暫存器介紹

　　暫存器是用來暫存由數據總線或通用寄存的東西。它是中央處理器內的其中組成部份。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、數據和位址。

　　用來暫存由數據總線或通用寄存器送來的操作數，并把它作為另一個操作數。

　　暫存器結構組成

　　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）和程式計數器（PC）。在中央處理器的算術及邏輯部件中，包含的暫存器有累加器（ACC）。

　　在電腦架構里，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值來加速電腦程式的執行——典型地說就是在已知時間點所作的之計算中間的數值。

　　暫存器是記憶體階層中的最頂端，也是系統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量來估量的。暫存器現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的是稱他們為“架構暫存器”。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。

　　暫存器分類

　　資料暫存器——用來儲存整數數字（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（可能出現一個或多個）。

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

　　浮點暫存器（FPRs）——用來儲存浮點數字。

　　常數暫存器——用來持有唯讀的數值（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行SIMD指令所得到的資料。

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

　　指令暫存器（英語：instructionregister）——儲存現在正在被執行的指令

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

　　寄存器定義

　　寄存器是中央處理器內的組成部份。寄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、數據和位址。在中央處理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器（IR）和程序計數器（PC）。在中央處理器的算術及邏輯部件中，包含的寄存器有累加器（ACC）。

　　寄存器是內存階層中的最頂端，也是系統獲得操作資料的最快速途徑。寄存器通常都是以他們可以保存的位元數量來估量，舉例來說，一個“8位元寄存器”或“32位元寄存器”。寄存器現在都以寄存器檔案的方式來實作，但是他們也可能使用單獨的正反器、高速的核心內存、薄膜內存以及在數種機器上的其他方式來實作出來。

　　寄存器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。更適當的是稱他們為“架構寄存器”。

　　例如，x86指令及定義八個32位元寄存器的集合，但一個實作x86指令集的CPU可以包含比八個更多的寄存器。

　　寄存器是CPU內部的元件，寄存器擁有非常高的讀寫速度，所以在寄存器之間的數據傳送非常快。

　　寄存器原理

　　寄存器的基本單元是D觸發器，按照其用途分為基本寄存器和移位寄存器

　　基本寄存器（見圖）是由D觸發器組成，在CP脈沖作用下，每個D觸發器能夠寄存一位二進制碼。在D=0時，寄存器儲存為0，在D=1時，寄存器儲存為1。

　　在低電平為0、高電平為1時，需將信號源與D間連接一反相器，這樣就可以完成對數據的儲存。

　　需要強調的是，目前大型數字系統都是基于時鐘運作的，其中寄存器一般是在時鐘的邊緣被觸發的，基于電平觸發的已較少使用。（通常說的CPU的頻率就是指數字集成電路的時鐘頻率）

　　移位寄存器按照移位方向可以分為單向移位寄存器和雙向移位寄存器。

　　單向移位寄存器是由多個D觸發器串接而成（見圖），在串口Di輸入需要儲存的數據，觸發器FF0就能夠儲存當前需要儲存數據，在CP發出一次時鐘控制脈沖時，串口Di同時輸入第二個需要儲存是的數據，而第一個數據則儲存到觸發器FF1中。

　　雙向移位寄存器按圖中方式排列，調換連接端順序，可以控制寄存器向左移位，增加控制電路可以使寄存器右移，這樣構成雙向移位寄存器。