CPU中的主要寄存器:有六类寄存器:指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)、地址寄存器(AR)、数据寄存器(DR)、累加寄存器(AC)、程序状态字寄存器(PSW)
在CPU中至少要有六類寄存器:指令寄存器(IR)、程序計數器(PC)、地址寄存器(AR)、數據寄存器(DR)、累加寄存器(AC)、程序狀態字寄存器(PSW)。這些寄存器用來暫存一個計算機字,其數目可以根據需要進行擴充。
1.?數據寄存器
數據寄存器(Data Register,DR)又稱數據緩沖寄存器,其主要功能是作為CPU和主存、外設之間信息傳輸的中轉站,用以彌補CPU和主存、外設之間操作速度上的差異。
數據寄存器用來暫時存放由主存儲器讀出的一條指令或一個數據字;反之,當向主存存入一條指令或一個數據字時,也將它們暫時存放在數據寄存器中。
數據寄存器的作用是 :
(1)作為CPU和主存、外圍設備之間信息傳送的中轉站;
(2)彌補CPU和主存、外圍設備之間在操作速度上的差異;
(3)在單累加器結構的運算器中,數據寄存器還可兼作操作數寄存器。
2.?指令寄存器
指令寄存器(Instruction Register,IR)用來保存當前正在執行的一條指令。
當執行一條指令時,首先把該指令從主存讀取到數據寄存器中,然后再傳送至指令寄存器。
指令包括操作碼和地址碼兩個字段,為了執行指令,必須對操作碼進行測試,識別出所要求的操作,指令譯碼器(Instruction Decoder,ID)就是完成這項工作的。指令譯碼器對指令寄存器的操作碼部分進行譯碼,以產生指令所要求操作的控制電位,并將其送到微操作控制線路上,在時序部件定時信號的作用下,產生具體的操作控制信號。
指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。操作碼一經譯碼,即可向操作控制器發出具體操作的特定信號。
3.?程序計數器
程序計數器(Program Counter,PC)用來指出下一條指令在主存儲器中的地址。
在程序執行之前,首先必須將程序的首地址,即程序第一條指令所在主存單元的地址送入PC,因此PC的內容即是從主存提取的第一條指令的地址。
當執行指令時,CPU能自動遞增PC的內容,使其始終保存將要執行的下一條指令的主存地址,為取下一條指令做好準備。若為單字長指令,則(PC)+1àPC,若為雙字長指令,則(PC)+2àPC,以此類推。
但是,當遇到轉移指令時,下一條指令的地址將由轉移指令的地址碼字段來指定,而不是像通常的那樣通過順序遞增PC的內容來取得。
因此,程序計數器的結構應當是具有寄存信息和計數兩種功能的結構。
4.?地址寄存器
地址寄存器(Address Register,AR)用來保存CPU當前所訪問的主存單元的地址。
由于在主存和CPU之間存在操作速度上的差異,所以必須使用地址寄存器來暫時保存主存的地址信息,直到主存的存取操作完成為止。
當CPU和主存進行信息交換,即CPU向主存存入數據/指令或者從主存讀出數據/指令時,都要使用地址寄存器和數據寄存器。
如果我們把外圍設備與主存單元進行統一編址,那么,當CPU和外圍設備交換信息時,我們同樣要使用地址寄存器和數據寄存器。
5.?累加寄存器
累加寄存器通常簡稱累加器(Accumulator,AC),是一個通用寄存器。
累加器的功能是:當運算器的算術邏輯單元ALU執行算術或邏輯運算時,為ALU提供一個工作區,可以為ALU暫時保存一個操作數或運算結果。
顯然,運算器中至少要有一個累加寄存器。
6.?程序狀態字寄存器
程序狀態字(Program Status Word,PSW)用來表征當前運算的狀態及程序的工作方式。
程序狀態字寄存器用來保存由算術/邏輯指令運行或測試的結果所建立起來的各種條件碼內容,如運算結果進/借位標志(C)、運算結果溢出標志(O)、運算結果為零標志(Z)、運算結果為負標志(N)、運算結果符號標志(S)等,這些標志位通常用1位觸發器來保存。
除此之外,程序狀態字寄存器還用來保存中斷和系統工作狀態等信息,以便CPU和系統及時了解機器運行狀態和程序運行狀態。
因此,程序狀態字寄存器是一個保存各種狀態條件標志的寄存器。
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作者:DemonHunter211?
來源:CSDN?
原文:https://blog.csdn.net/kwame211/article/details/77773621?utm_source=copy?
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總結
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