Arquitectura de Computadores: Registros, Buses, Memoria Principal y Modos de Direccionamiento

Componentes Fundamentales de la Arquitectura del Computador

Registros de la CPU

Registro Acumulador

El Registro Acumulador almacena los resultados de las operaciones ejecutadas. Está conectado con los registros de entrada para la realimentación en el caso de operaciones encadenadas. También tiene una conexión con el bus de datos para el envío de resultados a la Memoria Central o a la Unidad de Control.

Contador de Programa (CP)

Almacena la dirección de memoria de la instrucción a leer (para ejecutar).

Registro de Instrucción (RI)

Contiene la última instrucción que se ha leído (está ejecutándose).

El Sistema de Buses

Se entiende por bus el canal o conjunto de conexiones que de forma paralela une dos o más dispositivos del ordenador.

• Bus de datos: Se utiliza para la transmisión de los datos.
• Bus de direcciones: Se utiliza para enviar la dirección de memoria a la que se quiere acceder.
• Bus de control: Envía señales de control, unas para controlar el acceso de los distintos dispositivos a los buses, y otras son microórdenes.

Memoria Principal

La memoria principal es el elemento encargado de almacenar información de forma que esta pueda ser accedida. En general, almacena programas y datos.

Registros Asociados a la Memoria Principal

RDM

Contiene la dirección de memoria de la celda en la que queremos realizar la operación de lectura o de escritura.

RIM

Conserva el contenido de la celda que se ha leído o sobre la que se ha escrito.

Modos de Direccionamiento

Estos son los modos utilizados para la codificación de operandos en el lenguaje máquina.

• Inmediato: El valor del operando es el que consta en la propia instrucción.
• Directo: El campo de operando indica la dirección en la que se encuentra el dato.
• Indirecto: La dirección que se indica en la instrucción no es la del dato, sino que tiene como valor otra dirección que es donde se encuentra el dato.
• Relativo: Aquí, la dirección efectiva se calcula sumando un valor llamado índice a la dirección indicada en la instrucción (dirección base). El valor índice (desplazamiento) se encuentra, generalmente, en algún registro de la CPU.

Modos de Acceso a Memoria

• Secuencial: El tiempo de acceso a una posición de memoria depende del lugar, posición física o dirección de la información dentro de la memoria.
• Directo: El tiempo de acceso a cualquier posición de memoria es el mismo.

Memoria Caché

La Memoria Caché es una memoria rápida y pequeña, situada entre la memoria principal y el procesador. Contiene información que se utiliza con frecuencia en un proceso con el fin de evitar accesos a otras memorias.