📜  二进制寄存器数据

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:13.889000             🧑  作者: Mango

二进制寄存器数据

对于计算机来说,理解单词和数字和人类一样难,计算机需要特定的语言来理解它。为了使计算机理解复杂的数据,使用了二进制编码。在二进制中,数据用两位数字(0 或 1)的组合表示。

为了有效地存储数据,计算机中使用了二进制寄存器。二进制寄存器是指一种方法,用于将数据存储在计算机中。其中触发器作为一个存储单元,用于存储数字数据。这是增加数据存储容量的有用方法,它以位为单位。

在这里,在本文中,我们将讨论二进制寄存器在存储数据过程中的重要性,它的工作方式以及寄存器的结构。

二元细胞

二进制单元是一种能够存储一个二进制数字或二进制字符的存储单元。它们用于在数字电子设备中存储信息。

当读取一个单元格时,它会保存一位二进制数据,并且在可以访问之前,必须将其设置为存储一个 1,然后重置为 0。

二进制单元的框图以及电路符号如下:

二进制单元格

二进制单元格

二进制寄存器

二进制寄存器被称为存储数字数据的有效方法。二进制寄存器使用触发器作为存储单元来存储数据。这是一种存储数据的好方法,它以位为单位。在这里,一组触发器用于存储数据,通常称为寄存器。
例如,在 n 位寄存器中,将有 n 个触发器。它将能够存储 n 位字。

二进制寄存器数据

二进制寄存器用于测量量子位的结果,通常称为声明状态。声明的状态总是用 0 或 1 表示。它们通常被称为测量寄存器。

在创建 qubit 寄存器时,使用 qubits 指令,可以使用相同数量的条目创建二进制寄存器。例如,qubits 5 为 5 个 qubits 创建一个 qubit 寄存器,以及一个具有 5 个条目的二进制寄存器。

在二进制寄存器中,条目可用于控制量子算法,通过使用受控门。用于寻址 qubit 寄存器和二进制文件的索引,两者相似
另一件事是,在二进制注册表中,数字 1 将显示为 01,同样,数字 10 将表示为 0A。

寄存器是一种由触发器组成的电路,可以以一位的形式存储数据。寄存器是数字电子学中的时序逻辑电路。

寄存器的结构

寄存器是一组触发器和门,触发器负责二进制信息,另一方面,门是控制器,负责决定何时以及如何将新信息传输到寄存器。

有多种类型的寄存器可供选择,但最简单的一种是寄存器,它仅由触发器组成,没有外部门。
在了解寄存器结构的同时,以下是我们需要了解的一些元素:

加载寄存器:将新数据传输到寄存器中称为加载寄存器。如果所有寄存器位同时加载有规则的时钟脉冲,那么它被称为并行状态。

注册转移语言

寄存器转移语言最初是一种符号语言,描述寄存器之间的微操作转移。

术语寄存器传送是指硬件逻辑电路的可用性,它可以通过执行状态微操作将运算结果传送到同一个或另一个寄存器。
换句话说,这种编程语言是一种通过符号来表达计算机过程的方法。

下面是一些常用的寄存器,下面给出:

1.累加器:这些寄存器是最常见的寄存器类型。用于存储从内存测量的数据。

2. 通用寄存器:在程序执行过程中,这种类型的寄存器用于存储数据中间结果。它可以通过汇编编程来访问。

3. 特殊用途寄存器:这些寄存器仅供计算机系统使用。例如,下面给出了一些名称:

  • PC:程序计数器指示要执行的下一条指令。
  • IR:要执行的指令存储在指令寄存器或IR中。
  • MBR:内存缓冲寄存器,它存储传输到内存和从内存接收的指令和数据。
  • MAR: MAR代表内存地址寄存器,它是保存内存单元地址的寄存器。

注册转移

寄存器传输是指硬件逻辑电路执行微操作将数据从一个寄存器传输到另一个寄存器的方式,它以特定的符号形式表示。为了更好地理解它,您可以查看以下语句;

主要列出了用于特定操作的寄存器:

  • PC:程序计数器指示要执行的下一条指令。
  • IR:要执行的指令存储在指令寄存器或IR中。
  • MAR: MAR代表内存地址寄存器,它是保存内存单元地址的寄存器。
  • R1:处理器寄存器。有一些单独的位,也可以通过将它们放在括号中来表示。例如,PC (8-15)、R2 (5) 等。

替换操作:从一个寄存器到另一个寄存器的数据传输由替换运算符象征性地表示。例如,以下语句表示从寄存器 R1 到寄存器 R2 的数据传输。

语句:R2 ← R1

通常,我们打算仅在控制条件已预先确定的条件下进行转移。通过查看以下内容可以理解此声明:

语句:if (P=1) then (R2 ← R1)

这里,P被称为控制信号,它是通过控制部分产生的。
在这里,您可以查看显示描述从 R1 到 R2 的数据传输的框图的图像。

从 R1 到 R2 的数据传输

这里,在图中,字母“n”代表寄存器中的位数。寄存器 R1 的“n”个输出链接到寄存器 R2 的“n”个输入。

控制变量“P”激活负载输入,然后将其传输到寄存器 R2。

信息如何在寄存器之间传输?

寄存器中的二进制数据可以在寄存器内从一个触发器转移到另一个触发器。允许这种传输的寄存器称为移位寄存器。在移位寄存器中,有四种操作模式,便于数据传输。

为了简单地理解它,列表如下:

  • 串行输入串行输出
  • 串行输入并行输出
  • 并行输入串行输出
  • 并行输入并行输出

1.串口输入串口输出:

  • 串行输入串行输出使触发器保持在复位状态。就像 Q3 = Q2 = Q1 = Q0 = 0。
  • 如果在寄存器中应用了一个四位二进制数 1 1 1 1 的条目,则该数字应应用于 D
  • 首先应用 LSB 位的位。 FF-3 的输入 D。
  • 这里,D3 连接到串行数据输入 Din。 FF-3 的输出即
  • 并且,Q3 连接到下一个输入触发器,即 D2,依此类推。

为了清楚地理解它,您可以在下图中看到:

串行输入串行输出框图

2.串行输入并行输出:

  • 在这种类型的操作中,数据以串行形式输入并以并行形式退出。
  • 数据一次加载一位。加载数据时,输出被禁用。
  • 一旦数据加载完成并且所有触发器都有所需的数据,输出就会被激活,以便所有加载的数据同时在所有输出线上可用。
  • 一个四位字需要四个时钟周期来加载。因此,SIPO 模式以与 SISO 模式相同的速度运行。

为了更好的理解,可以看下图:

串行输入并行输出的框图

3.并行输入串行输出(PISO):

  • 数据位是并行输入的。
  • 下面的电路是一个四位并行输入串行输出寄存器。
  • 组合电路将前一个触发器的输出连接到下一个触发器的输入。
  • 二进制输入字 B0、B1、B2 和 B3 都馈入同一组合电路。
  • 该电路可以工作在两种模式之一:移位模式或负载模式。

加载模式:当移位/加载条线为低电平 (0) 时,与门 2、4 和 6 变为活动状态并将位 B1、B2 和 B3 传递到相应的触发器。二进制输入 B0、B1、B2 和 B3 将在时钟的下降沿加载到各自的触发器中。结果,发生并行加载。

移位模式:当移位/负载条线为低电平 (1) 时,与门 2、4 和 6 关闭。结果,不再可能进行并发数据加载。但是,与门 1、3 和 5 变为活动状态。结果,当施加时钟脉冲时,数据从左到右逐位移动。结果,并行输入串行输出操作发生。

在这里你可以看到下面的框图:

并行输入串行输出 (PISO) 的框图

4.并行输入并行输出(PIPO):

在这种模式操作中,四位二进制输入 B0、B1、B2、B3 应用于四个触发器的数据输入 D0、D1、D2、D3。并且当施加负时钟沿时,输入二进制位同时加载到触发器中。加载的位将同时出现在输出端。加载所有位只需要一个时钟脉冲。

这是下面的框图,以更好地理解它:

并行输入并行输出 (PIPO) 的框图

在这里,我们讨论了二进制数据寄存器及其工作原理。总的来说,我们可以说二进制数据寄存器是一种以更快、更有效的方式存储二进制数据的有益方法。可以使用二进制数据寄存器以灵活的方式传输和存储数据。