Introducción a la Ingeniería en Sistemas REGISTROS

Registros ¿Qué es un registro? Un grupo de elementos de datos tratados como una unidad. ¿Qué son los registros? Son una memoria de alta velocidad interna al procesador. Algunos registros son visibles al usuario; es decir, disponibles para el programador mediante el juego de instrucciones de la máquina. Otros registros los usa solo el procesador para propósito de control.

…Registros Los registros son la manera más veloz de guardar datos, de las primeras PC podían alojar 16 bites (los registros se miden generalmente por número de bits). La mayoría de los CPU que se venden en la actualidad, tanto para computadoras PC como Macintosh, tienen registros de 32 bits. Muchas de las PC más nuevas, además de las minicomputadoras y estaciones de trabajo de alto nivel, tienen registros de 64 bits. El tamaño de los registros (tamaño de palabra) indica la cantidad de datos con la cual puede trabajar la computadora en un momento. Mientras más grande sea el tamaño de la palabra, más rápido procesará la computadora un conjunto de datos.

Figura 1. Componentes de un computador: visión al más alto nivel CPU Memoria Principal . Instrucción Datos PC RDIM IR RDAM Unidad de Ejecución RDI E/S RDA E/S Módulo de E/S . PC= Contador de programa IR= Registro de instrucción RDIM= Registro de dirección de memoria RDAM= Registro de datos de memoria RDI E/S= Registro de dirección de E/S RDA E/S= Registro de datos de E/S Buffers Figura 1. Componentes de un computador: visión al más alto nivel

…Registros La figura anterior muestra los componentes de más alto nivel. Una de las funciones del procesador es el intercambio de datos con la memoria. Para este fin se utilizan normalmente dos registros internos (al procesador): 1) Un registro de dirección de memoria (RDIM), que especifica la dirección de memoria de la siguiente lectura o escritura. 2) y un registro de datos de memoria (RDAM), que contiene los datos que se van a escribir en la memoria o que recibe los datos leídos de la memoria.

…Registros De manera similar, un registro de dirección de E/S (RDIE/S) especifica un determinado dispositivo de E/S, y un registro de datos E/S (RDAE/S) permite el intercambio de datos entre un módulo de E/S y el procesador. Un módulo de memoria consta de un conjunto de posiciones definidas mediante direcciones numeradas secuencialmente. Cada posición contiene un patrón de bits que se pueden interpretar como una instrucción o datos.

Registros del procesador Un procesador incluye un conjunto de registros que proporciona un tipo de memoria que es más rápida y de menor capacidad que la memoria principal. Los registros del procesador sirven para dos funciones: 1. Registros visibles para el usuario. A un registro visible para el usuario se puede acceder por medio del lenguaje de máquina ejecutado por el procesador que está generalmente disponible para todos lso programas, incluyendo tanto programas de aplicación como programas de sistema. Los tipos de registros que están normalmente disponibles son:

...Registros del procesador A) Registros de Datos o de Propósito General: Se pueden utilizar para diversas funciones, en algunos casos, son, pueden usarse con cualquier instrucción de máquina que realicé operaciones sobre datos. Por ejemplo puede haber registros dedicados a operaciones como punto flotante y a otras operaciones con enteros. B) Registros de Dirección: Estos registros contienen direcciones de memoria principal de datos e instrucciones, o una parte de la dirección que se utiliza en el cálculo de la dirección efectiva o completa. Pueden ser en sí mismos de propósito general o pueden estar dedicados a una forma de direccionamiento de memoria. A continuación algunos ejemplos: Registro índice Puntero de segmento Puntero de pila C) Segmentos de Condición

...Registros del procesador 2. Registros de Control y Estado. Se emplean varios registros del procesador para controlar el funcionamiento del mismo. En la mayoría de las máquinas, muchos de ellos no son visibles para el usuario. A algunos de ellos se puede acceder mediante instrucciones de máquina ejecutadas en lo que se denomina modo de control o del sistema operativo. Por supuesto, diferentes máquinas tendrán distintas organizaciones de registros y utilizarán diferentes terminología. A continuación se proporcionará una lista razonablemente completa de registros. Además de los registros RDIRM, RDAM, RDIE/S Y RDAE/S mencionados en la figura 1, los siguientes son esencialmente para ejecución de instrucciones:

...Registros del procesador Contador de programa Program Counter, PC). Contiene la dirección de la próxima instrucción que se leera de la memoria. Registro de Instrucción (Instruction Registrer, IR). Contiene la última instrucción leída. Todos los diseños de procesador incluyen también un registro, o conjunto de registros, conocido usualmente como la palabra de estado del programa, que contiene información interna del estado. Los códigos del condición son bits cuyo valor lo asigna normalmente el hardware del procesador teniendo en cuenta el resultado de las operaciones (ej. Operación aritmética).

Bibliografía Norton, Peter. Introduccion a la Computacion, 6th Edition. McGraw-Hill Interamericana, 2006. Stalling, William. Sistemas Operativos. 5ta Edición. Pearson.