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  • 寄存器分哪些种
    2022-05-07 15:15:43

    1. 数据寄存器:

    用于保存从存储器中读取的数据,以及运算器生成的结果。针对不同的数据类型,又可以分为整数寄存器、浮点寄存器。

    2. 指令寄存器:

    用于保存从存储器中读取的指令,指令在执行之前暂时存放在指令寄存器中。

    3. 地址寄存器:

    用于保存要访问内存的地址。它也分为两种,一种用于保存CPU下一条要执行的指令地址,这种寄存器又称为程序地址计数器(Program Counter,PC);另一种用于保存指令要访问的内存数据的地址。

    4. 标志位寄存器

    用于保存指令执行结果的一些特征,例如一条加法指令执行后,结果是否为0,是否溢出等。这些特征在标志位寄存器中以特定的位进行表示,可以供程序对计算结果进行判断。 

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    在CPU中至少要有六类寄存器: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)。这些寄存器用来暂存一个计算机字,其数目可以根据需要进行扩充...

    在CPU中至少要有六类寄存器: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)。这些寄存器用来暂存一个计算机字,其数目可以根据需要进行扩充。

    1. 数据寄存器

    数据寄存器(Data Register,DR)又称数据缓冲寄存器,其主要功能是作为CPU和主存、外设之间信息传输的中转站,用以弥补CPU和主存、外设之间操作速度上的差异。

    数据寄存器用来暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字;反之,当向主存存入一条指令或一个数据字时,也将它们暂时存放在数据寄存器中。

    数据寄存器的作用是 :

    (1)作为CPU和主存、外围设备之间信息传送的中转站;

    (2)弥补CPU和主存、外围设备之间在操作速度上的差异;

    (3)在单累加器结构的运算器中,数据寄存器还可兼作操作数寄存器。

    2. 指令寄存器

    指令寄存器(Instruction Register,IR)用来保存当前正在执行的一条指令。

    当执行一条指令时,首先把该指令从主存读取到数据寄存器中,然后再传送至指令寄存器。

    指令包括操作码和地址码两个字段,为了执行指令,必须对操作码进行测试,识别出所要求的操作,指令译码器(Instruction Decoder,ID)就是完成这项工作的。指令译码器对指令寄存器的操作码部分进行译码,以产生指令所要求操作的控制电位,并将其送到微操作控制线路上,在时序部件定时信号的作用下,产生具体的操作控制信号。

    指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。

    3. 程序计数器

    程序计数器(Program Counter,PC)用来指出下一条指令在主存储器中的地址。

    在程序执行之前,首先必须将程序的首地址,即程序第一条指令所在主存单元的地址送入PC,因此PC的内容即是从主存提取的第一条指令的地址。

    当执行指令时,CPU能自动递增PC的内容,使其始终保存将要执行的下一条指令的主存地址,为取下一条指令做好准备。若为单字长指令,则(PC)+1àPC,若为双字长指令,则(PC)+2àPC,以此类推

    但是,当遇到转移指令时,下一条指令的地址将由转移指令的地址码字段来指定,而不是像通常的那样通过顺序递增PC的内容来取得。

    因此,程序计数器的结构应当是具有寄存信息和计数两种功能的结构。

    4. 地址寄存器

    地址寄存器(Address Register,AR)用来保存CPU当前所访问的主存单元的地址。

    由于在主存和CPU之间存在操作速度上的差异,所以必须使用地址寄存器来暂时保存主存的地址信息,直到主存的存取操作完成为止。

    当CPU和主存进行信息交换,即CPU向主存存入数据/指令或者从主存读出数据/指令时,都要使用地址寄存器和数据寄存器。

    如果我们把外围设备与主存单元进行统一编址,那么,当CPU和外围设备交换信息时,我们同样要使用地址寄存器和数据寄存器。

    5. 累加寄存器

    累加寄存器通常简称累加器(Accumulator,AC),是一个通用寄存器。

    累加器的功能是:当运算器的算术逻辑单元ALU执行算术或逻辑运算时,为ALU提供一个工作区,可以为ALU暂时保存一个操作数或运算结果。

    显然,运算器中至少要有一个累加寄存器。

    6. 程序状态字寄存器

    程序状态字(Program Status Word,PSW)用来表征当前运算的状态及程序的工作方式。

    程序状态字寄存器用来保存由算术/逻辑指令运行或测试的结果所建立起来的各种条件码内容,如运算结果进/借位标志(C)、运算结果溢出标志(O)、运算结果为零标志(Z)、运算结果为负标志(N)、运算结果符号标志(S)等,这些标志位通常用1位触发器来保存。

    除此之外,程序状态字寄存器还用来保存中断和系统工作状态等信息,以便CPU和系统及时了解机器运行状态和程序运行状态。

    因此,程序状态字寄存器是一个保存各种状态条件标志的寄存器
     

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  • 1.寄存器的分类: (1)数据寄存器 数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息,从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。 32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX(累加器)、EBX(基址寄存器)、ECX...

    1.寄存器的分类:

    通用寄存器:数据寄存器、指针寄存器、变址寄存器

    (1)数据寄存器

    数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息,从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。

     32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX(累加器)、EBX(基址寄存器)、ECX(计数寄存器)、EDX(数据寄存器)。

    16位:AX(累加器)、BX(基址寄存器)、CX(计数寄存器)、DX(数据寄存器)。

    8位:AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL 8位寄存器,只能存放8位数据,不能存放地址。(AH对应AX的高8位、AL对应AX的低8位,AX对应EAX的低16位)

    (2)指针寄存器

    32位:EBP、ESP。

     EBP为基指针寄存器,用它可直接存取堆栈中的数据。

     ESP为堆栈指针寄存器,用它只可访问栈顶

    16位:BP(基址指针寄存器)、SP(堆栈指针寄存器)。

    (3)变址寄存器

    32位:ESI(源变址寄存器)、EDI(目的变址寄存器)。主要用于存放存储单元在段内的偏移量。

    16位:SI(源变址寄存器)、DI(目的变址寄存器)。


    (4)段寄存器

    32位:ECS(代码段寄存器)、 EDS(数据段寄存器)、 ESS(堆栈段寄存器)、                            EES(附加段寄存器)、EFS(附加段寄存器)、EGS(附加段寄存器)。

    16位:CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、SS(堆栈段寄存器)、ES(附加段寄存器)。

    (5)指令指针寄存器

    32位:EIP。

    16位:IP。

    指令指针EIP、IP是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量

    (6)标志寄存器flag

    标志寄存器也称程序状态字寄存器。 

    16位:状态标志共6位,CF、PF、AF、ZF、SF和OF。

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  • 80x86CPU的寄存器分类

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    8086 CPU有14个寄存器,每个寄存器有一个名称。按照使用类别进行划分,80x86 CPU中的寄存器可以分为通用寄存器、段寄存器和专用寄存器三类。 1.通用数据寄存器 8086 CPU的所有寄存器都是16位的,可以存放两个...

    8086 CPU有14个寄存器,每个寄存器有一个名称。按照使用类别进行划分,80x86 CPU中的寄存器可以分为通用寄存器、段寄存器和专用寄存器三类。

     1.通用数据寄存器

    8086 CPU的所有寄存器都是16位的,可以存放两个字节。AX、BX、CX、DX这4个寄存器通常用来存放一般性的数据,有时候也可以存放地址,被称为通用数据寄存器。

    ① AX:累加器,运算时较多使用这个寄存器,有些指令规定必须使用它。
    ② BX:基址寄存器,除了存放数据,它经常用来存放一段内存的起始偏移地址。
    ③ CX:计数寄存器,除了存放数据,它经常用来存放重复操作的次数。
    ④ DX:数据寄存器,除了存放数据,它有时存放32位数据的高16位。

    8086 CPU的上一代CPU中的寄存器都是8位的,为了保证兼容,使原来基于上代CPU编写的程序稍加修改就可以运行在8086之上,8086 CPU的AX、BX、CX、DX这4个寄存器都可以分成两个可独立的8位寄存器来用,分别命名为:AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL。以AX为例,8086 CPU的16位寄存器分为两个8位寄存器的情况如图

    2.地址寄存器

     16位的8086处理器有4个16位的通用地址寄存器。它们的主要作用是存放数据的所在偏移地址,也可以存放数据。这4个寄存器不能再拆分使用。

    ① SP:堆栈指针,这是一个专用的寄存器,存放堆栈栈顶的偏移地址。
    ② BP:基址指针,可以用来存放内存中数据的偏移地址。
    ③ SI:源变址寄存器,它经常用来存放内存中源数据区的偏移地址,所谓变址寄存器,是指在某些指令作用下它可以自动地递增或递减其中的值。
    ④ DI:目的变址寄存器,它经常用来存放内存中目的数据区的偏移地址,并在某些指令作用下可以自动地递增或递减其中的值。

    3.段寄存器

    16位80x86处理器有4个16位的段寄存器,分别命名为CS,SS,DS,ES。它们用来存放4个段的段基址。

    ① CS:代码段寄存器,用来存放当前正在执行的程序段的段基址。
    ② SS:堆栈段寄存器,用来存放堆栈段的段基址。
    ③ DS:数据段寄存器,用来存放数据段的段基址。
    ④ ES:附加段寄存器,用来存放另一个数据段的段基址。


    32位80x86处理器仍然使用16位的段寄存器,但是它们存储的内容发生了变化。此外,32位80x86处理器还增加了两个段寄存器FS和GS,它们的作用与ES类似。

     4.指令指针寄存器

    IP:指令指针寄存器,存放即将执行指令的偏移地址

    5.标志寄存器

    FLAGS:存放CPU的两类标志。
    状态标志:反映处理器当前的状态,如有无溢出、有无进位等。状态标志有6个:CF、PF、AF、ZF、SF和OF。
    控制标志:用来控制CPU的工作方式,如是否响应可屏蔽中断等。控制标志有3个:TF、IF和DF。

    各标志位的含义如下: 

    ① OF:溢出标志。OF=l表示两个有符号数的运算结果超出了可以表示的范围,结果是错误的;OF=0表示没有溢出,结果正确。进行无符号数运算时也会产生新的 OF 标志(CPU 不知道处理对象是否为有符号数),此时程序员可以不关心OF标志。
    ② DF:方向标志。DF=0时,每次执行字符串指令后,源或目的地址指针用加法自动修改地址;DF=l时用减法来修改地址。它用来控制地址的变化方向。
    ③ IF:中断允许标志。IF=l 表示允许处理器响应可屏蔽中断请求信号,称为开中断,IF=0表示不允许处理器响应可屏蔽中断请求信号,称为关中断。
    ④ SF:符号标志。SF=1表示运算结果的最高位为“1”。对于有符号数,在溢出标志 OF=0时,SF=1表示运算结果为负,SF=0表示运算结果非负(正或零)。OF=1时,由于结果是错误的,所以符号位也和正确值相反。例如,两个负数相加产生溢出,此时SF=0。对于无符号数运算,SF无意义(但是可以看出结果的大小规模)。
    ⑤ ZF:零标志。ZF=l表示运算结果为零,减法运算后结果为零意味着两个参加运算的数大小相等;ZF=0,表示运算结果非零。
    ⑥ AF:辅助进位标志。在进行字操作时,低字节向高字节进位时,AF=1,否则为0。一般用于两个BCD数运算后调整结果用,对其他数的运算没有意义。
    ⑦ PF:奇偶标志。PF=1表示运算结果的低8位中有偶数个“1”;PF=0表示有奇数个“1”。它可以用来进行奇偶校验。
    ⑧ CF:进位/借位标志。CF=1表示两个无符号数的加法运算有进位,或者是减法运算有借位,需要对它们的高位进行补充处理;CF=0表示没有产生进位或借位。同样,进行有符号数运算时也会产生新的CF标志,此时程序员可以不关心CF标志。

     状态标志在每次运算后自动产生,控制标志的值则由指令设置。 

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