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I N G E N I E R Í A E N
S I S T E M A S C O M P U T A C I O N A L E S

Estructuras de registros del Procesador (CPU reales)

Un registro es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar transitoriamente y acceder a valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas.
Los registros están en la cumbre de la jerarquía dememoria, y son la manera más rápida que tiene el sistema de almacenar datos. Los registros se miden generalmente por el número de bits que almacenan; por ejemplo, un "registro de 8 bits" o un "registro de 32 bits". Los registros generalmente se implementan en un banco de registros, pero antiguamente se usaban biestables individuales, memoria SRAM o formas aún más primitivas.
El término es usadogeneralmente para referirse al grupo de registros que pueden ser directamente indexados como operandos de una instrucción, como está definido en el conjunto de instrucciones. Sin embargo, los microprocesadores tienen además muchos otros registros que son usados con un propósito específico, como el contador de programa. Por ejemplo, en la arquitectura IA32, el conjunto de instrucciones define 8 registrosde 32 bits.





















Tipos de Registros
Registros de Datos: son usados para guardar números enteros. En algunas computadoras antiguas, existía un único registro donde se guardaba toda la información, llamado acumulador.
Registros de Memoria: son usados para guardar exclusivamente direcciones de memoria. Eran muy usados en la arquitectura Harvard, ya que muchasveces las direcciones tenían un tamaño de palabra distinto que los datos.
Registros de Propósito General (GPRs, del inglés General Purpose Registers): pueden guardar tanto datos como direcciones. Son fundamentales en la arquitectura de von Neumann. La mayor parte de las computadoras modernas usa GPR.
Registros de Coma Flotante: son usados para guardar datos en formato de coma flotante.
RegistrosConstantes: tienen valores creados por hardware de sólo lectura. Por ejemplo, en MIPS el registro cero siempre vale 0.
Registros de Propósito Específico: guardan información específica del estado del sistema, como el puntero de pila o el registro de estado.

Estructura
El procesador necesita para su funcionamiento de ciertas áreas de almacenamiento, que aquí se llaman registros, y que son dedimensiones mínimas; sin embargo, tienen la ventaja de su rapidez. Comparados con los accesos a RAM, los de registro son como mínimo 10 veces más veloces.
El 8088 dispone de catorce registros de 16 bits que se agrupan en cuatro grupos y que reciben nombres especiales (precisamente los que se utilizan para designarlos en lenguaje ensamblador).

a) Registro de uso general
Existen 4 registrosdenominados AX, BX, CX y DX que en realidad tienen asignados usos característicos, aunque pueden ser utilizados a discreción para cualquier cosa que necesitemos:
AX: es denominado acumulador; suele contener uno de los operandos que intervienen en las operaciones aritméticas y lógicas, y después de esta, el resultado de la operación. En general las instrucciones que trabajan con este registro (o sumitad inferior) tienen un microcódigo más simple que la misma instrucción ejecutada con otro registro.
BX: es el registro base, suele contener la dirección de inicio de una tabla de valores.
CX: es denominado contador. Las instrucciones de bucle (LOOP) utilizan este registro como contador.
DX: es un registro de datos, multiuso. Se utiliza en operaciones de multiplicación y división junto conAX. En operaciones de entrada/salida de puertos IN/OUT, su mitad inferior DL, contiene el número de puerto.
Aunque estos cuatro registros son de 16 bits (como los 10 restantes), en caso necesario pueden ser utilizados en dos mitades (nibbles), "High" y "Low", de 8 bits, con lo que puede considerarse que existen 12 registros de uso general (no simultáneos), los anteriores y sus mitades: AH;...