El papel del registro de direcciones
Las funciones del registro de direcciones incluyen almacenar direcciones, almacenar datos, direccionamiento básico y direccionamiento indexado.
1. Dirección de almacenamiento. En una computadora, la CPU necesita acceder a la memoria o a los puertos de E/S a través de un bus de direcciones. El bus de direcciones es un conjunto de cables que transportan señales de dirección desde la CPU a la memoria o a los puertos de E/S.
Dado que la velocidad de operación dentro de la CPU es muy rápida y la velocidad de acceso a la memoria y a los puertos de E/S es relativamente lenta, la CPU necesita almacenar la dirección requerida en la memoria o en el puerto de E/S antes acceder a él en algún lugar para un acceso rápido cuando sea necesario. Para esto sirve el registro de direcciones.
2. Almacenar datos. Cuando la CPU necesita leer o escribir datos en la memoria o en un puerto de E/S, necesita determinar la dirección a la que acceder. En este momento, la CPU puede almacenar la dirección en el registro de direcciones.
La CPU transmite esta dirección a la memoria o al puerto de E/S a través del bus de direcciones. La memoria o el puerto de E/S encontrarán la unidad de datos correspondiente según la dirección y luego realizarán operaciones de lectura y escritura. La CPU puede acceder rápidamente a la unidad de datos requerida a través del registro de direcciones.
3. Direccionamiento básico y direccionamiento indexado. El registro de direcciones también se puede utilizar para implementar algunas operaciones especiales, como el direccionamiento de direcciones base y el direccionamiento de índice. El direccionamiento base se refiere a agregar el contenido del registro base al desplazamiento dado en la instrucción para formar la dirección de acceso final.
El direccionamiento indexado significa agregar el contenido del registro índice a la dirección base proporcionada en la instrucción para formar la dirección de acceso final. Estas operaciones pueden ayudar a la CPU a acceder a los datos en la memoria de manera más flexible.
Las funciones de algunos registros comunes:
1. Registro de datos: el registro de datos es un registro que se utiliza para almacenar operandos y resultados de operaciones. Se puede dividir en dos categorías: registros de datos de propósito general y registros de datos de propósito especial. Los registros de datos de propósito general se pueden usar para operaciones con varios tipos de datos, mientras que los registros de datos de propósito especial se usan para tipos específicos de operaciones, como operaciones de multiplicación y división. La función de los registros de datos es mejorar la velocidad de acceso a los datos y la eficiencia operativa.
2. Registro de instrucciones: El registro de instrucciones es un registro que se utiliza para almacenar las instrucciones que se ejecutan. Cuando la CPU lee una instrucción de la memoria, la instrucción se almacena en el registro de instrucciones y la CPU interpreta y ejecuta la instrucción. El propósito del registro de instrucciones es garantizar que la CPU pueda ejecutar correctamente las instrucciones del programa.
3. Registro de bandera: el registro de bandera es un registro que se utiliza para almacenar información de estado de la CPU. Puede almacenar información como acarreo, desbordamiento, bandera cero, etc., que puede usarse para controlar el flujo de ejecución del programa.
Por ejemplo, cuando la CPU realiza una operación de suma, verifica si hay un acarreo y almacena el indicador de acarreo en el registro de indicador. La función del registro de bandera es ayudar a la CPU a ejecutar estructuras de control como ramas y bucles condicionales.