第二章：寄存器（CPU工作原理）01

CPU概述

一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成，这些器件靠内部总线相连。

区别：
内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。

外部总线实现CPU和主板上其它器件的联系。

寄存器概述

8086CPU有14个寄存器 它们的名称为：

AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。

通用寄存器
8086CPU所有的寄存器都是16位的，可以存放两个字节。

AX、BX、CX、DX 通常用来存放一般性数据被称为通用寄存器。

下面以AX为例，我们看一下寄存器的逻辑结构。

一个16位寄存器可以存储一个16位的数据。（数据的存放情况）
数据：18

二进制表示：10010

在寄存器AX中的存储：

数据：20000

二进制表示：0100111000100000

在寄存器AX中的存储：

一个16位寄存器所能存储的数据的最大值为多少？
答案：$2^{16}-1$。

为什么？
你可以用递归的思想反推:

$2^{15}+2^{14}+...+2^{1}+2^{0}=2^{16}-1$
即：$2^{14}+2^{13}+...+2^{1}+2^{0}+1=2^{15}$
即：$2^{13}+2^{12}+...+2^{1}+2^{0}+1=2^{14}$
……
即：$2^{0}+1=2^{1}$

当然如果你足够聪明：
16位寄存器最大表示的数是$1111111111111111$，当给它加$1$时，其变为$10000000000000000=2^{16}$,懂了吧。

8086上一代CPU中的寄存器都是8位的，为保证兼容性，这四个寄存器都可以分为两个独立的8位寄存器使用。

AX 可以分为 AH 和 AL;

BX 可以分为 BH 和 BL;

CX 可以分为 CH 和 CL;

DX 可以分为 DH 和 DL.

2018.6.13