10、寄存器构造：从简单到强大的实现之旅

寄存器构造：从简单到强大的实现之旅

在计算机科学领域，寄存器的实现和构造是一个至关重要的话题。本文将深入探讨如何从简单的单读者单写者布尔安全寄存器出发，逐步构建出一系列功能强大的寄存器，包括多读者单写者安全寄存器、规则寄存器、原子寄存器等，最终实现多读者多写者原子寄存器。

1. 寄存器的基本概念和条件

在开始具体的寄存器构造之前，我们需要明确一些基本概念和条件。为了证明一个寄存器实现是规则的，我们必须证明其历史记录满足条件 4.1.1 和 4.1.2。而原子寄存器还需额外满足条件 4.1.3，即如果 $R_i \to R_j$，那么 $i \leq j$，这意味着较早的读操作不能返回比较晚读操作更晚的值。规则寄存器则不需要满足此条件。要证明一个寄存器实现是原子的，我们首先需要定义一个写顺序，然后证明其历史记录满足条件 4.1.1 - 4.1.3。

2. 寄存器构造的序列

我们可以通过一系列的构造，从较弱的寄存器实现更强的寄存器。具体的构造序列如下表所示：
| 基础类 | 实现类 |
| ---- | ---- |
| SRSW 安全寄存器 | MRSW 安全寄存器 |
| MRSW 布尔安全寄存器 | MRSW 布尔规则寄存器 |
| MRSW 布尔规则寄存器 | MRSW 规则寄存器 |
| MRSW 规则寄存器 | SRSW 原子寄存器 |
| SRSW 原子寄存器 | MRSW 原子寄存器 |
| MRSW 原子寄存器 | MRMW 原子寄存器 |
| MRSW 原子寄存器 | 原子快照 |

这个序列展示了如何从最基本的 SRSW 安全布尔寄