşenler arasında veri, talimat ve kontrol sinyallerini taşıyan iletişim yolları.
Bu açıklamanın CPU kayıtlarının rolünü, türlerini ve CPU’yu oluşturan bileşenleri anlamanıza yardımcı olacağını umuyoruz. Kayıtlar, verimli veri işleme için gereklidir ve işlemcinin talimatları hızlı ve doğru bir şekilde yürütebilmesini sağlar.
