Cómo funcionan los registros en un CPU

Escrito por j.t. barett | Traducido por maría marcela mennucci
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Cómo funcionan los registros en un CPU
Los microprocesadores usan registros para añadir números. (Goodshoot/Goodshoot/Getty Images)

El CPU (Central Processing Unit - Unidad de procesamiento central), una parte importante de todas las computadoras, es un dispositivo complejo y sofisticado. Sus varias partes realizan comparaciones lógicas, aritmética y otras operaciones con datos. Un CPU tiene un conjunto de unidades almacenamiento de datos conocidas como registros; estos permiten que el CPU ejecute sus varias tareas a velocidades muy altas. Dependiendo del registro, puede tener datos o puntos de ubicaciones de memoria que tienen datos.

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CPU

En el CPU tienen lugar la mayor cantidad de trabajo real de una computadora. El CPU tiene muchas sub-partes, incluyendo una unidad aritmética y lógica (ALU), una unidad de control (CU) y registros. La ALU realiza aritmética básica y compara dos valores para determinar si son iguales o si uno es más grande. La CU administra el movimiento de datos e instrucciones en el CPU. Los registros vienen de tres tipos: datos, direcciones e índice, que tiene lugar en casi todos los aspectos de la operación del CPU. El tamaño de un registro depende del CPU; los más simples tienen registros que aceptan 8 o 16 bits de datos y los más complejos tienen registros de 32, 48 o 64 bits.

Registros de datos

Un CPU puede funcionar con datos en uno de tres modos: entre dos registros, entre registros y una ubicación de Memoria de acceso al azar (RAM - Random-Access Memory) y entre dos ubicaciones RAM. Como el CPU está conectado directamente a los registros, las operaciones que implican dos registros son las más rápidas; las que se dan entre ubicaciones RAM son las más lentas. Es decir, junta dos registros, añade un registro a una ubicación RAM, o añade dos ubicaciones RAM. El CPU debe primero cargar datos desde la RAM a los registros antes de poder usarlos; esto lleva tiempo, pero una vez hecho, las operaciones subsecuentes del registro se ejecutan rápidamente. Los CPU simples tienen dos registros de datos; los más avanzados tienen muchos.

Registros de direcciones

Para que un CPU pueda almacenar y recuperar datos en RAM, debe tener la dirección de la memoria de la información. Esas operaciones que implican RAM usan registros de dirección de memoria. EL CPU no realiza aritmética en estos registros; en cambio, los usa para ubicar datos que necesita. Por ejemplo, un programa almacena el comienzo de tu primer nombre en una ubicación 100.000 de memoria RAM. El CPU procesa tu primer nombre moviendo el número 100.000 a un registro de dirección, luego mueve cada letra a un registro de datos hasta que alcanza el final del nombre.

Registro de índice

Un CPU no puede hacer matemáticas en registros de datos, aunque puede hacerlo indirectamente con un registro de índice. Éste trabaja con los registros de datos, permitiendo a un programa procesar hilos de información eficazmente. Para procesar tu primer nombre, por ejemplo, un programa mueve 100.000 a un registro de dirección y cero a un registro de índice. Una operación en los índices añade el valor del índice al registro de datos, recuperando la letra de la ubicación 100.000. Luego, el programa aumenta el índice en uno, y obtiene la siguiente letra. Repite este proceso hasta que ha movido todo el nombre. En sí mismo, el registro de índice hace muy poco; su valor es que le da mayor velocidad y conveniencia a los registros de direcciones.

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