Registrarse (IT)

Un registro (en inglés : processor register ), en informática y en la arquitectura de las computadoras , es una pequeña parte de la memoria que se utiliza para acelerar la ejecución de los programas proporcionando un acceso rápido a los valores utilizados con mayor frecuencia y/o tipicidad. , los valores actualmente en uso en una parte particular de un cálculo.

Descripción

El término suele utilizarse para referirse exclusivamente al grupo de registros que pueden ser direccionados directamente por las instrucciones de entrada y salida del microprocesador . Más propiamente, estos registros se denominan "registros arquitectónicos". Por ejemplo, en la arquitectura x86 existe un conjunto de ocho registros que pueden ser utilizados por instrucciones en lenguaje máquina , pero la CPU contendrá muchos más registros para uso interno o con funciones especiales.

Los registros constituyen el punto más alto en la jerarquía de la memoria y son el mecanismo más rápido para que el sistema manipule datos. Los registros normalmente se miden por la cantidad de bits que pueden contener (por ejemplo, registros de 8 bits o registros de 32 bits ). Actualmente, los registros normalmente se implementan con archivos de registro , pero en el pasado se implementaron utilizando flip-flops individuales , memoria de núcleo de ferrita de alta velocidad , memoria de película delgada y varias otras formas.

La mayoría de las arquitecturas informáticas modernas ( RISC , o más genéricamente arquitecturas de carga y almacenamiento ) se basan en una arquitectura de tubería que se beneficia de la limitación del acceso a la memoria para cargar y almacenar instrucciones únicamente, utilizando únicamente registros y constantes para la ejecución de todas las demás instrucciones.

Clasificación

Clases de registros

Hay muchas clases de registros:

Registros de datos: se utilizan para almacenar números enteros . En CPU más simples o antiguas, un registro de datos especial es el acumulador , que se utiliza para cálculos aritméticos.
Registros de direcciones: se utilizan para almacenar direcciones y acceder a la memoria.
Registro genérico: puede contener tanto datos como direcciones (por ejemplo RWR ).
Registros de coma flotante : se utilizan para almacenar números de coma flotante .
Registros constantes: contienen datos de solo lectura (por ejemplo, cero, uno, pi, etc.).
Registros vectoriales: contienen datos utilizados por instrucción única, instrucciones de datos múltiples ( SIMD ) .
Registros especiales: contienen datos internos de la CPU, como el contador de programa , el puntero de pila y el registro de estado .
- Registro de instrucción: contiene la instrucción actual.
- Registros índice : se utilizan para cambiar la dirección de los operandos .
En algunas arquitecturas, existen registros específicos del modelo de procesador, que almacenan datos y configuraciones del procesador. Dado que los registros están vinculados a características peculiares de un modelo específico, no se garantiza la presencia o el mismo funcionamiento en generaciones posteriores de ese procesador.
También hay registros dedicados a buscar (transferencia de RAM a la CPU).

Los registros de hardware a nivel de firmware son similares a los registros del procesador, pero están presentes externamente a las CPU.

Registros del microprocesador

Los registros del microprocesador proporcionan un nivel de memoria más rápido y más bajo que la memoria principal y realizan principalmente las dos funciones siguientes:

registros visibles para el usuario: registros que pueden ser optimizados por el programador a nivel de lenguaje de máquina o ensamblador. En casos de programación de alto nivel, el compilador intentará hacer elecciones inteligentes con respecto a las variables que se asignarán a los registros y la ubicación de la memoria. Hay casos en los que es posible con lenguajes de alto nivel (como con C ) especificarle al compilador qué variables le gustaría almacenar en los registros. Por lo general, son registros disponibles tanto para la aplicación como para los programas del sistema. Estos registros son los de datos, direcciones y códigos de condición. El programador puede asignar los registros de datos a varias funciones. Por lo general, están restringidos a tipos particulares de funciones (por ejemplo, registros dedicados a operaciones de punto flotante), sin embargo, pueden usarse en cualquier instrucción de máquina. Los registros de direcciones contienen las direcciones de los datos e instrucciones contenidas en la memoria. Estos registros pueden ser de tipo general o dedicados a un modo de direccionamiento particular ( registro de índice , puntero de segmento, puntero de pila );

registros de estado y control: utilizados por la CPU para controlar sus operaciones y por el sistema operativo para sus rutinas privilegiadas para el control de ejecución de comandos.

Ejemplos

El número de registros varía significativamente entre las distintas arquitecturas según la edad de la ISA y el tipo de arquitectura: por ejemplo, las arquitecturas RISC tienden a estar equipadas con una gran cantidad de registros, mientras que las arquitecturas CISC que son más antiguas en promedio tienden a tener una pequeño número de registros, aunque los últimos procesadores a menudo tienen un gran número de registros ocultos que se utilizan para implementar la ejecución superescalar de programas.

Procesador	Registros completos	registros FPU
Intel Core dúo	8	8
Intel Core 2 dúo	dieciséis	dieciséis
pentium 4	8	8
Pentium 4 con EM64T	dieciséis	dieciséis
atlón 64	dieciséis	dieciséis
MP de Athlon	8	8
Opterón 240	dieciséis	dieciséis
Itanio 2	128	128
UltraSPARC IIIi	32	32
POTENCIA3	32	32
MOS 6502	3	0

Otros proyectos

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