Kayıt belleği, bilgisayardaki en küçük ve en hızlı bellektir. Ana belleğin bir parçası değildir ve CPU'da en küçük veri tutma elemanları olan yazmaçlar şeklinde bulunur. Bir kayıt defteri, CPU tarafından kullanılacak sık kullanılan verileri, talimatları ve hafıza adresini geçici olarak tutar. Şu anda CPU tarafından işlenen talimatları tutarlar. Tüm verilerin işlenmeden önce kayıtlardan geçmesi gerekir. Yani CPU tarafından kullanıcılar tarafından girilen verileri işlemek için kullanılırlar.

Kayıtlar 32 bit ile 64 bit arasında az miktarda veri tutar. Bir CPU'nun hızı, CPU'da yerleşik olan kayıtların sayısına ve boyutuna (bit sayısı) bağlıdır. Kayıtlar kullanım amaçlarına göre farklı türlerde olabilir. Yaygın olarak kullanılan Kayıtlardan bazıları Akümülatör veya AC, Veri Kaydı veya DR, Adres Kaydı veya AR, Program Sayacı (PC), G/Ç Adres Kaydı ve daha fazlasını içerir.

Kayıt Belleğinin Mimarisi

• Bu mimari, yazmaçlar ve bellek üzerinde işlemlerin gerçekleştirileceği talimatlar tarafından yönlendirilir. Eğer tüm işlenenler kayıtta yer alıyorsa, mimariye kayıt artı bellek mimarisi denir.
• Bir işlemin iki işleneni olabilir: bunlardan biri hafızada, diğeri kayıtta olabilir. Öte yandan, her iki işlem işleneninin de yazmaçta veya bellekte olması onu diğer mimarilerden ayırır.
• Bu belleğe örnek olarak Intel x86 ve IBM System/360 verilebilir.

• CPU'daki kayıtların sayısı daha azdır ve boyutları da küçüktür. Boyutu 64 bitten azdır. Disk belleği ve birincil belleğe kıyasla daha hızlıdır. Genel amaçlı kayıtların boyutu sözcük boyutunu etkiler.
• Bilgisayar, kayıt numarası ve kayıt adresi için talimatlar sağlar. Çeşitli kayıt tanımlayıcıları R0, R1, R7, SP ve PC'yi içerir. Kayıt defteri, bir program ile sistemin veri deposu arasında bir bağlantı noktası görevi görür.

Bilgisayar Kayıtlarının Türleri ve İşlevleri:

Alma, kod çözme ve yürütme işlemleri bilgisayar kayıtlarının oynadığı üç önemli roldür. Kayıt, kullanıcı tarafından sağlanan veri talimatlarını belirlenen konumda toplar ve saklar. Kullanıcıya istenen çıktıyı sağlamak için talimatlar deşifre edilir ve işlenir. Kullanıcının sonuçları beklendiği gibi almasını ve anlamasını sağlamak için bilgilerin iyice sindirilmesi gerekir. Kayıtlar görevleri anlar ve bunları bilgisayarın belleğinde saklar. Aynısı, isteği üzerine kullanıcıya da sağlanır. İşleme kullanıcı gereksinimlerine uygun olarak gerçekleştirilir. Bilgisayar sistemi, verileri depolamak ve bellek kullanımını azaltmak için çeşitli kayıtlar kullanır. CPU tarafından kullanılan her kaydın benzersiz bir işlevi vardır. Ortak kayıt türleri aşağıda açıklanmıştır.

Veri Kaydı:İşlemci tarafından çalıştırılacak işlenenleri (değişkenleri) saklamak için kullanılan 16 bitlik bir kayıttır. Çevresel bir aygıta iletilen veya bu aygıttan alınan verileri geçici olarak saklar.Program Sayacı (PC):Mevcut talimat tamamlandıktan sonra getirilecek olan bir sonraki talimatın hafıza konumunun adresini tutar. Yani, farklı programların yürütme yolunu korumak için kullanılır ve böylece önceki talimat tamamlandığında programları tek tek çalıştırır.Eğitmen Kaydı:16 bitlik bir kayıttır. Ana bellekten alınan talimatları saklar. Bu nedenle yürütülecek talimat kodlarını tutmak için kullanılır. Kontrol Birimi, Eğitmen Kaydı'ndan talimat alır, ardından kodunu çözer ve yürütür.Akümülatör Kaydı:Sistem tarafından üretilen sonuçları saklamak için kullanılan 16 bitlik bir kayıttır. Örneğin, işlemden sonra CPU tarafından üretilen sonuçlar AC kaydında saklanır.Adres Kaydı:Talimatların veya verilerin hafızada saklandığı hafıza konumunun adresini saklayan 12 bitlik bir kayıttır.G/Ç Adres Kaydı:Görevi belirli bir G/Ç cihazının adresini belirtmektir.G/Ç Arabellek Kaydı:Görevi, bir G/Ç modülü ile CPU arasında veri alışverişini yapmaktır.

Kayıt Belleğinin Kullanımı

• CPU ihtiyaç duyduğu anda kayıtlardan sık kullanılan verilere, talimatlara ve tüm bunların adres ve konumlarına erişebilir. Kayıt, CPU'nun işleyeceği talimatları saklar. İşlemeden önce her verinin kayıtlardan geçmesi gerekir. Bu nedenle, kullanıcıların CPU tarafından işlenecek kayıtlara veri girdiği sonucuna varabiliriz.
• Kayıtlar, verilerin hızlı bir şekilde kabul edilmesine, saklanmasına ve iletilmesine olanak tanır ve CPU'nun ihtiyaç duyduğu kesin görevleri gerçekleştirmek için her türlü kayıt kullanılır. CPU'nun onu geçici bellek ve veri arabelleği olarak tutması nedeniyle kullanıcıların kayıt hakkında çok bilgi sahibi olmasına gerek yoktur.
• Kayıtlar, verileri ana bellekten kopyalamak için arabellek görevi görür, böylece işlemci ihtiyaç duyduğu anda bu verilere erişebilir. Veriler kayıt defterinde tutulur, böylece kayıt yeri ve adresten haberdar olur ve bu bilgiyi IP adreslerini belirlemek için kullanabilir.
• Gereksinimlere göre, temel kayıt bilgisayar işlemlerini veya işlenenlerini değiştirebilir ve bilgisayar sistemi talimatlarında adres kısmı kayda eklenebilir.

Her CPU'nun kayıtlarına ayrılmış birkaç bayt vardır. Kayıt, hızlı hafıza ve sistem üzerinde çalışmak için talimatlar içerir. Derleyici geçici verileri RAM yerine kayıt defterinde sakladığından programların sistemde olması gerekenden daha hızlı çalışmasını sağlar.

Neden kayıt belleğine ihtiyacımız var?

CPU kayıtları, talimatları hızlı bir şekilde işlemek için çok faydalıdır. Bilgisayar belleği hiyerarşisinin en üstünde yer alır ve diğer bilgisayar bellekleriyle karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha hızlıdır. Kayıtlar, adresler ve talimatlar dahil her türlü küçük veri burada saklanabilir. Bu kayıtlar CPU'nun etkili ve anlamlı bir şekilde çalışmasını sağlar.

Önbellek ve Kayıt Arasındaki Fark

Her ikisi de genel olarak veri depolasa da, önbellek ve kayıtlar birbirinden oldukça farklıdır. Bir cihazın sık kullanılan tüm verileri ve talimatları önbellekte saklanır. Sonuç olarak bilgisayarın genel performansını ve çalışmasını da hızlandırır. Öte yandan kayıt defteri, bilgisayar talimatı veya belirli bir veri parçasının konumu gibi yalnızca tek bir bilgi öğesini saklar.

Kayıt ve önbellek arasındaki farkı tartışalım. Aşağıda, bu konuyu daha açık ve anlaşılır hale getirmeye yardımcı olmak için iki terimi benzersiz özelliklerine göre karşılaştırdığımız bir tablo verilmiştir.