寄存器与存储器
复习
- 第十一章：设计完成了除法器，本质是移位和减法的组合
- 第十二章：利用上面的部件，制造了一个简单的 ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元）
- 第十三章：突发奇想将部件门首尾相连，观察到了“记忆”现象
- 第十四章：利用首尾相连的“记忆”，实现了简单的 1 位锁存器
- 第十五章：利用锁存器和边沿触发，实现触发器，进而实现了简单的 1 位边沿敏感 D 触发器
TL;DR
- 多个触发器相连接，形成寄存器
正文
引言
还记得我们怎样做出 ALU（算数逻辑单元）吗？我们利用与或非基础三门，造出复杂逻辑门，进而造出加法器、减法器、乘法器、除法器，配上一些组合逻辑，让逻辑门识别我们需要做的特定运算，ALU 就完成了。
寄存器也是如此，甚至更简单。我们造出了 1 位触发器，实现了锁存功能，还屏蔽了噪声信号干扰，完全可以把这个 1 位触发器当作新元件使用。
恭喜你！我们的抽象能力上升了一级。
触发器与寄存器
触发器只能保存 1 位信息，我们在《第三章：计算机的数据表示》中谈到，仅仅表示 0-9 这十个数，都需要 4 位。
所以，我们需要更多的位数，用来表示更多的信息。
用多个 1 位触发器，并排连接成 8 位，寄存器就完成了。
对，就这么简单。
当然，现代的家用微型计算机一般都是 64 位了，所以如果要跟上现代计算机的脚步，就需要 64 位的寄存器了，需要并排连接 64 个 1 位触发器。
思考题
仅仅有 8 位或者 64 位的寄存器就够了吗？我们会不会需要更大量的存储呢？
寄存器的用处
8 位或者 64 位的寄存器有什么用呢？
回想一下，在《第十二章：算术逻辑单元》中，我们初步接触了“指令”的概念。比如“0001”并不表示数字 1，而是表示“做加法”运算。
“指令”不能和“数据”混为一谈，所以我们需要更多的寄存器，分开保存信息。
// 我们暂时使用 1 个寄存器，用来保存指令，把它叫做指令寄存器（Instruction Register，IR）。另外，再预留出其他寄存器，用来分别保存数据和中间结果。
小结
知识点
- 寄存器的构成及作用
思考题答案（仅供参考）
肯定需要，保存 1-100 这 100 个数，总不可能拿 100 个寄存器来保存吧？
参考资料
- Wikipedia(zh)：寄存器：寄存器的详细介绍
- Wikipedia(zh)：存储器层次结构：存储层次的基本概念
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设计师 | 南国微雪