CPU体系结构!暂存器结构组成

什么是暂存器

暂存器是用来暂存由数据总线或通用寄存的东西。它是*处理器内的其中组成部份。 暂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、 数据和位址 。

暂存器结构组成

在*处理器的控制部件中，包含的暂存器有指令暂存器 （IR）和程式计数器 （PC）。在*处理器的算术及逻辑部件中，包含的暂存器有累加器 （ACC）。

在电脑架构里，处理器中的暂存器是少量且速度快的电脑记忆体 ，借由提供快速共同地存取数值来加速电脑程式的执行——典型地说就是在已知时间点所作的之计算中间的数值。

暂存器是记忆体阶层中的最顶端，也是系统操作资料的最快速途径。 暂存器通常都是以他们可以保存的位元数量来估量的。暂存器现在都以暂存器阵列的方式来实作，但是他们也可能使用单独的正反器 、高速的核心记忆体 、 薄膜记忆体以及在数种机器上的其他方式来实作出来。

这个名词通常都用来意指由一个指令之输出或输入可以直接索引到的暂存器群组更适当的是称他们为“架构暂存器”。 例如， x86指令及定义八个32位元暂存器的集合，但一个实作x86 指令集的CPU可以包含比八个更多的暂存器。

暂存器的分类

资料暂存器——用来储存整数数字（参考以下的浮点暂存器）。在某些简单/旧的CPU，特别的资料暂存器是累加器 ，作为数学计算之用。

位址暂存器——持有记忆体位址，以及用来存取记忆体 。在某些简单/旧的CPU里，特别的位址暂存器是索引暂存器 （可能出现一个或多个）。

通用目的暂存器 （ GPR s）——可以保存资料或位址两者，也就是说他们是结合资料/位址暂存器的功用。

浮点暂存器 （ FPR s）——用来储存浮点数字。

常数暂存器——用来持有唯读的数值（例如0、1、圆周率等等）。

向量暂存器——用来储存由向量处理器执行SIMD指令所得到的资料。

特殊目的暂存器——储存CPU内部的资料，像是程式计数器 （或称为指令指标），堆叠暂存器、以及状态暂存器 （或称微处理器状态字组）。

指令暂存器 （ 英语 ： instrucTIon register ）——储存现在正在被执行的指令

索引暂存器 （ 英语 ： Index_register ）——是在程式执行实用来更改运算元位址之用。

CPU体系结构

CPU的构成：CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线构成。

运算器：由算术逻辑单元ALU、通用寄存器、数据暂存器等组成。程序状态字寄存器接受从控制器送来的命令并执行相应的动作，主要负责对数据的加工和处理。

算术逻辑单元ALU：用于进行各种算术逻辑运算（如与、或、非等）、算术运算（如加减乘除等）

通用寄存器：用来存放操作数、中间结果和各种地址信息的一系列存储单元。常见的通用寄存器如下：

a） 数据寄存器：

AX，累加寄存器，算数运算的主要寄存器；

BX，基址寄存器；

CX，计数寄存器，串操作、循环控制的计数器；

DX，数据寄存器。

b） 地址指针寄存器：

SI：源变址寄存器；

DI：目的变址寄存器；

SP：堆栈寄存器；

BP：基址指针寄存器

c） 累加寄存器：AC，又称为累加寄存器。当运算器的逻辑单元执行算术运算或者逻辑运算的时候，为ALU提供一个工作区。

3.数据暂存器：用来暂存从主存储器读出的数据，这个数据不能存放在通用寄存器中，否则会破坏其原有数据。

4.程序状态字寄存器：用于保留与算术逻辑运算指令或测试指令的结果对应的各种状态信息。

控制器：由程序计数器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR、数据寄存器DR、指令译码器等。

1． 程序计数器 （PC）：用于指出下条指令在主存中的存放地址，CPU根据PC的内容去主存处取得指令，由于程序中的指令是按照顺序执行的，所以PC必须有自动增加的功能，也就是指向下一条指令的地址。

2． 指令寄存器 （IR）：用于保存当前正在执行的这条指令的代码，所以指令寄存器的位数取决于指令字长。

3． 地址寄存器 （AR）：用于存放CPU当前访问的内存单元地址。

4． 数据寄存器DR：用于暂存从内存储器中读出或写入的指令或数据。

5． 指令译码器：用于对获取的指令进行译码，产生该指令操作所需要的一些列微操作信号，以控制计算机各部件完成该指令。