CPU體系結(jié)構(gòu)!暫存器結(jié)構(gòu)組成

　　什么是暫存器

　　暫存器是用來暫存由數(shù)據(jù)總線或通用寄存的東西。它是中央處理器內(nèi)的其中組成部份。 暫存器是有限存貯容量的高速存貯部件，它們可用來暫存指令、 數(shù)據(jù)和位址 。

　　暫存器結(jié)構(gòu)組成

　　在中央處理器的控制部件中，包含的暫存器有指令暫存器 （IR）和程式計數(shù)器 （PC）。在中央處理器的算術(shù)及邏輯部件中，包含的暫存器有累加器 （ACC）。

　　在電腦架構(gòu)里，處理器中的暫存器是少量且速度快的電腦記憶體 ，借由提供快速共同地存取數(shù)值來加速電腦程式的執(zhí)行——典型地說就是在已知時間點所作的之計算中間的數(shù)值。

　　暫存器是記憶體階層中的最頂端，也是系統(tǒng)操作資料的最快速途徑。 暫存器通常都是以他們可以保存的位元數(shù)量來估量的。暫存器現(xiàn)在都以暫存器陣列的方式來實作，但是他們也可能使用單獨的正反器 、高速的核心記憶體 、 薄膜記憶體以及在數(shù)種機器上的其他方式來實作出來。

　　這個名詞通常都用來意指由一個指令之輸出或輸入可以直接索引到的暫存器群組更適當?shù)氖欠Q他們?yōu)椤凹軜?gòu)暫存器”。 例如， x86指令及定義八個32位元暫存器的集合，但一個實作x86 指令集的CPU可以包含比八個更多的暫存器。

　　暫存器的分類

　　資料暫存器——用來儲存整數(shù)數(shù)字（參考以下的浮點暫存器）。在某些簡單/舊的CPU，特別的資料暫存器是累加器 ，作為數(shù)學計算之用。

　　位址暫存器——持有記憶體位址，以及用來存取記憶體 。在某些簡單/舊的CPU里，特別的位址暫存器是索引暫存器 （可能出現(xiàn)一個或多個）。

　　通用目的暫存器 （ GPR s）——可以保存資料或位址兩者，也就是說他們是結(jié)合資料/位址暫存器的功用。

　　浮點暫存器 （ FPR s）——用來儲存浮點數(shù)字。

　　常數(shù)暫存器——用來持有唯讀的數(shù)值（例如0、1、圓周率等等）。

　　向量暫存器——用來儲存由向量處理器執(zhí)行SIMD指令所得到的資料。

　　特殊目的暫存器——儲存CPU內(nèi)部的資料，像是程式計數(shù)器 （或稱為指令指標），堆疊暫存器、以及狀態(tài)暫存器 （或稱微處理器狀態(tài)字組）。

　　指令暫存器 （ 英語 ： instrucTIon register ）——儲存現(xiàn)在正在被執(zhí)行的指令

　　索引暫存器 （ 英語 ： Index_register ）——是在程式執(zhí)行實用來更改運算元位址之用。

　　CPU體系結(jié)構(gòu)

　　CPU的構(gòu)成：CPU主要由運算器、控制器、寄存器組和內(nèi)部總線構(gòu)成。

　　運算器：由算術(shù)邏輯單元ALU、通用寄存器、數(shù)據(jù)暫存器等組成。程序狀態(tài)字寄存器接受從控制器送來的命令并執(zhí)行相應(yīng)的動作，主要負責對數(shù)據(jù)的加工和處理。

　　算術(shù)邏輯單元ALU：用于進行各種算術(shù)邏輯運算（如與、或、非等）、算術(shù)運算（如加減乘除等）

　　通用寄存器：用來存放操作數(shù)、中間結(jié)果和各種地址信息的一系列存儲單元。常見的通用寄存器如下：

　　a） 數(shù)據(jù)寄存器：

　　AX，累加寄存器，算數(shù)運算的主要寄存器；

　　BX，基址寄存器；

　　CX，計數(shù)寄存器，串操作、循環(huán)控制的計數(shù)器；

　　DX，數(shù)據(jù)寄存器。

　　b） 地址指針寄存器：

　　SI：源變址寄存器；

　　DI：目的變址寄存器；

　　SP：堆棧寄存器；

　　BP：基址指針寄存器

　　c） 累加寄存器：AC，又稱為累加寄存器。當運算器的邏輯單元執(zhí)行算術(shù)運算或者邏輯運算的時候，為ALU提供一個工作區(qū)。

　　3.數(shù)據(jù)暫存器：用來暫存從主存儲器讀出的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)不能存放在通用寄存器中，否則會破壞其原有數(shù)據(jù)。

　　4.程序狀態(tài)字寄存器：用于保留與算術(shù)邏輯運算指令或測試指令的結(jié)果對應(yīng)的各種狀態(tài)信息。

　　控制器：由程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR、數(shù)據(jù)寄存器DR、指令譯碼器等。

　　1． 程序計數(shù)器 （PC）：用于指出下條指令在主存中的存放地址，CPU根據(jù)PC的內(nèi)容去主存處取得指令，由于程序中的指令是按照順序執(zhí)行的，所以PC必須有自動增加的功能，　　也就是指向下一條指令的地址。

　　2． 指令寄存器 （IR）：用于保存當前正在執(zhí)行的這條指令的代碼，所以指令寄存器的位數(shù)取決于指令字長。

　　3． 地址寄存器 （AR）：用于存放CPU當前訪問的內(nèi)存單元地址。

　　4． 數(shù)據(jù)寄存器DR：用于暫存從內(nèi)存儲器中讀出或?qū)懭氲闹噶罨驍?shù)據(jù)。

　　5． 指令譯碼器：用于對獲取的指令進行譯碼，產(chǎn)生該指令操作所需要的一些列微操作信號，以控制計算機各部件完成該指令。