ما هو سجل التعليمات؟

فيما يتعلق بأجهزة الكمبيوتر ، فإن سجل التعليمات هو عنصر في وحدة المعالجة المركزية (CPU) للكمبيوتر أو أي جهاز آخر يحمل تعليمات البرمجة التي سيتم تنفيذها في بداية دورة الساعة التالية وفقًا لما تمليه أجزاء أخرى من وحدة المعالجة المركزية. تعتمد العناصر الأخرى لوحدة المعالجة المركزية ، مثل وحدة فك ترميز التعليمات ، على سجل التعليمات للاحتفاظ بهذه المعلومات حتى يمكن فك تشفيرها وحلها وتنفيذها في النهاية. مع بعض أنواع بنية المعالجات الدقيقة ، يمكن أن يكون هناك أكثر من سجل تعليمات واحد بحيث يمكن معالجة تعليمات متعددة في نفس الوقت ، مما يشكل نمطًا منطقيًا لخط التجميع يُعرف باسم خط الأنابيب. بشكل عام ، يتم إعطاء تعليمات جديدة لسجل التعليمات من خلال جزء آخر من وحدة المعالجة المركزية يُعرف باسم عداد البرنامج ، والذي يخدم غرضًا مشابهًا جدًا ولكن يمكنه المضي قدمًا إلى التعليمات التالية أثناء تنفيذ المعلومات التي يحتفظ بها سجل التعليمات.

السجل عبارة عن سلسلة من المفاتيح المادية الموجودة على معالج دقيق أو لوحة دائرة يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها ، مما يجعل كل مفتاح مكافئًا قليلاً. عندما يتم ربط العديد من المفاتيح ، والتي تسمى أيضًا المزالج ، فإنها تكون قادرة على تخزين البيانات الثنائية مثل الأرقام ، والتي يمكن تحويلها إلى عناوين ذاكرة أو رموز تعليمات. داخل وحدة المعالجة المركزية ، يمكن لسجل التعليمات الاحتفاظ بالعنوان في ذاكرة الكمبيوتر للتعليمات التي يتم تنفيذها أو ، من أجل الكفاءة ، يمكنه الاحتفاظ بالتعليمات نفسها. يتم تمرير هذه المعلومات إلى السجل من خلال سجل آخر يُعرف باسم عداد البرنامج ، والذي ينتقل في معظم الحالات إلى التعليمات التالية ليتم تنفيذها بعد تمرير التعليمات الحالية.

عادةً ما تكون أنواع التعليمات التي تتم معالجتها بواسطة السجلات عبارة عن أوامر لغة تجميع منخفضة المستوى تُترجم في النهاية إلى رمز الجهاز أو رمز بايت. تختلف هذه بشكل واضح عن التعليمات في لغات البرمجة عالية المستوى ، لأن تعليمات التجميع تعمل على نطاق صغير جدًا ومباشر. أحد الأمثلة هو سطر من التعليمات البرمجية عالية المستوى الذي يضيف رقمين معًا ويخزن النتائج في متغير ، والذي يستغرق سطرًا واحدًا فقط من التعليمات البرمجية عالية المستوى للتعبير عنه. عندما يتم تجميع الكود ، يمكن إنشاء عشرات التعليمات أو أكثر لإكمال المهمة ، مع كون كل تعليمات شيئًا بسيطًا ، مثل تبديل القيم بين ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر (RAM) وسجل الأداة المساعدة.

بمجرد الإشارة إلى التعليمات بواسطة سجل التعليمات ، يتم تمريرها إلى وحدة فك ترميز التعليمات بحيث يمكن تحويل التعليمات إلى رمز الجهاز. يتم حل الإشارات إلى مواقع الذاكرة التي قد تحتوي على متغيرات أو معلومات أخرى ويتم أحيانًا وضع هذه المعلومات في سجلات أخرى. أخيرًا ، سيتم تنفيذ التعليمات الفعلية. خلال هذا الوقت ، ستعمل وحدة المعالجة المركزية على زيادة عداد البرنامج للإشارة إلى التعليمات التالية التي سيحتفظ بها سجل التعليمات حتى يمكن تكرار العملية حتى يتم تنفيذ البرنامج بأكمله.