CPU中的主要寄存器

       各種計算機的CPU可能不同,但是在CPU中至少至少要有六類寄存器:①指令寄存器(IR);②程序計數器(PC);③數據地址寄存器(AR);④緩衝寄存器(DR);⑤通用寄存器(R0~R3);⑥狀態字寄存器(PSW)。

數據緩衝寄存器(DR)

       數據緩衝寄存器用來暫時存放ALU的運算結果,或由數據存儲器讀出的一個數據字,或來自外部接口的一個數據字。緩衝寄存器的作用是:
①作爲ALU運算結果和通用寄存器之間信息傳送中時間上的緩衝;
②補償CPU和內存、外圍設備之間在操作速度上的差別。

指令寄存器(IR)

       指令寄存器用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時,先把它從指令cache存儲器(簡稱指存)讀出,然後再傳送至指令寄存器。指令劃分爲操作碼和地址碼字段,由二進制數字組成。爲了執行任意給定的指令,必須通過指令譯碼器對操作碼進行測試,以便識別所要求的操作,指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。操作碼一經譯碼後,即可向操作控制器發出具體的特定信號。

程序計數器(PC)

       程序計數器的內容是地址,即從指存提取的第一條指令的地址,用來存放正在執行的指令的地址或接着將要執行的下一條指令。當執行指令時,CPU將自動修復PC的內容,以便使其保持的總是將要執行的下一條指令的地址。因爲大多數指令都是按順序來執行的,所以修改的過程通常只是簡單地對PC加1。但當遇到轉移指令時,後繼的內容(即PC的內容)必須從指令寄存器中的地址字段取得。此情況下,下一條從指存取出的指令將由轉移指令來規定,而不是像通常一樣按順序來取得。故程序寄存器的結構應當是具有寄存器和計數兩種功能的結構。

數據地址寄存器(AR)

       數據地址寄存器用來保存當前CPU所訪問的數據cache存儲器中(簡稱數存)單元的地址。因爲要對存儲器陣列進行地址譯碼,所以必須使用地址寄存器來保持地址信息,直到一次讀、寫完成爲止。

通用寄存器(R0~R3)

       通用寄存器的功能是:當算術邏輯單元(ALU)執行算術或邏輯運算時,爲ALU提供一個工作區。

狀態字寄存器(PSW)

       狀態字寄存器保存由算術指令和邏輯指令運算或測試結果建立的各種條件代碼,還保存中斷和系統工作狀態等信息,以便使CPU和系統能及時瞭解機器運行狀態和程序運行狀態,故狀態條件寄存器是一個由各種狀態條件標誌拼湊而成的寄存器。

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