Урок №24. Тема урока: Классификация регистров.

После изучения этой темы студент должен быть в состоянии:

• Описать назначение и классификацию регистров;

• Объяснить различие и назвать области применения параллельных и последовательных регистров.

Регистр- это цифровое устройство, предназначенное для хранения машинного слова или его части. По быстродействию регистры опережают все виды памяти ЭВМ. Регистр строится на триггерах. В регистрах могут быть использованы как асинхронные, так и синхронные триггеры, но чаще использются синхронные, т.к. они проще “вписываются” в ритм работы системы. Основными режимами работы регистра являются запись, хранение, чтение. По способу записи регистры делятся на параллельные, последовательные и комбинированные.

Регистры

Параллельные

Последовательные

Комбинированные

Асинхронные

Синхронные

Сдвиг влево

Сдвиг вправо

Динамические

Защелки

Параллельный многоразрядный регистр записывает и считывает все биты машинного слова одновременно. В параллельном регистре каждый триггер имеет свой вход и свой выход данных. Запись происходит быстро. Параллельные регистры используются для хранения информации в ЭВМ, они образуют сверхоперативную память, про них часто говорят: быстрые регистры процессора.

Q0

Q1

Q2

Qn

Триггер имеет дополнительные входы для сигналов разрешения записи, сброса и т.д.

Т0

Т1

Т2

…..

Тn

D0

D1

D2

Dn

Последовательный многоразрядный регистр имеет один вход и один выход, Многоразрядное слово записывается в него последовательно: бит за битом. Преимущество последовательных регистров – малое количество выводов. Их используют для записи данных передаваемых и принимаемых в последовательных кодах а также для умножения и деления двоичных чисел.

D

Т0

Т1

Т2

Тn

Q

В качестве примера рассмотрим запись в последовательный регистр двоичного числа 1011.

1	0	1	1
																			С каждым тактом число проталкивается на один разряд.
					1
					1			1
					0			1			1
					1			0			1			1

Различают последовательные регистры со сдвигом влево (в сторону младших разрядов) и со сдвигом вправо ( в сторону старших разрядов). Сдвиг влево на один разряд соответствует операции умножения на 2, а сдвиг вправо – делению на 2.

Примеры:

Сдвиг влево:								Сдвиг вправо:
0	0	1	0	1				1	1	0	0
0	1	0	1	0				0	1	1	0
1	0	1	0	0				0	0	1	1

Большое распространение имеют регистры комбинированные: последовательные регистры с параллельной записью, последовательные регистры с параллельным чтением, а также более сложные регистры, выполняющие все операции: сдвиг влево, сдвиг вправо, параллельную запись, параллельное считывание и т.д. Комбинированные регистры используются для преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот.

Упражнение №3.24

1. Число 10100110 трижды сдвинуто влево. Определите результат.

2. Число 10100110 трижды сдвинуто вправо. Определите результат.

3. В чем основное преимущество последовательных регистров по сравнению с параллельными.

89