10 Регисты мпс
Регистр - блок памяти малого объема, встроенный в микропроцессор, к которому он адресуется независимо от шины адреса. Емкость регистра определяется длиной машинного слова, а время доступа к регистру значительно меньше, чем к ОЗУ.
Регистры могут иметь много различных назначений; некоторые ЭВМ даже позволяют программисту присваивать регистрам разнообразные частные функции. Большинство ЭВМ, однако, содержит несколько основных регистров: счетчик команд, регистр команд, регистр адреса памяти, аккумулятор, регистры общего назначения. индексные регистры, регистр условий, указатель стека.
Счетчик команд (СК) содержит адрес ячейки памяти, в которой находится очередная команда. Цикл выполнения команды начинается с того, что ЦП посылает содержимое счетчика команд в шину адреса; таким образом ЦП извлекает из памяти первое слово команды. При этом увеличивается на единицу содержимое счетчика команд и, таким образом, в следующем цикле команды из памяти будет извлечена следующая из последовательности команд. Если команда многобайтная, то ЦП увеличивает на 1 содержимое счетчика команд (инкрементирует) столько раз, сколько это нужно. Таким образом, ЦП извлекает из памяти и реализует команды последовательно, если только команда передача управления или условный переход не изменит содержимое счетчика команд.
Регистр команд сохраняет код команды до тех пор, пока она не будет дешифрирована.
Регистр адреса памяти содержит адрес данных в памяти. Адреса могут представлять собой часть команд или данные. Многие ЭВМ имеют по несколько регистров.
Аккумуляторы - это регистры временного хранения, которые используются в процессе вычисления. В большинстве ЭВМ, таких как калькуляторы, в аккумуляторе всегда содержится один из операндов арифметических операций. Электронно-вычислительная машина может также использовать аккумуляторы при выполнении логических операций. Таким образом, аккумуляторы ЭВМ - это в основном наиболее часто используемые регистры. Многие из широко используемых ЭВМ имеют по одному аккумулятору; программы для таких ЭВМ затрачивают много команд и времени на пересылку данных в аккумулятор и из него. Большинство более совершенных ЭВМ имеет по несколько аккумуляторов; поэтому у программы нет необходимости многократно пересылать данные.
Регистры общего назначения выполняют различные функции. Они могут служить в качестве регистров временного хранения данных или адресов. Программисту предоставляется возможность определять их как аккумуляторы или как счетчики команд.
Индексные регистры используются для адресации данных. Содержимое индексного регистра складывается с адресом ячейки памяти, который содержится в команде. Затем сумма образует действительный адрес данных и исполнительный адрес. Если содержимое индексного регистра изменяется, одна и та же команда может быть использована для обработки данных из ячеек памяти с различными адресами. Можно пересылать данные из одной области памяти в другую подобно тому, как если бы использовались индексные регистры. Некоторые ЭВМ имеют автоиндексацию, при помощи которой индексный регистр каждый раз, когда используется, автоматически увеличивает (автоинкрементация) или уменьшает (автодекрементация) содержимое на 1. Каждая команда в ЭВМ с индексными регистрами должна содержать признаки, указывающие используется ли в данной команде индексация. Если ЭВМ имеет более чем один регистр, команда должна также содержать указание, какой из регистров в данной команде используется.
Регистр кода условий или регистр состояния содержит набор одноразрядных признаков, которые отображают состояние ЦП или нескольких внешних входов или выходов. Эти признаки - основа для работы ЭВМ, принимающей решение. Различные ЭВМ имеют различное число и назначение признаков. Большинство устаревших ЭВМ имеет один или два признака, так как это связано, прежде всего, со стоимостью аппаратных средств. Новейшие ЭВМ имеют по несколько признаков. ЦП может иметь признаки, которые могут быть изменены или сохранены извне при операциях ввода или вывода.
Указатель стека
Регистр указателя стека SP - это 16-битовый регистр, который определяет смещение текущей вершины стека.
Он реализован в виде двух 8-битных регистров, доступных в пространстве памяти ввода-вывода.
По функциональному назначению, определяемому системой команд, МП делятся на универсальные и специализированные.
Универсальные МП способны реализовать любой алгоритм, который предварительно кодируется в системе команд данного МП. Они используются в качестве основных процессоров микроЭВМ. Следует отметить, что большинство универсальных МП аппаратно поддерживает только целочисленную арифметику. Арифметика же с плавающей точкой реализуется на них программно.
Специализированные МП служат для решения задач определенного класса. Приборы этого типа используются в качестве сопроцессоров, дополняющих основные процессоры, и выполняют роль акселераторов. Сопроцессор расширяет набор команд ЭВМ. Когда основной процессор получает команду, которая не входит в его рабочий набор, он передает управление сопроцессору с целью ее выполнения.