Register
रजिस्टर एक बहुत ही छोटी, तेज गति (High Speed) और अस्थायी (Temporary) स्टोरेज यूनिट है जो सीपीयू के अंदर ही मौजूद होती है। ये मेमोरी लोकेशन वैसे ही काम करती है, लेकिन रैम से कई गुना ज्यादा तेज होती है। इसका मुख्य काम सीपीयू को तुरंत होना चाहिए जिसमें डेटा और निर्देशों को स्टोर किया जाना चाहिए ताकि उन्हें प्रोसेसिंग के लिए तुरंत उपकरण उपलब्ध कराया जा सके।
यह CPU और RAM के बीच बफर का काम करता है। जब CPU को किसी डेटा की ज़रूरत होती है, तो वह उस डेटा को RAM से रजिस्टर में लोड करता है। रजिस्टर में पहुँचने के बाद, CPU उस डेटा पर बहुत तेज़ी से ऑपरेशन (जैसे जोड़, घटाव) कर सकता है। ऑपरेशन पूरा होने पर, RAM या किसी अन्य रजिस्टर में बदलाव किया जा सकता है।
मुख्य बिंदु
- Speed (गति): Register Computer की सबसे तेज़ Memory है। यह सीधे CPU के साथ कम्युनिकेट करती है।
- Size (आकार): इनका आकार बहुत छोटा होता है। ये Bits (जैसे 8-bit, 16-bit, 32-bit, 64-bit) में गिने जाते हैं। आजकल के Modern CPUs में 64-bit Registers आम हैं।
- Location (स्थान): ये CPU के अंदर ही एकीकृत (Integrated) होते हैं।
- Volatile Nature (अस्थाई प्रकृति): Power Off होते ही इनमें stored Data चला जाता है।
उदाहरण : आप एक किताब लिख रहे हैं। Hard Disk वो लाइब्रेरी है जहाँ सारी किताबें रखी हैं। RAM वो डेस्क है जहाँ आप काम करने के लिए कुछ किताबें लाते हैं। और Register वो आपकी छोटी-सी नोटबुक है जिस पर आप तुरंत के लिए जरूरी Points या References लिखते हैं ताकि आपको बार-बार किताब में ना देखना पड़े।
Register के प्रकार (Types of Registers)
Register को उनके काम के आधार पर कई प्रकारों में बांटा जा सकता है। हर Register का एक विशेष काम होता है जो CPU के कार्यकरण (Functioning) को आसान बनाता है।
1. Data Registers (डेटा रजिस्टर) -
इनका उपयोग Data को अस्थायी रूप से (temporarily) स्टोर करने के लिए होता है। जैसे अगर आप CPU से दो नंबर, 5 और 10, को जोड़ना चाहते हैं, तो ये नंबर Data Registers में रखे जाएंगे।
2. Address Registers (एड्रेस रजिस्टर) -
इनका काम मेमोरी लोकेशन का पता स्टोर करना होता है। जब CPU को RAM से कोई डेटा लाना होता है, तो वह उस डेटा का पता एड्रेस रजिस्टर में रख लेता है।
3. General Purpose Registers (सामान्य-उद्देश्य रजिस्टर)
ये Registers बहुत बहुमुखी (Versatile) होते हैं और इनका उपयोग Programmer किसी भी काम के लिए कर सकते हैं, जैसे Data या Address को स्टोर करने के लिए। ये Data को Move करने, Calculations करने आदि में मदद करते हैं।
4. Control and Status Registers (नियंत्रण और स्थिति रजिस्टर)
ये Registers CPU के आंतरिक संचालन (internal operations) को नियंत्रण और मैनेज करते हैं। प्रोग्रामर सीधे इनका उपयोग नहीं कर सकते हैं, लेकिन ये CPU की कार्यप्रणाली के लिए बहुत जरूरी हैं।
5. Program Counter (PC) / Instruction Pointer (IP) - प्रोग्राम काउंटर / निर्देश सूचक
यह सबसे महत्वपूर्ण रजिस्टरों में से एक है। इसका काम अगले निर्देश का पता संग्रहीत करना है। जब CPU एक Instruction को Execute कर लेता है, तो PC का मान स्वतः ही बढ़(Increment ) जाता है ताकि वह अगला निर्देश प्राप्त कर सके।
6. Memory Address Register (MAR) (मेमोरी एड्रेस रजिस्टर)
यह रजिस्टर उस मेमोरी लोकेशन का पता रखता है जहाँ से डेटा प्राप्त किया जाना है या जहाँ डेटा संग्रहीत किया जाना है। यह CPU और RAM के बीच एक सेतु (bridge) का काम करता है।
7. Memory Buffer Register (MBR) / Memory Data Register (MDR)
यह रजिस्टर उस Data को रखता है जो RAM से Read किया गया है या जिसे RAM में Write करना है। यह MAR के साथ मिलकर काम करता है।
8. Stack Pointer Register (SP) (स्टैक पॉइंटर रजिस्टर)
यह रजिस्टर स्टैक के शीर्ष तत्व (top element) का पता रखता है। यह फ़ंक्शन कॉलिंग और रिटर्निंग के लिए बहुत उपयोगी है।
9. Instruction Register (IR) (निर्देश रजिस्टर)
जब कोई निर्देश RAM से CPU में आती है, तो उसे निर्देश रजिस्टर(Instruction Register) में रखा जाता है। यहीं पर CPU उस निर्देश को Decode करता है, यानी समझता है कि उसे क्या करना है।
Uses and Importance of Registers
(रजिस्टर का उपयोग और महत्व )
रजिस्टर का उपयोग
लगभग हर छोटे कंप्यूटर ऑपरेशन में रजिस्टरों का इस्तेमाल होता है। इनके बिना सीपीयू का काम लगभग असंभव है
- Fast Data Access (तेज डेटा एक्सेस) – RAM से डेटा एक्सेस करने में विलंब होता है। रजिस्टर CPU के बहुत पास होने के कारण, डेटा तुरंत एक्सेस किया जा सकता है। इससे CPU का प्रदर्शन कई गुना बढ़ जाता है।
- Executing Instructions (निर्देशों को निष्पादित करना) – प्रत्येक निर्देश चक्र में, CPU को डेटा की आवश्यकता होती है। यह डेटा रजिस्टर में होता है, जिससे निर्देशों का निष्पादन बहुत तेज़ हो जाता है, जैसे जोड़ या गुणा के ऑपरेंड रजिस्टर में ही पाए जाते हैं।
- Intermediate Results (मध्यवर्ती परिणाम) – जब कोई बड़ी गणना (Calculation) होती है तो उसके मध्यवर्ती परिणाम (Intermediate Results) को Registers में रखा जाता है। इससे बार-बार RAM से Data लाने की जरूरत नहीं पड़ती और Speed बनी रहती है।
- Efficient Processing (कुशल प्रसंस्करण) – Registers CPU के निर्देश पाइपलाइन (Instruction Pipeline) को अनुकूलित (Optimized) करते हैं। PC, IR और अन्य Control Registers यह सुनिश्चित करते हैं कि Instructions सही क्रम में और सही तरीके से Execute हों।
Register का महत्व
- High Performance Computing (उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग )– बिना रजिस्टर के सीपीयू इतना तेज नहीं होता।
- Instruction Execution Speed (निर्देश निष्पादन गति) – रजिस्टरों के कारण प्रत्येक निर्देश का निष्पादन (execution) तेज़ होता है।
- Parallelism (समानांतरवाद) – कई रजिस्टर होने से सीपीयू एक साथ कई डेटा को संभाल सकता है।
Advantages of Registers (रजिस्टर के लाभ)
- Super Fast( सबसे तेज) – CPU का सबसे तेज़ storage।
- Low Latency (कम अव्यक्ता)– कोई प्रतीक्षा समय नहीं।
- Efficient Data Processing (कुशल डेटा प्रोसेसिंग) – अंकगणित(Arithmetic,), तर्क(Logic), और(branching faster) तेजी से शाखा।
- Direct Access (सीधी पहुंच) – मेमोरी एक्सेस ((Memory access) की आवश्यकता कम।
Disadvantages of Registers (रजिस्टरों से हानि)
- Expensive(महँगा) – रजिस्टर का डिज़ाइन महँगा है।
- Limited Size(सीमित आकार) – केवल कुछ बाइट्स या शब्दों का डेटा संग्रहीत किया जा सकता है।
- Non-Persistent(नॉन-पर्सिस्टेंट )– Power off होने पर data तुरंत गायब (vanish) हो जाता है।
