什么是溢出

介绍：
在计算机中，所有指令和数据都存储在主存储器或主存储器中。在执行期间，它们必须被传输到处理单元，也称为 CPU，根据指令执行操作，如果有任何结果，则将其发送回内存。但是这些指令和数据在执行过程中存储在 CPU 的什么地方呢？答案是寄存器。

寄存器是一个硬件单元，充当计算机处理器可以快速访问的存储区域。它们主要存储指令的地址、指令本身、操作数以及操作的结果，这些结果可以稍后加载到内存中。高级编程语言中使用的变量存储在寄存器中，或者更确切地说，它们在程序执行期间分配给特定的寄存器。

在编程语言中，可能会使用许多变量，这些变量需要存储在寄存器中以便更快地访问，从而使程序执行得更快。编译器的工作是决定如何将变量分配给寄存器。并非所有变量都分配给寄存器，而只有正在使用的变量。

不溢出的问题：
现在这里出现了两个问题——

在计算机中，寄存器的数量是有限的，因为它们是硬件单元，一旦芯片制成，就不可能增加或减少寄存器的数量。
一次不能在同一个寄存器中为两个或多个变量分配空间。

理想处理器的特点是每个周期执行越来越多的指令。因此需要更多空间来存储变量并对它们执行操作。如前所述，寄存器空间是有限的。这会导致寄存器分配失败。因此，编译器的工作就是使用寄存器和内存空间。

如果没有足够的寄存器来保存变量。然后一些变量被移动到主存储器，为需要寄存器的变量腾出空间。这称为寄存器溢出。

什么是溢出？
从形式上讲，溢出是一种技术，其中将变量从寄存器空间移出到主存储器（RAM），以便为其他变量腾出空间，这些变量将在当前正在执行的程序中使用。

为什么会溢出？
溢出是为了满足以下条件 -

避免注册分配失败 –
当存在有限数量的寄存器来保存活动变量时，就会发生这种情况，因此它们在寄存器和内存之间交换。
函数中的参数传递 –
参数是传递给函数的参数。当它们不能被传递到寄存器时，它们被存储在内存位置。
动态分配——
程序员可能需要添加在运行时生成的名称。由于寄存器是静态命名的，编译器依赖内存来生成动态名称。

在函数调用期间存在第四个问题。被调用函数的主体访问整个寄存器集，因此会发生许多保存和恢复。为了克服开销，进行内存引用，这可以使用溢出。

溢出的优势 –
它几乎没有什么优点，它们是——

最大的优势是硬件性能的提高。
访问时间低于缓存（对于小溢出）。

例子 -
让我们通过一个例子来理解整个过程。考虑一个简单的表达式：

R = (A+B)*(C+D)

相应的单地址指令如下：-

1. LOAD A     // ACC = M[A]
2. ADD B      // ACC = ACC + M[B]
3. STORE T    // M[T] = ACC
4. LOAD C     // ACC = M[C]
5. ADD D      // ACC = ACC + M[D]
6. MUL T      // ACC = ACC * M[T]
7. STORE R    // M[R] = ACC

在此示例中，在指令号 3 处，存储在累加器中的值被移动到内存中并存储在那里，以便为新变量腾出空间。这是一个溢出的例子。