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计算机中病毒的特点,运算器中有哪些寄存器

时间:2023-05-03 19:03:27 阅读:108325 作者:3882

寄存器,寄存器是什么意思?

寄存器定义

寄存器是中央处理器内的构成要素。 寄存器是存储容量有限的高速存储部件,可用于临时存储指令、数据和地址。 中央处理器的控制部包括指令寄存器(IR )和程序计数器(PC )。 中央运算处理器的运算逻辑部件包括累加器(ACC )。

寄存器位于内存层的顶层,是系统获取生产数据的最快方法。 通常,寄存器按他们能保存的位数估算。 例如“8位寄存器”或“32位寄存器”。 寄存器目前实现为寄存器文件,但也可以使用其他正反器、快速核心存储器、薄膜存储器和多台机器上的其他方法来实现。

寄存器通常用于表示可以直接从一个指令的输出或输入索引的堆栈组。 更合适的是,我们把他们称为“体系结构寄存器”。

例如,x86指令集定义8个32位寄存器的集合,但实现x86指令集的CPU可以包含8个以上的寄存器。

寄存器是CPU内部的元件,寄存器具有非常高的读写速度,所以寄存器之间的数据传输非常快。

特征和原理

寄存器分为内部寄存器和外部寄存器,内部寄存器实际上是小的存储单元,也可以存储数据。 但是,与内存相比,寄存器有自己的特点。

寄存器位于CPU内部,数量较少,仅为14个;

寄存器能存储的数据不限于8位,有的寄存器可以存储16位数据,有的386/486处理器可以存储32位数据

各内部寄存器有名字,没有类似存储器的地址号码。

的功能非常重要,CPU处理存储器内的数据的情况下,往往将数据取入内部寄存器后进行处理。 外部寄存器是用于在计算机的其他部分临时保存数据的寄存器,通过“端口”与CPU交换数据。 外部寄存器具有寄存器和内部存储器的双重特征。 我们经常把外部寄存器称为“端口”。 这个说法不太严密,但经常这样说。

外部寄存器也用于存储数据,但其存储的数据有特殊用途。 部分寄存器各位的0、1状态反映了外部设备的工作状态或方式; 此外,一些寄存器的位可以控制外部设备; 有些端口用作CPU与外部设备交换数据的路径。 这意味着端口是连接CPU和外围设备的桥梁。 从CPU对端口的访问也基于端口的“编号”(地址)。 这又和访问存储器一样。 但是,考虑到连接到设备的外围设备的数量不多,在设备的设计时只配置1024个端口地址,端口地址范围为0--3FFH。

寄存器用途

1 .可以对寄存器中的数据进行算术和逻辑运算;

2 .存储在寄存器中的地址可以用于寻址存储器的某个位置,即

3 .可用于向计算机读写数据的外围设备。

数据寄存器

8086有14个16位寄存器,根据其用途,这14个寄存器分为4类: (1)通用寄存器,(2)指令指针,(3)标志寄存器,(4)固态硬盘。

)通用寄存器有八个,可以分为两组:数据寄存器(四个)、指针寄存器和索引寄存器。

风中的热狗,通用寄存器是你可以按照自己的意愿使用的寄存器,修改他们的值一般不会显著影响计算机的运行。

数据分为:部分

Ahal=ax(accumulator ) :加法寄存器,常用于运算; 乘除运算等指令中有用于存储操作数指定,另外,所有的I/O指令使用该寄存器与外部设备传送数据.

bhbl=bx(base )地址索引中常用的基址寄存器;

CHCL=CX(count ) :计数寄存器,常用于计数; 经常用于保存计算值。 例如,在移位指令、循环、串行处理指令中用作默认计数器。

DDL=dx(data ) :数据传输常用的数据寄存器。

他们的特点是,这4个16位寄存器分为高位8位: AH、BH、CH、DH .和低位8位,AL、BL、CL、DL。 这两组8位寄存器可以单独寻址并单独使用。

另一组是指针寄存器和索引寄存器,包括:

堆栈点(sp ) )堆栈指针,可与SS结合使用以指向当前堆栈位置;

BP(basepointer ) :可以用作SS的相对基址位置的基址指针的寄存器;

源索引(si )源限定寄存器可用于存储DS段的源限定指针。

目标索引(di ) :可用于存储es段的目标索引指针的目标索引寄存器。

这四个16位寄存器只能每16位进行一次访问操作,主要用于形成操作数的地址,并在堆栈操作和索引运算中用于计算操作数的有效地址。

(2)将命令指针IP(instructionpointer )设置为

指令指针IP是一个16位专用寄存器,用于指定当前要取出的指令字节。 当BIU从存储器中取出指令字节时,IP自动递增1,指向下一个指令字节。 请注意,IP是指指令地址的段内地址偏移,也称为偏移地址(Offset Address )或有效地址(EA,Effective Address )。

)3)标识发送

存器FR(Flag Register)

8086有一个18位的标志寄存器FR,在FR中有意义的有9位,其中6位是状态位,3位是控制位。

OF: 溢出标志位OF用于反映有符号数加减运算所得结果是否溢出。如果运算结果超过当前运算位数所能表示的范围,则称为溢出,OF的值被置为1,否则,OF的值被清为0。

DF:方向标志DF位用来决定在串操作指令执行时有关指针寄存器发生调整的方向。

IF:中断允许标志IF位用来决定CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。但不管该标志为何值,CPU都必须响应CPU外部的不可屏蔽中断所发出的中断请求,以及CPU内部产生的中断请求。具体规定如下:

(1)、当IF=1时,CPU可以响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求;

(2)、当IF=0时,CPU不响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求。

TF:跟踪标志TF。该标志可用于程序调试。TF标志没有专门的指令来设置或清楚。

(1)如果TF=1,则CPU处于单步执行指令的工作方式,此时每执行完一条指令,就显示CPU内各个寄存器的当前值及CPU将要执行的下一条指令。

(2)如果TF=0,则处于连续工作模式。

SF:符号标志SF用来反映运算结果的符号位,它与运算结果的最高位相同。在微机系统中,有符号数采用补码表示法,所以,SF也就反映运算结果的正负号。运算结果为正数时,SF的值为0,否则其值为1。当运算结果没有产生溢出时,运算结果等于逻辑结果(即因该得到的正确的结果),此时SF表示的是逻辑结果的正负,当运算结果产生溢出时,运算结果不等于逻辑结果,此时的SF值所表示的正负情况与逻辑结果相反,即:SF=0时,逻辑结果为负,SF=1时,逻辑结果为正。

ZF: 零标志ZF用来反映运算结果是否为0。如果运算结果为0,则其值为1,否则其值为0。在判断运算结果是否为0时,可使用此标志位。

AF:下列情况下,辅助进位标志AF的值被置为1,否则其值为0:

(1)、在字操作时,发生低字节向高字节进位或借位时;

(2)、在字节操作时,发生低4位向高4位进位或借位时。

PF:奇偶标志PF用于反映运算结果中“1”的个数的奇偶性。如果“1”的个数为偶数,则PF的值为1,否则其值为0。

CF:进位标志CF主要用来反映运算是否产生进位或借位。如果运算结果的最高位产生了一个进位或借位,那么,其值为1,否则其值为0。

(4)ssd(Segment Register)

为了运用所有的内存空间,8086设定了四个ssd,专门用来保存段地址:

CS(Code Segment):代码ssd;

DS(Data Segment):数据ssd;

SS(Stack Segment):堆栈ssd;

ES(Extra Segment):附加ssd。

当一个程序要执行时,就要决定程序代码、数据和堆栈各要用到内存的哪些位置,通过设定ssd CS,DS,SS 来指向这些起始位置。通常是将DS固定,而根据需要修改CS。所以,程序可以在可寻址空间小于64K的情况下被写成任意大小。 所以,程序和其数据组合起来的大小,限制在DS 所指的64K内,这就是COM文件不得大于64K的原因。8086以内存做为战场,用寄存器做为军事基地,以加速工作。

以上是8086寄存器的整体概况, 自80386开始,PC进入32bit时代,其寻址方式,寄存器大小,功能等都发生了变化。

=============================以下是80386的寄存器的一些资料======================================

寄存器都是32-bits宽。

A、通用寄存器

下面介绍通用寄存器及其习惯用法。风中的热狗,通用寄存器是那些你可以根据自己的意愿使用的寄存器,修改他们的值通常不会对计算机的运行造成很大的影响。通用寄存器最多的用途是计算。

EAX:通用寄存器。相对其他寄存器,在进行运算方面比较常用。在保护模式中,也可以作为内存偏移指针(此时,DS作为段 寄存器或选择器)

EBX:通用寄存器。通常作为内存偏移指针使用(相对于EAX、ECX、EDX),DS是默认的ssd或选择器。在保护模式中,同样可以起这个作用。

ECX:通用寄存器。通常用于特定指令的计数。在保护模式中,也可以作为内存偏移指针(此时,DS作为 寄存器或段选择器)。

EDX:通用寄存器。在某些运算中作为EAX的溢出寄存器(例如乘、除)。在保护模式中,也可以作为内存偏移指针(此时,DS作为段 寄存器或选择器)。

同AX分为AH&AL一样,上述寄存器包括对应的16-bit分组和8-bit分组。

B、用作内存指针的特殊寄存器

ESI:通常在内存操作指令中作为“源地址指针”使用。当然,ESI可以被装入任意的数值,但通常没有人把它当作通用寄存器来用。DS是默认ssd或选择器。

EDI:通常在内存操作指令中作为“目的地址指针”使用。当然,EDI也可以被装入任意的数值,但通常没有人把它当作通用寄存器来用。DS是默认ssd或选择器。

EBP:这也是一个作为指针的寄存器。通常,它被高级语言编译器用以建造‘堆栈帧'来保存函数或过程的局部变量,不过,还是那句话,你可以在其中保存你希望的任何数据。SS是它的默认ssd或选择器。

注意,这三个寄存器没有对应的8-bit分组。换言之,你可以通过SI、DI、BP作为别名访问他们的低16位,却没有办法直接访问他们的低8位。

C、段选择器:

实模式下的ssd到保护模式下摇身一变就成了选择器。不同的是,实模式下的“ssd”是16-bit的,而保护模式下的选择器是32-bit的。

CS 代码段,或代码选择器。同IP寄存器(稍后介绍)一同指向当前正在执行的那个地址。处理器执行时从这个寄存器指向的段(实模式)或内存(保护模式)中获取指令。除了跳转或其他分支指令之外,你无法修改这个寄存器的内容。

DS 数据段,或数据选择器。这个寄存器的低16 bit连同ESI一同指向的指令将要处理的内存。同时,所有的内存操作指令 默认情况下都用它指定操作段(实模式)或内存(作为选择器,在保护模式。这个寄存器可以被装入任意数值,然而在这么做的时候需要小心一些。方法是,首先把数据送给AX,然后再把它从AX传送给DS(当然,也可以通过堆栈来做).

ES 附加段,或附加选择器。这个寄存器的低16 bit连同EDI一同指向的指令将要处理的内存。同样的,这个寄存器可以被装入任意数值,方法和DS类似。

FS F段或F选择器(推测F可能是Free?)。可以用这个寄存器作为默认ssd或选择器的一个替代品。它可以被装入任何数值,方法和DS类似。

GS G段或G选择器(G的意义和F一样,没有在Intel的文档中解释)。它和FS几乎完全一样。

SS 堆栈段或堆栈选择器。这个寄存器的低16 bit连同ESP一同指向下一次堆栈操作(push和pop)所要使用的堆栈地址。这个寄存器也可以被装入任意数值,你可以通过入栈和出栈操作来给他赋值,不过由于堆栈对于很多操作有很重要的意义,因此,不正确的修改有可能造成对堆栈的破坏。

* 注意 一定不要在初学汇编的阶段把这些寄存器弄混。他们非常重要,而一旦你掌握了他们,你就可以对他们做任意的操作了。ssd,或选择器,在没有指定的情况下都是使用默认的那个。这句话在现在看来可能有点稀里糊涂,不过你很快就会在后面知道如何去做。

指令指针寄存器:

EIP 这个寄存器非常的重要。这是一个32位宽的寄存器 ,同CS一同指向即将执行的那条指令的地址。不能够直接修改这个寄存器的值,修改它的唯一方法是跳转或分支指令。(CS是默认的段或选择器)

上面是最基本的寄存器。下面是一些其他的寄存器,你甚至可能没有听说过它们。(都是32位宽):

CR0, CR2, CR3(控制寄存器)。举一个例子,CR0的作用是切换实模式和保护模式。

还有其他一些寄存器,D0, D1, D2, D3, D6和D7(调试寄存器)。他们可以作为调试器的硬件支持来设置条件断点。

TR3, TR4, TR5, TR6 和 TR? 寄存器(测试寄存器)用于某些条件测试。

寄存器分类

数据寄存器 - 用来储存整数数字(参考以下的浮点寄存器)。在某些简单/旧的 CPU,特别的数据寄存器是累加器,作为数学计算之用。

地址寄存器 - 持有存储器地址,以及用来访问存储器。在某些简单/旧的CPU里,特别的地址寄存器是索引寄存器(可能出现一个或多个)。

通用目的寄存器 (GPRs) - 可以保存数据或地址两者,也就是说他们是结合 数据/地址 寄存器的功用。

浮点寄存器 (FPRs) - 用来储存浮点数字。

常数寄存器 - 用来持有只读的数值(例如 0、1、圆周率等等)。

向量寄存器 - 用来储存由向量处理器运行SIMD(Single Instruction, Multiple Data)指令所得到的数据。

特殊目的寄存器 - 储存CPU内部的数据,像是程序计数器(或称为指令指针),堆栈寄存器,以及状态寄存器(或称微处理器状态字组)。

指令寄存器(instruction register) - 储存现在正在被运行的指令

索引寄存器(index register) - 是在程序运行实用来更改运算对象地址之用。

在某些架构下,模式指示寄存器(也称为“机器指示寄存器”)储存和设置跟处理器自己有关的数据。由于他们的意图目的是附加到特定处理器的设计,因此他们并不被预期会成微处理器世代之间保留的标准。

有关从 随机存取存储器 提取信息的寄存器与CPU(位于不同芯片的储存寄存器集合)

存储器缓冲寄存器(Memory buffer register)

存储器数据寄存器(Memory data register)

存储器地址寄存器(Memory address register)

存储器型态范围寄存器(Memory Type Range Registers)[1][2]

寄存器:

寄存器是计算机和其他数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。一个触发器能存储1位二进制代码,所以要存储n位二进制代码的寄存器就需要用n个触发器组成。一个4位的集成寄存器74LS175的逻辑电路图和引脚图分别如图8.7.1(a)、(b)所示。其中,RD是异步清零控制端。在往寄存器中寄存数据或代码之前,必须先将寄存器清零,否则有可能出错。1D~4D 是数据输入端,在CP 脉冲上升沿作用下,1D~4D端的数据被并行地存入寄存器。输出数据可以并行从1Q~4Q 端引出,也可以并行从1Q~4Q 端引出反码输出。

74LS175的功能如表8.7.1所示。

上面介绍的寄存器只有寄存数据或代码的功能。有时为了处理数据,需要将寄存器中的各位数据在移位控制信号作用下,依次向高位或向低位移动1位。具有移位功能的寄存器称为移位寄存器。

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