操作系统--概述--寄存器

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一、处理器中的寄存器有分类

1、用户可见寄存器
合理使用这些寄存器，可以使机器语言或汇编语言程序减少对主存储器的引用。对于高级语言而言，由优化编译器负责决定哪些变量应该分配给寄存器、哪些变量应分配给主存储器。一些高级语言，如 C 语言，允许程序员建议编译器把哪些变量保存在寄存器中。

2、控制和状态寄存器
供处理器使用以控制处理器的操作，也可以由具有特权的操作系统例程使用以控制程序的执行。

3、一些名称
PC = 程序计数器
IR = 指令寄存器
MAR = 存储器地址寄存器
MBR = 存储器缓冲寄存器
I/OAR = I/O地址寄存器
I/OBR = 缓冲寄存器

1.1 用户可见寄存器
用户可见寄存器对一般所有的程序（应用程序和系统程序）都是可用的，这些寄存器的类型有：

数据寄存器( data register )：可以被程序员分配给各种函数。
地址寄存器( address register )：包含数据

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上图为一个简单的指令执行例子。
在上面的示例中，一共有 3 条指令，且为 3 个指令周期，每条指令 1 个指令周期。每一条指令周期都包含 ”取指阶段“( fetch stage ) 和 ”执行阶段“ ( execute stage )。
这几条指令的功能是，把 940 位置处的内容和 941 位置处的内容相加，结果存往 941 处。

分析 6 个过程( 数值都为 16 进制)：

地址 300 装入 PC，指令内容 1940 装入 IR

IR 中的最初 4 为 (1H) 表示要加载 AC，剩下的 12 位 ( 940 ) 表示地址为 940。意思是，从 940 地址处取得内容加载到 AC 中。执行完成后，下一条指令地址 301 装入 PC

取得 301 单元处的指令内容 5941 装入 IR

从 941 地址处取得内容 0002H 和 AC 中的内容 0003H 相加，结果存于 AC 中。执行完后 ，PC 增 1 后为 302

从 302 地址单元处取得指令内容 2941 到 IR
AC 中的内容 05H 存往 941 地址单元中，PC 增 1 后为 303