Регистры управления и состояния

В управлении работой процессора принимает участие несколько регистров. В большинстве моделей процессоров эти регистры недоступны программе, но могут неявно опрашиваться при выполнении некоторых привилегированных машинных команд в супервизорном режиме (такие команды используются в программах операционной системы). Нужно отметить, что разные модели процессоров имеют отличную друг от друга организацию регистров и, следовательно, отличную терминологию.

В процессе обработки машинной команды существенную роль играют четы­ре регистра управления:

Регистр номера команды (Счетчик команд) -содержит адрес извлекаемой машинной команды;

Регистр текущей команды -содержит последнюю извлеченную машинную команду;

Регистр адреса в оперативной памяти - содержит адрес ячейки оперативной памяти;

Регистр данных памяти - содержит слово данных, которое должно быть записано в оперативную память илислово, только что из­влеченное из оперативной памяти.

Как правило, регистр номера команды (РНК) обновляется процессором сразу после того, как извлекается очередная машинная команда, и, таким образом, практически в течение всего цикла обработки команды в нем содержится ад­рес команды, которая должна выполняться в следующем цикле. Содержимое РНК также изменяется командами переходов и пропуска.

Извлеченная из оперативной па­мяти машинная команда помещается в регистр команды, а затем производится анализ отдельных ее полей — кода операции и полей операндов.

Данные из­влекаются из оперативной памяти с использованием регистра адреса данных и регистра данных.

Четыре перечисленных регистра используются при перемещении данных между процессором и оперативной памятью. Но внутри процессора данные должны передаваться в АЛУ для обработки. АЛУ имеет доступ, как к регистру данных, так и к программно доступным регистрам. Но возможен и такой вариант структуры процессора, в котором существуют дополнительные буферные регистры на стыке АЛУ с другими компонентами. Эти буферные регистры играют роль входных и выходных для АЛУ и обмениваются данными с регистром данных и с программно доступными регистрами.