Οι καταχωρητές επεξεργαστών είναι κελιά μνήμης τυχαίας προσπέλασης εξαιρετικά γρήγορης πρόσβασης, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για προσωρινή αποθήκευση ενδιάμεσων δεδομένων. Διαφορετικοί καταχωρητές περιέχουν πληροφορίες σε διαφορετικές μορφές: διευθύνσεις και δείκτες σε τμήματα μνήμης ή πίνακες συστήματος, ευρετήρια στοιχείων πίνακα κ.λπ.
Ο επεξεργαστής περιέχει μεγάλο αριθμό καταχωρητών, οι οποίοι μπορούν να χωριστούν σε διάφορες κύριες ομάδες: συσσωρευτές, σημαίες, δείκτες, ευρετήρια, τμήματα και καταχωρητές ελέγχου. Οι καταχωρητές επεξεργαστών είναι κελιά μνήμης για λήψη, αποθήκευση και επακόλουθη μετάδοση ενδιάμεσων αποτελεσμάτων εκτέλεσης προγράμματος.
Οποιοσδήποτε καταχωρητής του επεξεργαστή είναι ένα ψηφιακό ηλεκτρονικό κύκλωμα που περιέχει μια ακολουθία δυαδικών αριθμών διαφορετικού πλάτους (16, 32 ή 64) και τα αποτελέσματα των μετατροπών μεταξύ τους. Με τον τύπο λήψης και μετάδοσης πληροφοριών, μπορούν να είναι διαδοχικές (μετατόπιση) και παράλληλες.
Οι καταχωρητές συσσωρευτών είναι καθολικοί, περιέχουν τα περισσότερα από τα ενδιάμεσα αποτελέσματα εκτέλεσης διαφόρων εντολών (λογική, αριθμητική, είσοδος / έξοδος κ.λπ.). Ένας επεξεργαστής μπορεί να περιέχει περισσότερες από μία μπαταρίες. Οι προγραμματιστές λογισμικού χρησιμοποιούν μπαταρίες για να μειώσουν το πλάτος των οδηγιών, να απλοποιήσουν τον κώδικα προγράμματος.
Οι καταχωρητές σημαιών είναι επίσης γνωστοί ως καταχωρητές συνθηκών. Δείχνουν ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα της λειτουργίας, το οποίο μπορεί να είναι μηδέν, θετικό, αρνητικό ή να υποδηλώνει υπερχείλιση. Συνήθως οι κωδικοί συνθηκών συνδυάζονται σε ομάδες και σχηματίζουν έναν διαφορετικό τύπο μητρώου - ένα μητρώο ελέγχου. Η αλλαγή των καταχωρητών σημαίας είναι δυνατή, αλλά ανεπιθύμητη, ώστε να μην παραμορφωθεί ολόκληρο το αποτέλεσμα.
Οι καταχωρητές που περιέχουν δείκτες σε ειδικές περιοχές μνήμης (στοίβα, βάση, εντολή) καλούνται καταχωρητές δεικτών. Το πιο σημαντικό από αυτά είναι ο δείκτης στοίβας. Μια στοίβα είναι ένα κομμάτι μνήμης που αποτελείται από κελιά που ακολουθούν το ένα μετά το άλλο, δηλαδή μπορείτε να πάρετε από τη στοίβα μόνο το κελί που βρίσκεται στην κορυφή. Σε αυτήν την κορυφή δείχνει ο κατάλογος στοίβας.
Ο βασικός δείκτης περιέχει συνήθως τη διεύθυνση μιας συγκεκριμένης θέσης στοίβας, η οποία μπορεί να είναι οτιδήποτε. Συνήθως, ο καταχωρητής στοίβας και ο καταχωρητής βάσης χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα όταν εργάζονται στην τρέχουσα διαδικασία για να υποδείξουν την απαιτούμενη κατάσταση της στοίβας.
Ο καταχωρητής δείκτη εντολών καλείται μερικές φορές ο μετρητής εντολών, περιέχει δείκτες προς τις οδηγίες του κύκλου εκτέλεσης. Όταν εκτελείται η εντολή, η τιμή της αυξάνεται κατά 1 και ο βρόχος συνεχίζεται με την επόμενη εντολή. Εκείνοι. ο μετρητής εντολών δείχνει πάντα την εντολή που ακολουθεί αυτήν που εκτελείται αυτήν τη στιγμή.
Υπάρχουν δύο καταχωρητές ευρετηρίου - το ευρετήριο πηγής και το ευρετήριο προορισμού. Χρησιμοποιούνται για τη λήψη της διεύθυνσης των δεδομένων στοίβας σε συνδυασμό με καταχωρητές δεικτών.
Οι καταχωρητές τμημάτων χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση μνήμης τμημάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, η μνήμη χωρίζεται σε μπλοκ (τμήματα) διαφορετικών μηκών. Η διεύθυνση του επιθυμητού κελιού μνήμης καθορίζεται από τη διεύθυνση της έναρξης του μπλοκ και το ποσό μετατόπισης σε σχέση με αυτό. Υπάρχουν συνολικά τέσσερις καταχωρητές τμημάτων: για ένα τμήμα κώδικα, ένα τμήμα δεδομένων, ένα τμήμα στοίβας και ένα επιπλέον τμήμα.
Τα μητρώα ελέγχου ελέγχουν τη λειτουργία του επεξεργαστή και δεν είναι διαθέσιμα στον χρήστη. Η εκτέλεση τους ελέγχεται κυρίως από μηχανογραφικά προγράμματα. Περιέχουν πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα εντολή που εκτελείται, την κατάσταση του επεξεργαστή και επίσης εντοπίζουν τις δομές ελέγχου όταν ο επεξεργαστής λειτουργεί σε προστατευμένη λειτουργία.
