¿Qué es un registro?
Un registro es una memoria que esta ubicada en el procesador y se encuentra en el nivel más alto en la jerarquía de memoria, por lo tanto tiene una alta velocidad pero con poca capacidad para almacenar datos que va desde los 4 bits hasta los 64 bits dependiendo del procesador que se utilice. Los datos que almacena son los que se usan frecuentemente
:
Registros de control y de estado
Se utilizan para controlar las operaciones del procesador, la mayor parte de estos registros no son visibles al usuario y algunos pueden ser accesibles a las instrucciones de maquina ejecutadas en un modo de control. Los registros utilizados son los siguientes:
- Registro de direcciones de memoria (MAR), el cual contiene la dirección en donde se efectuará la próxima lectura o escritura de datos. El numero de direcciones depende del tamaño de la MAR.
- Registro de datos de memoria (MBR), contiene los datos que van a ser escritos en la memoria o los que fueron leídos en ella.
- Registro de direcciones de entrada y salida (I/O AR), especifica al dispositivo ya sea de entrada o salida
- Registro de datos de entrada y salida (I/O BR), es una área temporal en donde se lleva a cabo el intercambio de datos entre el procesador y el dispositivo de entrada y salida que esta especificado en IOAR.
- Registro de instrucciones (IR), contiene la dirección de la siguiente instrucción que se va a ejecutar.
- Palabras de estado del programa (PSW), contiene códigos de condición junto con otras informaciones de estado como el signo, acarro, desbordamiento, entre otras.
Registros visibles al usuario
Son aquellos que pueden ser referenciado por medio del lenguaje maquina que ejecuta la CPU, los registro que normalmente disponibles son:
- Registros de propósito general, son aquellos que pueden guardar tanto datos como direcciones
- Registro de datos, que pueden ser asignados por el programador a diversas funciones. En algunos casos son de propósito general y pueden ser empleados por cualquier instrucción de máquina que lleve a cabo operaciones sobre los datos.
- Registros de direcciones, contienen direcciones en la memoria principal de datos y este tipo de registro puede ser de propósito general o estar a un modo específico de direccionamiento.
- Códigos de condición, también conocidos como indicadores o flags. Los códigos de condición, son bits activados por el procesador como resultado de determinadas operaciones
Ejemplos de organización de registros de CPU
reales
En algún diseño concreto de procesador es posible encontrar otros registros
relativos a estado y control. Puede existir un puntero a un bloque de memoria que
contenga información de estado adicional (por ejemplo, bloques de control de
procesos). En las máquinas que usan interrupciones vectorizadas puede existir un
registro de vector de interrupción. Si se utiliza una pila para llevar a cabo ciertas
funciones (por ejemplo, llamada a subrutina), se necesita un puntero de pila del
sistema. En un sistema de memoria virtual se usa un puntero a la tabla de
páginas. Por último, pueden emplearse registros para el control de operaciones de
E/S.
En el diseño de la organización de los registros de control y estado entran en
juego varios factores.
Una cuestión primordial es el soporte del sistema operativo. Algunos tipos de
información de control son de utilidad específica para el sistema operativo. Si el
diseñador del procesador posee una comprensión funcional del sistema operativo
que se va a utilizar, la organización de los registros puede adaptarse hasta cierto
punto a ese sistema operativo.
Otra decisión importante en el diseño es la distribución de información de control
entre registros y memoria. Es frecuente dedicar los primeros (más bajos) pocos
cientos o miles de palabras de memoria para fines de control. El diseñador debe
decidir cuánta información de control debiera estar en registros y cuánta en
memoria. Se presenta el compromiso habitual entre coste y velocidad.
uf
