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Fachkonzept Register

Register

Ein Register ist eine Speichereinheit, mit deren Hilfe man Daten zwischenspeichern kann. Technisch gesehen besteht ein Register aus einer bestimmten Anzahl von Speicherzellen, die alle mit genau einem Bit belegbar sind.

Beispiel: 8-Bit-Register

Ein 8-Bit-Register besteht aus 8 Speicherzellen, die jeweils genau 1 Bit - zusammen 1 Byte - speichern können.

registerAchtBit[1]

Die Pfeile in der Abbildung sollen andeuten, dass die Bits der einzelnen Speicherzellen sowohl geschrieben als auch gelesen werden können.
Die Anzahl der Speicherzellen bezeichnet man auch als Registerbreite. Typische Registerbreiten sind 8, 16, 32, 64. Damit kann man entsprechend 1, 2, 4 oder 8 Bytes speichern.

Darüber, wie Speicherzellen technisch realisiert werden, kannst du dich im Kapitel Speichern mit Schaltungen informieren.

Abstraktere Registerdarstellung

Im Folgenden ist der Innenaufbau der Register irrelevant. Daher werden sie etwas abstrakter dargestellt:

Register-abstrahiert[2]

Für eine bessere Lesbarkeit wird der Registerinhalt hier nicht binär, sondern dezimal angezeigt. Die genaue Anzahl der Speicherzellen ist auch nicht mehr erkennbar.
Beim BONSAI-Rechner verfügt jedes Register über drei Methoden (s. Steuersignale an der rechten Seite): „Inkrementieren“ (plus 1), „Dekrementieren“ (minus 1) und Löschen (Rücksetzen auf 0).
Wertebereich: Bei den meisten Registern die natürlichen Zahlen von 0 bis 255.

Bonsai-Rechner[3]

Die Hardware-Version des BONSAI-Rechners (Abbildung oben) verwendet ausschließlich 8-Bit-Register, mit deren Hilfe die natürlichen Zahlen von 0 bis 255 gespeichert werden können. Beim BONSAI-Simulator entfällt zwar die technische Begrenzung nach oben und unten. Allerdings ist er so hardwarenah konzipiert, dass in „normale“ Register keine anderen Werte geschrieben werden können. Spezielle Register (Befehlszähler, Befehlsregister, Mikroprogrammzähler – s. folgende Abschnitte) haben allerdings spezielle Obergrenzen.
Sofern beim Wert 0 die Dekrementier-Methode angewendet wird, entsteht aber bei allen Registern ein Fehler, da auch der Simulator niemals negative Zahlen akzeptiert.

Quellen

Suche

v
7.2.4.1.2
www.inf-schule.de/rechner/bonsai/cpu/operationswerk/konzept_register
www.inf-schule.de/7.2.4.1.2

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