Структура ЭВМ. Регистры

При выполнении программы, микропроцессор взаимодействует с оперативной памятью, где хранятся исполняемая программа и данные, а так же с периферийными устройствами (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Структура ЭВМ минимальной конфигурации

Для повышения быстродействия и логических возможностей микропроцессора в его состав включают блок регистровой памяти (местную память) небольшой емкости, но более высокого, чем ОП, быстродействия. Регистры этого блока (или ячейки местной памяти) указываются в командах программы путем укороченной регистровой адресации и служат для хранения операндов, в качестве аккумуляторов (регистров результата операций), базовых и индексных регистров, указателя стека.

Для организации вычислений микропроцессор (для упрощения выполняемых задач в рамках лабораторных работ будет рассмотрен 16 разрядный микропроцессор i8086) имеет в своём составе 14 шестнадцатиразрядных регистров, которые обеспечивают выполнение программы.

К регистрам общего назначения относят: AX(AH, AL), BX(BH, BL), CX(CH, CL), DX(DH, DL), которые делятся программно на пары однобайтных регистров и могут использоваться для хранения данных. Разбиение на однобайтные регистры позволяет увеличить общее число регистров.

Регистры SP, BP – это указатель и база стека, соответственно, обеспечивают доступ к данным в стеке, могут использоваться для хранения данных, но делать это не рекомендуется, так как при этом возможно нарушение адресации в стеке, особенно при использовании SP.

Регистры SI, DI – шестнадцатиразрядные регистры для хранения данных.

Регистры CS, DS, ES, SS – хранят адреса сегментов в памяти, не могут использоваться для хранения данных.

Регистр IP – регистр инструкций – хранит адрес(смещение) следующей исполняемой команды.

FLAGS – регистр флагов содержит набор битовых флагов, определяющий текущее состояние процессора и результат выполнения предыдущей команды. Названия и назначение регистров-флагов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Флаги

Флаг	Название	Назначение
О	Переполнение	Переполнение при выполнении арифметических операций
D	Направление	Направление пересылки данных при выполнении строковых команд
I	Прерывание	Разрешает/Запрещает внешние прерывания
T	Пошаговый режим	Останов после выполнения каждой команды(используется отладчиками)
S	Знак	Знак результата выполненной команды(0 – плюс, 1 – минус)
Z	Ноль	Значение результата выполненной команды(0 – ненулевой, 1 – нулевой)
A	Внешний перенос	Используется для специальных арифметических операций
P	Контроль чётности	Число единиц в операнде(0 – нечётное, 1 – нечётное)
C	Перенос	Содержит перенос из старшего бита при выполнении арифметических операциях