Register vs. Hauptspeicher: Unterschied und Vergleich

Key Take Away

1. Neu registrieren: Register sind kleine Hochgeschwindigkeitsspeicherorte innerhalb der CPU (Central Processing Unit) eines Computers. Sie speichern und verwalten Daten, die die CPU gerade verarbeitet. Register sind der schnellste Speicher in einem Computer und enthalten häufig verwendete Daten und Anweisungen, um die Ausführung von Anweisungen zu beschleunigen.
2. Haupterinnerung: Der Hauptspeicher, RAM (Random Access Memory) genannt, ist eine größere und langsamere Form des Computerspeichers als Register. Es handelt sich um einen temporären Speicherort für Daten und Anweisungen, auf die die CPU während der Programmausführung zugreifen muss. RAM ist für die Ausführung von Anwendungen und die Speicherung von Daten, die vom Computer aktiv genutzt werden, von entscheidender Bedeutung.
3. Register sind ein integraler Bestandteil der CPU und bieten den schnellsten Datenzugriff, wodurch sie sich ideal zum Speichern von Operanden und Zwischenergebnissen bei Berechnungen eignen. Andererseits hat der Hauptspeicher im Vergleich zu Registern eine größere Kapazität, aber eine langsamere Zugriffsgeschwindigkeit. Zusammen arbeiten Register und Hauptspeicher zusammen, um die effiziente Ausführung von Computerprogrammen zu ermöglichen, indem Daten bei Bedarf während der Verarbeitung zwischen ihnen verschoben werden können.

Was ist Register?

Ein Register ist ein kleiner Speicherort eines Computers. Es ist sehr schnell und befindet sich in der CPU. Als Speicher speichert er Daten, die die CPU verarbeitet.

Die Zugriffszeiten von Registern werden in Nanosekunden berechnet. Es ist auch der schnellste unter den Computerspeichern. Ohne Register sind CPUs unvollständig. Sie sind für die Beschleunigung der Datenverarbeitung verantwortlich.

Registriert Steuerinformationen, wenn die Anweisungen ausgeführt werden. Sie werden auch zur Speicherung von Operanden und Speicheradressen verwendet. Da sie extrem schnell sind, eignen sie sich perfekt für die Speicherung von Daten, die für schnelle Vorgänge erforderlich sind.

Allerdings ist Effizienz mit Kosten verbunden. Ihre Umsetzung ist teuer. Die hohen Kosten sind auch auf die geringe Größe zurückzuführen. Die Anzahl der Register in einem Computer liegt zwischen 16 und 32. Ihre Anzahl ist begrenzt, während der Hauptspeicher viel größer ist – die Anweisungen der CPU steuern sie alle.

Was ist Hauptspeicher?

Ein anderer Begriff für Hauptspeicher ist Random Access Memory oder kurz RAM. Es bietet dem Computer die Möglichkeit, die von der CPU beim Ausführen von Programmen verwendeten Daten aufzubewahren.

Es gilt als flüchtiges Gedächtnis. Der Grund ist, dass es vorübergehend ist. Wenn Sie den Computer ausschalten oder neu starten, werden die im RAM gespeicherten Daten gelöscht. Es ist das genaue Gegenteil von Speichergeräten wie Festplatten oder Solid-State-Laufwerken, die die Daten dauerhaft speichern.

Das Betriebssystem verwaltet den Hauptspeicher. Das Betriebssystem entscheidet, wie die Daten im Hauptspeicher gespeichert und abgerufen werden.

Der Hauptspeicher speichert nicht nur Daten, sondern bietet auch Platz für Programmanweisungen. Es speichert auch die Daten, die verschiedene Software zum Betrieb benötigt. Es sorgt dafür, dass Sie schnell Ergebnisse erhalten. Wenn Sie also eine Datei öffnen, wird diese vom Speicher des Computers in den Hauptspeicher geladen.

Unterschied zwischen Register und Hauptspeicher

1. Das Register befindet sich innerhalb der CPU, während sich der Hauptspeicher außerhalb der CPU befindet.
2. Da das Register innerhalb der CPU platziert ist, wird es von den Anweisungen der CPU verwaltet, während das Betriebssystem den Hauptspeicher verwaltet.
3. Wenn wir die Speicherhierarchie nach unten auflisten, nimmt das Register den obersten Platz ein, während der Hauptspeicher den unteren Platz einnimmt.
4. Die CPU greift direkt auf das Register zu, der Speicherbus greift jedoch auf den Hauptspeicher zu.
5. Die im Register gespeicherten Daten sind temporär, während der Hauptspeicher das Programm und die Daten speichert.
6. Hinsichtlich der Datenübertragung bieten Register die höchste Rate, während die Rate des Hauptspeichers niedrig ist.

Vergleich zwischen Register und Hauptspeicher

Parameter des Vergleichs	Registrieren	Arbeitsspeicher
Ort	Es befindet sich innerhalb der CPU.	Es befindet sich außerhalb der CPU.
Kapazität	Seine Kapazität ist sehr begrenzt.	Es hat eine große Kapazität.
Schnelligkeit	Es ist für seine halsbrecherische Geschwindigkeit bekannt.	Im Vergleich zu Registern ist es langsamer.
Ziel	Es wird zum Speichern von Daten verwendet, die bei CPU-Operationen hilfreich sind.	Es dient der Speicherung von Programmanweisungen und Daten.
Benötigt für	Es ist notwendig, die Datenverarbeitung zu beschleunigen.	Es wird benötigt, um Programme und Aufgaben auszuführen.
Datenübertragungsrate	Seine Datenübertragungsrate ist die höchste.	Im Vergleich zu Registern ist die Datenübertragungsrate des Hauptspeichers geringer.
Ausgabe	Register sind teuer.	Im Vergleich dazu ist der Arbeitsspeicher günstiger.

Bibliographie

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4145108/
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1672774/

Letzte Aktualisierung: 29. September 2023