(la videolezione) I registri sono elementi cruciali per immagazzinare temporaneamente dati binari. Presenti all'interno di microprocessori, microcontrollori e circuiti digitali più complessi, i registri svolgono una funzione simile a quella della memoria, ma sono estremamente veloci e strettamente legati alle operazioni della CPU.
Un registro è formato da una serie di flip-flop, ognuno dei quali conserva un singolo bit. Se colleghiamo 8 flip-flop, otteniamo un registro da 8 bit, capace di conservare un byte di informazione. I registri possono essere sincroni — aggiornati solo in corrispondenza di un segnale di clock — oppure asincroni, che reagiscono agli input in tempo reale. Su un registro si possono effettuare in generale le seguenti operazioni: caricare i dati binari (operazione detta caricamento, load, o anche scrittura, write); conservare i dati nella memoria del registro (operazione di mantenimento, hold); prelevare i dati memorizzati (operazione detta di lettura, read): a sua volta la lettura può essere distruttiva, se provoca la perdita dei dati (i dati letti vengono cancellati dalla memoria), o non distruttiva.
Esistono diversi tipi di registri, ognuno con uno scopo ben preciso:
I registri a spostamento (shift register) possono far scorrere i bit verso destra o sinistra, utilissimi nelle operazioni di moltiplicazione, divisione o codifica.
I registri paralleli memorizzano più bit simultaneamente e sono fondamentali per il trasferimento di dati tra componenti digitali.
I registri buffer agiscono da interfaccia temporanea tra il processore e la memoria o le periferiche, evitando sovraccarichi nei flussi di dati.
I registri contatori possono incrementare o decrementare il valore memorizzato, diventando strumenti utili in sistemi di temporizzazione e controllo.
Nelle CPU, i registri interni hanno un ruolo strategico: contengono gli operandi delle istruzioni, tengono traccia del Program Counter, conservano flag di stato e fungono da appoggio nelle operazioni aritmetiche e logiche. Il loro accesso è praticamente istantaneo, e per questo vengono usati in continuazione durante l’elaborazione dei dati.
Dal punto di vista dell’ingegneria digitale, i registri rappresentano uno dei blocchi costitutivi della logica sequenziale: ogni circuito che deve “ricordare” uno stato o gestire dati nel tempo ha bisogno di un registro. E grazie alla loro versatilità, possono essere configurati e collegati in moltissimi modi diversi per soddisfare le esigenze più disparate.
