Регистры. 
Описание операционной системы

Блок управляющих регистров предназначен для хранения управляющей информации.

Он содержит регистры и счетчики, участвующие в управлении вычислительным процессом, в частности в этот блок входят:

• — регистры, хранящие информацию о состоянии процессора,
• — регистры запросов прерывания,
• — счетчики тактов,
• — счетчики команд и т. д.

Например, счетчик команд служит для определения адреса команды, которую в данный момент времени процессор читает из ОП.

Для линейных участков программы этот адрес вычисляется в счетчике команд путем сложения адреса предыдущей команды, который находится в счетчике с числом, равным количеству байт предыдущей команды.

Регистр процессора — блок ячеек памяти, образующий сверхбыструю оперативную память (СОЗУ) внутри процессора;

Он используется самим процессором и большой частью недоступен программисту: например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд (англ.), к которому программист обратиться не может.

Имеются также регистры, которые в принципе программно доступны, но обращение к ним осуществляется из программ операционной системы, например, управляющие регистры и теневые регистры дескрипторов сегментов. Этими регистрами пользуются в основном разработчики операционных систем.

Существуют также так называемые регистры общего назначения (РОН), представляющие собой часть регистров процессора, использующихся без ограничения в арифметических операциях, но имеющие определенные ограничения, например в строковых. РОН, не характерные для эпохи мейнфреймов типа IBM/370[1] стали популярными в микропроцессорах архитектуры X86 — i8085, i8086 и последующих[2].

Специальные регистры[3] содержат данные, необходимые для работы процессора — смещения базовых таблиц, уровни доступа и т. д.

Часть специальных регистров принадлежит устройству управления, которое управляет процессором путём генерации последовательности микрокоманд.

Доступ к значениям, хранящимся в регистрах, как правило, в несколько раз быстрее, чем доступ к ячейкам оперативной памяти (даже если кеш-память содержит нужные данные).

Объём же оперативной памяти намного превосходит суммарный объём регистров (объём среднего модуля оперативной памяти сегодня составляет 1−4 Гб[4], суммарная «ёмкость» регистров общего назначения/данных для процессора Intel 80 386 и более новых 32 битов * 8 = 256 бит).

Процессор Процессор, как любое цифровое устройство, можно рассматривать состоящим из двух блоков: операционного и управляющего.

Процессор работает под управлением программы, находящейся в ОП, которая, в свою очередь, состоит из команд. Процессор читает из ОП одну команду за другой и последовательно их выполняет.

В свою очередь любая команда, выполняемая в операционном блоке процессора, описывается некоторой микропрограммой и реализуется за несколько тактов, в каждом из которых выполняется одна или несколько микроопераций.

Интервал времени, отводимый на выполнение микрооперации, называется рабочим тактом процессора.

Для реализации команды необходимо на соответствующие управляющие входы операционного блока подать определенным образом распределенную во времени последовательность управляющих сигналов. Каждая микрооперация в АЛУ выполняется под действием своего управляющего сигнала, который поступает в операционный блок в начале соответствующего такта.

Управляющий блок предназначен для выработки этих управляющих сигналов, под действием которых в АЛУ выполняются микрооперации.

Обычно управляющий блок рассматривают как конечный автомат, предназначенный для выработки этих управляющих сигналов, под действием которых в АЛУ выполняются микрооперации.