寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件,它们可用来暂存指令、数据和地址。
寄存器是CPU的组成部分,因为在CPU内,所以CPU对其读写速度是最快的,不需要IO传输。但同时也决定了此类寄存器数量非常有限,有限到几乎每个存储都有自己的名字,而且有些还有多个名字。
寄存器的作用主要是:
可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算;
存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置,即寻址;
可以用来读写数据到电脑的周边设备。
扩展资料:
寄存器的功能十分重要,CPU对存储器中的数据进行处理时,往往先把数据取到内部寄存器中,而后再作处理。
外部寄存器是计算机中其它一些部件上用于暂存数据的寄存器,它与CPU之间通过“端口”交换数据,外部寄存器具有寄存器和内存储器双重特点。有些时候我们常把外部寄存器就称为“端口”,这种说法不太严格,但经常这样说。
参考资料:百度百科-寄存器
寄存器的主要作用是用来暂时存放参与运算的数据和运算结果,具有接收数据、存放数据和输出数据的功能。寄存器拥有非常高的读写速度,在寄存器之间的数据传送非常快。一个触发器司以存放一位二进制代码,若要存放N位二进制数码,则需用N个触发器。
在计算机及其他计算系统中,寄存器是一种非常重要的、必不可少的数字电路苛件,它通常由触发器(D触发器)和门电路组成。得到“存人脉冲”时,寄存器才能接收数据;在得到“读出”指令时,寄存器才将数据输出。
扩展资料:
寄存器有串行和并行两种数码存取方式
1、并行方式
将凡位二进制数一次存人寄存器或从寄存器中读出的方式。将n位二进制数以每次l位,分成n次存人寄存器并从寄存器读出。并行方式只需一个时钟脉冲就可以完成数据操作,工作速度快,但需要n根输入和输出数据线。
2、串行方式
数码从一个输入端逐位输入到寄存器中。要使用几个时钟脉冲完成输入或输出操作,工作速度慢,但只需要一根输入或输出数据线,传输线少,适用于远距离传输。
参考资料来源:百度百科-寄存器
寄存器的主要作用是用来暂时存放参与运算的数据和运算结果,具有接收数据、存放数据和输出数据的功能。寄存器拥有非常高的读写速度,在寄存器之间的数据传送非常快。一个触发器司以存放一位二进制代码,若要存放N位二进制数码,则需用N个触发器。
在计算机及其他计算系统中,寄存器是一种非常重要的、必不可少的数字电路苛件,它通常由触发器(D触发器)和门电路组成。得到“存人脉冲”时,寄存器才能接收数据;在得到“读出”指令时,寄存器才将数据输出。
扩展资料:
寄存器有串行和并行两种数码存取方式
1、并行方式
将凡位二进制数一次存人寄存器或从寄存器中读出的方式。将n位二进制数以每次l位,分成n次存人寄存器并从寄存器读出。并行方式只需一个时钟脉冲就可以完成数据操作,工作速度快,但需要n根输入和输出数据线。
2、串行方式
数码从一个输入端逐位输入到寄存器中。要使用几个时钟脉冲完成输入或输出操作,工作速度慢,但只需要一根输入或输出数据线,传输线少,适用于远距离传输。
参考资料来源:百度百科-寄存器
“段寄存器”的作用有:
1、在保护模式下,段寄存器其实就是段选择器,为获取段描述符表的某个项目,起到索引的作用等等;
2、在实模式下,段寄存器起到的是寻址的作用,指示着某一数据段的基址。
“段寄存器”的分类有:
1、段寄存器CS指向存放程序的内存段,IP是用来存放下条待执行的指令在该段的偏移量,把它们合在一起可在该内存段内取到下次要执行的指令。
2、段寄存器SS指向用于堆栈的内存段,SP是用来指向该堆栈的栈顶,把它们合在一起可访问栈顶单元。另外,当偏移量用到了指针寄存器BP,则其缺省的段寄存器也是SS,并且用BP可访问整个堆栈,不仅仅是只访问栈顶。
3、段寄存器DS指向数据段,ES指向附加段,在存取操作数时,二者之一和一个偏移量合并就可得到存储单元的物理地址。该偏移量可以是具体数值、符号地址和指针寄存器的值等之一,具体情况将由指令的寻址方式来决定。
比较寄存器,作用是其中寄存了与计数寄存器相比较的值,当两个值相等时,发生一次比较跳变,输出的pwm波跳变
1, 代码段寄存器CS:存放当前正在运行的程序代码所在段的段基值,表示当前使用的指令代码可以从该段寄存器指定的存储器段中取得,相应的偏移值则由IP提供。
2, 数据段寄存器DS:指出当前程序使用的数据所存放段的最低地址,即存放数据段的段基值。
3, 堆栈段寄存器SS:指出当前堆栈的底部地址,即存放堆栈段的段基值。
4, 附加段寄存器ES:指出当前程序使用附加数据段的段基址,该段是串操作指令中目的串所在的段。
段寄存器里放的是地址还是数据还是其他的东西?是放的段基值,通俗说就是段的起始点(具体地址是段基值+偏移),这个数值是地址不是数据。
计算机寄存器分类简介:
32位CPU所含有的寄存器有:
4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)
2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 2个指针寄存器(ESP和EBP)
6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)
1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器(EFlags)
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、EBX、ECX和EDX。
对低16位数据的存取,不会影响高16位的数据。
这些低16位寄存器分别命名为:AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。
4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(AX:AH-AL、BX:BH-BL、CX:CH-CL、DX:DH-DL),每个寄存器都有自己的名称,可独立存取。
程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性,灵活地处理字/字节的信息。
寄存器EAX通常称为累加器(Accumulator),用累加器进行的操作可能需要更少时间。可用于乘、 除、输入/输出等操作,使用频率很高;
寄存器EBX称为基地址寄存器(Base Register)。它可作为存储器指针来使用;
寄存器ECX称为计数寄存器(Count Register)。
在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作中,当移多位时,要用CL来指明移位的位数;
寄存器EDX称为数据寄存器(Data Register)。在进行乘、除运算时,它可作为默认的操作数参与运算,也可用于存放I/O的端口地址。
在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址,
在32位CPU中,其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果,
而且也可作为指针寄存器,所以,这些32位寄存器更具有通用性。
2、变址寄存器
32位CPU有2个32位通用寄存器ESI和EDI。
其低16位对应先前CPU中的SI和DI,对低16位数据的存取,不影响高16位的数据。
寄存器ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器(Index Register),它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量,
用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。
变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程中,对它们有特定的要求,而且还具有特殊的功能。
3、指针寄存器
其低16位对应先前CPU中的BP和SP,对低16位数据的存取,不影响高16位的数据。
32位CPU有2个32位通用寄存器EBP和ESP。
它们主要用于访问堆栈内的存储单元,并且规定:
EBP为基指针(Base Pointer)寄存器,用它可直接存取堆栈中的数据;
ESP为堆栈指针(Stack Pointer)寄存器,用它只可访问栈顶。
寄存器EBP、ESP、BP和SP称为指针寄存器(Pointer Register),主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量,
用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。
指针寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
4、段寄存器
段寄存器是根据内存分段的管理模式而设置的。内存单元的物理地址由段寄存器的值和一个偏移量组合而成
的,这样可用两个较少位数的值组合成一个可访问较大物理空间的内存地址。
CPU内部的段寄存器:
ECS——代码段寄存器(Code Segment Register),其值为代码段的段值;
EDS——数据段寄存器(Data Segment Register),其值为数据段的段值;
EES——附加段寄存器(Extra Segment Register),其值为附加数据段的段值;
ESS——堆栈段寄存器(Stack Segment Register),其值为堆栈段的段值;
EFS——附加段寄存器(Extra Segment Register),其值为附加数据段的段值;
EGS——附加段寄存器(Extra Segment Register),其值为附加数据段的段值。
在16位CPU系统中,它只有4个段寄存器,所以,程序在任何时刻至多有4个正在使用的段可直接访问;在32位
微机系统中,它有6个段寄存器,所以,在此环境下开发的程序最多可同时访问6个段。
32位CPU有两个不同的工作方式:实方式和保护方式。在每种方式下,段寄存器的作用是不同的。有关规定简
单描述如下:
实方式: 前4个段寄存器CS、DS、ES和SS与先前CPU中的所对应的段寄存器的含义完全一致,内存单元的逻辑
地址仍为“段值:偏移量”的形式。为访问某内存段内的数据,必须使用该段寄存器和存储单元的偏移量。
保护方式: 在此方式下,情况要复杂得多,装入段寄存器的不再是段值,而是称为“选择子”(Selector)的某个值。。
5、指令指针寄存器
32位CPU把指令指针扩展到32位,并记作EIP,EIP的低16位与先前CPU中的IP作用相同。
指令指针EIP、IP(Instruction Pointer)是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量。
在具有预取指令功能的系统中,下次要执行的指令通常已被预取到指令队列中,除非发生转移情况。
所以,在理解它们的功能时,不考虑存在指令队列的情况。
6、标志寄存器
一、运算结果标志位
1、进位标志CF(Carry Flag)
进位标志CF主要用来反映运算是否产生进位或借位。如果运算结果的最高位产生了一个进位或借位,那么,其值为1,否则其值为0。
使用该标志位的情况有:多字(字节)数的加减运算,无符号数的大小比较运算,移位操作,字(字节)之间移位,专门改变CF值的指令等。
2、奇偶标志PF(Parity Flag)
奇偶标志PF用于反映运算结果中“1”的个数的奇偶性。如果“1”的个数为偶数,则PF的值为1,否则其值为0。
利用PF可进行奇偶校验检查,或产生奇偶校验位。在数据传送过程中,为了提供传送的可靠性,如果采用奇偶校验的方法,就可使用该标志位。
3、辅助进位标志AF(Auxiliary Carry Flag)
在发生下列情况时,辅助进位标志AF的值被置为1,否则其值为0:
(1)、在字操作时,发生低字节向高字节进位或借位时;
(2)、在字节操作时,发生低4位向高4位进位或借位时。
对以上6个运算结果标志位,在一般编程情况下,标志位CF、ZF、SF和OF的使用频率较高,而标志位PF和AF的使用频率较低。
4、零标志ZF(Zero Flag)
零标志ZF用来反映运算结果是否为0。如果运算结果为0,则其值为1,否则其值为0。在判断运算结果是否为0时,可使用此标志位。
5、符号标志SF(Sign Flag)
符号标志SF用来反映运算结果的符号位,它与运算结果的最高位相同。在微机系统中,有符号数采用码表示法,所以,SF也就反映运算结果的正负号。运算结果为正数时,SF的值为0,否则其值为1。
6、溢出标志OF(Overflow Flag)
溢出标志OF用于反映有符号数加减运算所得结果是否溢出。如果运算结果超过当前运算位数所能表示的范围,则称为溢出,OF的值被置为1,否则,OF的值被清为0。
“溢出”和“进位”是两个不同含义的概念,不要混淆。如果不太清楚的话,请查阅《计算机组成原理》课程中的有关章节。
二、状态控制标志位
状态控制标志位是用来控制CPU操作的,它们要通过专门的指令才能使之发生改变。
1、追踪标志TF(Trap Flag)
当追踪标志TF被置为1时,CPU进入单步执行方式,即每执行一条指令,产生一个单步中断请求。这种方式主要用于程序的调试。
指令系统中没有专门的指令来改变标志位TF的值,但程序员可用其它办法来改变其值。
2、中断允许标志IF(Interrupt-enable Flag)
中断允许标志IF是用来决定CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。
但不管该标志为何值,CPU都必须响应CPU外部的不可屏蔽中断所发出的中断请求,以及CPU内部产生的中断请求。
具体规定如下:
(1)、当IF=1时,CPU可以响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求;
(2)、当IF=0时,CPU不响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。
CPU的指令系统中也有专门的指令来改变标志位IF的值。
3、方向标志DF(Direction Flag)
方向标志DF用来决定在串操作指令执行时有关指针寄存器发生调整的方向。具体规定在第5.2.11节——字符串操作指令——中给出。
在微机的指令系统中,还提供了专门的指令来改变标志位DF的值。
三、32位标志寄存器增加的标志位
1、I/O特权标志IOPL(I/O Privilege Level)
I/O特权标志用两位二进制位来表示,也称为I/O特权级字段。该字段指定了要求执行I/O指令的特权级。
如果当前的特权级别在数值上小于等于IOPL的值,那么,该I/O指令可执行,否则将发生一个保护异常。
2、嵌套任务标志NT(Nested Task)
嵌套任务标志NT用来控制中断返回指令IRET的执行。具体规定如下:
(1)、当NT=0,用堆栈中保存的值恢复EFLAGS、CS和EIP,执行常规的中断返回操作;
(2)、当NT=1,通过任务转换实现中断返回。
3、重启动标志RF(Restart Flag)
重启动标志RF用来控制是否接受调试故障。规定:RF=0时,表示“接受”调试故障,否则拒绝之。
在成功执行完一条指令后,处理机把RF置为0,当接受到一个非调试故障时,处理机就把它置为1。
4、虚拟8086方式标志VM(Virtual 8086 Mode)
如果该标志的值为1,则表示处理机处于虚拟的8086方式下的工作状态,否则,处理机处于一般保护方式下的工作状态。
通用寄存器通用寄存器可用于传送和暂存数据,也可参与算术逻辑运算,并保存运算结果。除此之外,它们还各自具有一些特殊功能。
指令计数器 存放下一下指令的地址.用在三地址指令,二地址指令,一地址指令指中.
【解】:(1) 6个状态标志位的功能分别叙述如下:
CF(Carry Flag)——进位标志位。当执行一个加法(或减法)运算,使最高位产生进位(或借位)时,CF为1;否则为0。
PF(Parity Flag)——奇偶标志位。该标志位反映运算结果中1的个数是偶数还是奇数。当指令执行结果的低8位中含有偶数个1时,PF=1;否则PF=0。
AF(Auxiliary carry Flag)——辅助进位标志位。当执行一个加法(或减法)运算,使结果的低4位向高4位有进位(或借位)时,AF=1;否则AF=0。
ZF(Zero Flag)——零标志位。若当前的运算结果为零,ZF=1;否则ZF=0。
SF(Sign Flag)——符号标志位。它和运算结果的最高位相同。
OF(Overflow Flag)——溢出标志位。当补码运算有溢出时,OF=1;否则OF=0。
(2) 3个控制标志位用来控制CPU的操作,由指令进行置位和复位。
DF(Direction Flag)——方向标志位。它用以指定字符串处理时的方向,当该位置“1”时,字符串以递减顺序处理,即地址以从高到低顺序递减。反之,则以递增顺序处理。
IF(Interrupt enable Flag)——中断允许标志位。它用来控制8086是否允许接收外部中断请求。若IF=1,8086能响应外部中断,反之则不响应外部中断。
注意:IF的状态不影响非屏蔽中断请求(NMI)和CPU内部中断请求。
TF(Trap Flag)——跟踪标志位。它是为调试程序而设定的陷阱控制位。当该位置“1”时,8086 CPU处于单步状态,此时CPU每执行完一条指令就自动产生一次内部中断。当该位复位后,CPU恢复正常工作。