¿Qué es el registro acumulador?

Es el registro auxiliar de la UCP que conserva el otro operando en una instrucción de una dirección y que suele almacenar el resultado de la operación.

¿Por qué una instrucción de 2 direcciones necesita una instrucción de transferencia?

Porque el resultado se guarda en la dirección de un operando, y si ese operando debe conservarse, hay que salvarlo previamente en otra posición de memoria mediante una transferencia.

¿Para qué sirve el Registro de Direcciones de Memoria?

Contiene la dirección de la locación de memoria a la que se quiere acceder.

Formatos de instrucción y registros de la UCP en arquitectura de computadoras

Resumen

El texto explica cómo se estructuran las instrucciones de máquina según el número de direcciones (3, 2 y 1 dirección) y el papel del contador de programa, el registro auxiliar y el registro acumulador. También describe los registros clave de la Unidad Central de Procesamiento: el Registro de Instrucciones, el Registro de Direcciones de Memoria y el Registro Buffer de Memoria. El estudiante comprenderá cómo se relacionan estos elementos durante la ejecución de una instrucción.

Puntos clave

El contador de programa se incrementa en 1 después de obtener la instrucción corriente y antes de ejecutarla, apuntando a la siguiente.
La instrucción de 3 direcciones incluye código de operación, dos direcciones de operandos y una dirección de resultado.
La instrucción de 2 direcciones almacena el resultado en la dirección de uno de los operandos, lo que exige una instrucción de transferencia y un registro auxiliar en la UCP.
La instrucción de 1 dirección usa el registro acumulador, que guarda un operando y suele almacenar el resultado.
Con 8 registros de propósito general bastan 3 bits para direccionarlos, menos que los necesarios para una palabra de memoria.
El Registro de Instrucciones (IR) contiene la instrucción en ejecución y alimenta a los circuitos de control.
El Registro de Direcciones de Memoria (RDM) guarda la dirección de la posición de memoria a la que se accede.
El Registro Buffer de Memoria (RBM) es la puerta de entrada y salida de la memoria.

Ponte a prueba

Arquitectura de Computadoras: Formatos de Instrucción y Registros

Luego de “rescatar” la instrucción corriente, y al incrementarse en 1, el contador de programa queda apuntando a la próxima instrucción a ejecutarse. Es importante recordar que esta operación se realiza después de haber obtenido la instrucción corriente y antes de proceder a ejecutarla.

El Contador de Programa y Formatos de Instrucción

El contador de programa posibilita la implementación de una instrucción de 3 direcciones:

0 n
cód. operación dir. operando 1 dir. operando 2 dir. resultado

Registro Auxiliar y la Instrucción de 2 Direcciones

Si se conviene en almacenar el resultado en la dirección de uno de los operandos, se logra la instrucción de 2 direcciones:

0 n
cód. operación dir. operando 1 dir. operando 2

Hace falta entonces prever una instrucción de transferencia de información de una posición de memoria a otra para el caso en que sea necesario salvar o conservar el operando en cuya dirección debe alojarse el resultado. Además, esto implica la presencia de un Registro Auxiliar en la Unidad Central de Procesamiento (UCP) para conservar momentáneamente las informaciones procedentes de la memoria.

La Instrucción de una Dirección y el Registro Acumulador

Se puede reducir aún más el número de bits de una instrucción empleando un solo campo de direcciones, con lo que se logra la instrucción de una dirección:

0 n
cód. operación dir. operando

Dado que la instrucción de una dirección solo selecciona un operando en memoria, hace necesario el empleo en la UCP del registro auxiliar anteriormente mencionado para conservar el otro operando. Este mismo registro suele emplearse además para almacenar el resultado de la operación, tomando por esta causa el nombre de Registro Acumulador.

Muchas computadoras tienen una cierta cantidad de registros de propósito general, cualquiera de los cuales puede ser usado indistintamente como acumuladores. Si, por ejemplo, hubiera 8 registros de este tipo, se necesitarían solo 3 bits para direccionarlos, lo que es considerablemente menor que la cantidad de bits necesarios para direccionar una palabra de memoria. De esta forma, las instrucciones podrían estar conformadas con una dirección de operando de memoria y otra de registro.

Otros Registros Clave en la UCP

Además de los registros que se han visto, podemos nombrar aparte:

El Registro de Instrucciones (IR): Contiene la instrucción que está siendo ejecutada, cuya salida está disponible para los circuitos de control, los que a su vez generan el secuenciamiento de señales necesario para controlar los procesos intervinientes en la ejecución de dicha instrucción.
El Registro de Direcciones de Memoria (RDM): Es usado para contener la dirección de la locación de memoria a la que se quiere acceder.
El Registro Buffer de Memoria o Registro Auxiliar de Memoria (RBM): Es la puerta de entrada/salida de la memoria; en él se deposita la palabra de memoria leída o se toma la palabra a ser escrita en la memoria.

Diseño de una Máquina Mínima

Un diseño de una máquina mínima sería:

Figura 8-9.

Definición de los componentes.