简化模型中的每个寄存器都只有一项工作。好的答案按寄存器存放的东西来命名：一个地址、一份数据、当前指令、下一个地址，或一个运算结果。
这一课接续追踪指令周期，属于硬件与处理。接下来你会看到程序和文件存放在哪里。
每个寄存器存放什么？
| 寄存器 | 存放 | 何时改变 |
|---|---|---|
| PC（程序计数器） | 下一条指令的地址 | 每次 fetch 时加 1；跳转时被覆盖 |
| MAR（内存地址寄存器） | 正在读取或写入的位置的地址 | fetch 开始，或加载、存储指令运行时 |
| MDR（内存数据寄存器） | 刚读出或即将写入的数据或指令 | 内存被读取或写入时 |
| CIR（当前指令寄存器） | 正在解码和执行的指令 | fetch 结束时 |
| ACC（累加器） | 工作值以及算术或逻辑运算的结果 | 加载、算术或逻辑指令执行时 |
有两个部件与寄存器配合工作。ALU（算术逻辑单元）负责计算和比较。
控制单元负责解码指令并发出控制信号。寄存器与它们一起位于处理器内部。
三条总线（bus）在处理器和内存之间传送信号：地址总线（传地址）、数据总线（传数据和指令）和控制总线（传读或写等控制信号）。
例题详解
ACC 存着 20，地址 500 存着 9。CIR 中的指令是 ADD 500，下一条指令在地址 41。题目要求：为每一句话选出对应的寄存器。
- “内存被访问时，它存着 500。”这是地址，所以是 MAR。
- “内存被读取后，它存着 9。”这是数据，所以是 MDR。
- “decode 期间，它存着
ADD 500。”这是指令，所以是 CIR。 - “它存着 41。”下一条指令的地址属于 PC。（它在 fetch 时已经加过 1。）
- “指令完成后，它存着 29。”结果在 ACC，因为 20 + 9 = 29。
注意，每一项的答案都是靠问自己“这是什么类型的东西：地址、数据、指令还是结果？”来选出的。
要留意的错误
学生常说 MAR 存数据，因为 MAR“与内存相连”。
错误答案：“MAR 存着从地址 500 读出的值 9。”
这个值是数据，数据经过 MDR。MAR 存的是地址 500。
改正的办法是成对记忆：MAR 对应地址总线，MDR 对应数据总线。MAR 也不等于 PC。PC 存下一条指令的地址；MAR 存当前正在访问的任何地址，可能是指令，也可能是数据位置。
自我检测
1. 一条存储指令把 44 写入地址 310。写入之前，哪个寄存器存 310，哪个存 44？
查看答案
MAR 存 310（地址）。MDR 存 44（要写入的数据）。
2. 一次 fetch 之后，PC 是 77。假设每次 fetch 使 PC 加 1，取出的是哪个地址？
查看答案
fetch 之前 PC 是 76，所以指令来自地址 76。fetch 期间 MAR 存着 76。
3. 判断对错：累加器存放正在执行的指令。请说明理由。
查看答案
**错。**指令存放在 CIR。累加器存放正在计算的值和结果。
下一步
做硬件与处理练习题时，可以把上面的表格当作检查清单。受限伪代码追踪训练器很适合观察寄存器依次变化。
说对寄存器是一项小技能，但许多硬件分数就在这里得失。我们的老师在线上一对一计算机科学补习中，可以用新情境反复练习，直到你不再犹豫。