在计算机中,寄存器是一种用于暂时存储数据的高速存储器。在CPU内部有许多种类的寄存器,其中之一便是工作寄存器。工作寄存器区是指计算机内部专门用于存储中间变量和临时结果的寄存器。
工作寄存器通常由多个单独的寄存器组成,每个寄存器都有自己的名称和编号。它们不同于其他寄存器,主要是它们的作用范围是在CPU中临时存储数据,在计算完毕后,这些数据便会被转移、处理、或存储到其他位置,以便下一步的操作。
工作寄存器区的作用主要有以下几个方面:
可以将工作寄存器区看作是计算机的计算过程中的“暂存区”,在计算机执行完运算操作后,会将运算所得的结果存放到一个临时的工作寄存器中,待下一步操作执行完毕后,再将工作寄存器中的结果存放到目的寄存器或存储器中。
在计算机的运作过程中,由于需要进行各种数据拼接、位运算等操作,就需要将其中的一些数据先存到工作寄存器区中,再进行合并处理,避免出现数据损坏或错误。
在程序运行过程中,程序员需要对程序的某些状态进行暂时的存储和切换,如暂停、重启、进程切换等功能,这时,使用工作寄存器区能方便地变更进出状态,并快速读写状态所需的数据。
由于寄存器数量有限,需要对工作寄存器区进行合理的管理。管理工作寄存器需要以下几个方面的思路:
在计算机运行的时候,需要进行大量的寄存器交换,为了避免资源浪费,需要将某些寄存器在运算过程中逐步复用,如,在同一函数/子程序中定义的变量就可能使用同一个寄存器进行处理。
在程序编写时,需要根据程序的要求为不同的变量分配多个不同的寄存器循环使用。这样可以减少寄存器溢出时的时间和减小上下文切换的压力。
现代编译器提供程序员可编程的优化接口,可以针对应用场景分配寄存器储存,物尽其用。例如,通过编译器的优化一些临时变量就可以被替换为某些寄存器的暂存区,提高程序的性能。