Ο επεξεργαστής είναι μεταξύελεγχόμενων από το λογισμικό συσκευών και έχει σχεδιαστεί για να επεξεργάζεται πληροφορίες. Η επεξεργασία πληροφοριών πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα. Στην πραγματικότητα, αυτή η διαδικασία έχει ως εξής: κατά την εκκίνηση, το πρόγραμμα τοποθετείται στη μνήμη RAM και από εκεί μια εντολή μετά από την είσοδο στον επεξεργαστή. Εκτός από τις οδηγίες για υπολογιστές, απαιτούνται επίσης δεδομένα, τα οποία μπορούν να προέρχονται τόσο από τη μνήμη RAM όσο και από εξωτερικές συσκευές.
Ως αποτέλεσμα της επόμενης εντολήςΑποδεικνύεται ένα αποτέλεσμα που πρέπει να σωθεί κάπου. Και τότε προκύπτουν δύο επιλογές - για να στείλετε το αποτέλεσμα στη μνήμη RAM ή να το αφήσετε μέσα στον επεξεργαστή, αφού πιθανότατα αυτό το αποτέλεσμα δεν είναι τελικό και θα χρησιμοποιηθεί σε περαιτέρω υπολογισμούς. Στην πρώτη περίπτωση, υπάρχει ένα μεγάλο "ΑΛΛΑ" - σημαντικός χρόνος δαπανάται για τέτοιες ανταλλαγές με μνήμη και, κατά συνέπεια, η απόδοση του συστήματος μειώνεται. Στη δεύτερη περίπτωση, ο επεξεργαστής πρέπει να περιέχει στα στοιχεία της μνήμης της δομής του τα λεγόμενα μητρώα επεξεργαστών. Αυτές είναι συσκευές που χρησιμοποιούνται για τη λήψη, αποθήκευση και μετάδοση ενός κώδικα δυαδικών δεδομένων πολλαπλών δυαδικών ψηφίων. Οι καταχωρητές επεξεργαστών χωρίζονται σε δύο τύπους: καταχωρητές γενικής χρήσης και εξειδικευμένα μητρώα.
Γενικοί καταχωρητές επεξεργαστών χρησιμοποιούνταιαποθήκευση των αποτελεσμάτων ενδιάμεσου υπολογισμού. Όσο περισσότερο καταχωρούνται στο εσωτερικό του επεξεργαστή, τόσο λιγότερο συχνά αποκτά πρόσβαση στη μνήμη RAM, δηλαδή δεν ξοδεύει χρόνο σε αυτό και επομένως δεν χάνει την απόδοση. Από την άλλη όμως, ο αριθμός των καταχωρητών περιορίζεται από την περιοχή των τσιπ επεξεργαστών. Η άπειρη αύξηση του αριθμού τους είναι αδύνατη. Οι κατάλογοι που προορίζονται για αποθήκευση δεδομένων κατά κανόνα έχουν χωρητικότητα ίση με το πλάτος του δίαυλου δεδομένων. Κάθε καταχωρητής επεξεργαστή έχει το δικό του μοναδικό όνομα, με τη βοήθεια του οποίου είναι δυνατή η πρόσβαση στο μητρώο μέσω κωδικού προγράμματος.
Κάθε εξειδικευμένο μητρώο έχειτον ειδικό προορισμό του. Για παράδειγμα, υπάρχει ένας καταχωρητής σχεδιασμένος για να αποθηκεύει τη διεύθυνση μίας εντολής στη μνήμη RAM, η οποία θα πρέπει να διαβάζεται την επόμενη φορά που θα έχει πρόσβαση. Αυτός ο καταχωρητής καλείται καταχωρητής διεύθυνσης εντολών. Ένα άλλο παράδειγμα ενός εξειδικευμένου μητρώου είναι ο καταχωρητής χαρακτηριστικών. Με άλλο τρόπο, ονομάζεται επίσης κατάσταση επεξεργασίας κειμένου (Word Status Processor - συντομογραφία PSW). Σε αντίθεση με όλους τους άλλους μητρώους επεξεργαστών, το σύνολο των περιεχομένων των οποίων λαμβάνεται υπόψη, κάθε bit του καταχωρητή χαρακτηριστικών έχει ένα μοναδικό όνομα και έναν ξεχωριστό σκοπό. Μεταξύ των σημείων για παράδειγμα, μπορούμε να διακρίνουμε το λεγόμενο σημάδι μηδέν (σημάδι μηδενικού αποτελέσματος). Εάν, ως αποτέλεσμα της εκτέλεσης μιας εντολής, προκύψει ένα μηδενικό αποτέλεσμα, ο επεξεργαστής μπορεί να "ανακαλύψει" γι 'αυτό αναλύοντας αυτό το bit του καταχωρητή χαρακτηριστικών.
Οι καταχωρητές CPU είναι πολύ γρήγοροιμνήμη (ακόμη γρηγορότερη από τη μνήμη cache), καθώς βρίσκονται πολύ κοντά στον πυρήνα του υπολογιστή και λειτουργούν στη συχνότητα ρολογιού του εσωτερικού διαύλου επεξεργαστή.
