ذاكرة السجلات: أسرع أنواع الذاكرة في أجهزة الحاسوب
تُعتبر ذاكرة السجلات (بالإنجليزية: Registers memory) جزءًا حيويًا من وحدة المعالجة المركزية، حيث تُعدّ أسرع أنواع الذاكرة المتاحة في الحاسوب. تُستخدم هذه الذاكرة لمعالجة البيانات التي يُدخلها المستخدم، وهي تأتي بحجم صغير، يتراوح عادةً بين 32 و64 بت.
تتميز ذاكرة السجلات بأهميتها الكبيرة، إذ يعتمد أداء وحدة المعالجة المركزية وسرعتها على عدد وحجم البتات المخزنة فيها. تحتفظ هذه الذاكرة بشكل مؤقت بالبيانات التي تُستخدم بصورة متكررة من قبل وحدة المعالجة المركزية.
كيف تعمل ذاكرة السجلات
تُستخدم السجلات في وحدة المعالجة المركزية لتخزين البيانات والوصول إليها بكفاءة. ونظرًا لعدم قدرة وحدة المعالجة المركزية على الوصول المباشر إلى البيانات المخزنة في الذاكرة، فإن عليها المرور عبر السجلات أولاً لجلب التعليمات والأوامر. تتم هذه العملية عبر ثلاث مراحل رئيسية كما يلي:
- إحضار المعلومات: (بالإنجليزية: Fetch)؛ وهي الخطوة الأساسية حيث يتم جلب البيانات والتعليمات من الذاكرة الرئيسية لحفظها في السجلات الخاصة بوحدة المعالجة المركزية.
- فكّ التشفير: (بالإنجليزية: Decode)؛ هنا تقوم وحدة المعالجة المركزية بفكّ تشفير البيانات المستخلصة من الذاكرة الرئيسية والتحقق من قدرتها على فهم الأوامر.
- التنفيذ: (بالإنجليزية: Execute)؛ في هذه المرحلة الأخيرة، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتنفيذ الأوامر والعمليات على البيانات، حيث تُحفظ النتائج في أحد السجلات لاستخدامها لاحقًا.
أنواع السجلات في ذاكرة السجلات
تحتوي ذاكرة السجلات في وحدة المعالجة المركزية على أنواع متعددة من السجلات، ومنها:
- سجلات العناوين: (بالإنجليزية: Address registers)؛ تحتوي على عناوين الذاكرة الرئيسية التي تضم البيانات والأوامر.
- سجل البيانات: (بالإنجليزية: Data register)؛ يُستخدم للاحتفاظ بالبيانات المنقولة بين الذاكرة الرئيسية ووحدة المعالجة المركزية.
- سجل الفهرس: (بالإنجليزية: Index register)؛ يحتوي على قيمة تُضاف إلى عنوان الذاكرة للوصول إليه بكفاءة.
- سجل مؤشّر المقطع: (بالإنجليزية: Segment pointer register)؛ يُشير إلى عنوان البداية لقسم من الذاكرة الذي يتضمن أمرًا برمجيًا محددًا، حيث يتواجد سجل مرجعي لبداية هذا القسم عند تنفيذ نظام التشغيل عبر المعالج.