「レジスタ (コンピュータ)」の版間の差分

一般に、[[論理回路]]において、[[フリップフロップ]]などにより状態を保持する装置をレジスタと呼ぶ。コンピュータにおいては、プロセッサが内蔵しているそれを指す。プロセッサには、プログラムが読み書きできるレジスタ以外に、プロセッサ自身が動作動するためのレジスタがあり、内部レジスタなどと呼ばれる。

プロセッサ内部のレジスタは、計算結果を一時的に保持したり、[[Random Access Memory|RAM]]や[[Read Only Memory|ROM]]などの[[記憶装置|メインメモリ]]を読み書きする際の[[メモリアドレス|アドレス]]を保持したり、プロセッサや周辺機器の動作動状態を保持・変更したりする。プロセッサの動作動とは、極端にいえば、プログラムコードに従ってメインメモリとレジスタの間でデータを移送することだと表現できる。

プロセッサ内部にはたいてい数個から数十個のレジスタがあり、内部[[バス (コンピュータ)|バス]]や演算回路などと密接に結びついているため、高速に動作動する。

アドレスレジスタの一種で、[[コールスタック]]の先頭を指すポインタレジスタである。これが示すアドレスの内容を読み出すと同時にアドレスを増やす、逆に、示すアドレスに書き込むと同時にアドレスを減らす、といった動作動を行えるものが多い（特にCISCでは）。

レジスタの値は、プロセッサの内部状態そのものである。つまり、レジスタの値をそっくりそのままどこかに退避させ、後にそれをそっくり元に戻せば、プロセッサの動作動を一時中断し、他の作業をさせ、中断前の状態に戻すことができる。

割り込み処理による高速応答性を要求されるアプリケーションを作る場合や、時分割などによる擬似的なマルチタスクを実現する時には、この動作動はきわめて頻繁に行なわれる。この、プロセッサの動作動状態をそっくり保存して他の動作動状態に入れ替えるという動作動は、[[コンテキストスイッチ]]と呼ばれる。

ソフトウェア資産の有効活用を目的として、16ビットプロセッサの命令セットをそのまま動作動できる32ビットプロセッサなどがしばしば開発される。

この場合、プロセッサ内部のレジスタのビット長は大きく（たいていの場合2倍に）なっているのだが、互換性を保つために古いCPUの命令コードで動作動する場合には下位のビットしか用いない。

ペリフェラルデバイスのレジスタは、ペリフェラル（[[プログラマブル・カウンタ]]や[[割り込み (コンピュータ)|割り込み]]制御、[[UART|シリアル通信ポート]]などのハードウェア）の動作動を設定したり、動作動状況を読み出したりするためのレジスタである。これらのレジスタは上記のプロセッサ内のレジスタとは異なり、プロセッサからアクセスできる[[アドレス空間]]の一部に配置される。プロセッサの種類によってはメモリ空間とは別に[[入出力ポート#I/O空間|I/O空間]]というアドレス空間が存在し、レジスタはここに配置される。I/O空間を持たないプロセッサの場合はメモリ空間にレジスタを配置して利用し、このことを[[メモリマップドI/O]]と言う。レジスタの各ビットの動作動や配置はペリフェラルデバイス毎に異なり、ハードウェアの動作動をよく理解して操作する必要がある。