2.2 Estructura de registros

Equipo: 

Garcia Joachín Jósue Caleb

Estudillo López Alexis

Hernándz Herrera Pablo de Jesus

Martínez Morrugarez Israel

Pérez Posada Moises

Para poder hacer estas cosas, es obvio que la CPU necesita almacenar algunos datos temporalmente. Debe recordar la posición de la última instrucción de forma que sepa dónde ir a buscar la siguiente. Necesita almacenar instrucciones y datos temporalmente mientras una instrucción está siendo ejecutada. En otras palabras, la CPU necesita una pequeña memoria interna. En la estructura interna de la CPU se indican los caminos de transferencia de datos y de control lógico, que incluyen un elemento con el rótulo bus interno de la CPU. Este elemento es necesario para transferir datos entre los diversos registros y la ALU, ya que ésta en realidad sólo opera con datos de la memoria interna de la CPU. La figura muestra también los elementos básicos típicos de la ALU Dentro de la CPU hay una memoria interna compuesta por un conjunto de registros. Los registros de la CPU son:

2.2.1 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.
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2.2.2 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. 
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2.2.3 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.

Vídeo de explicación:

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