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Los microprocesadores, las unidades centrales de procesamiento (CPU por sus siglas en inglés de Central Processing Unit) de cualquier dispositivo informático, realizan tareas básicas y avanzadas de procesamiento de información. Toman datos de los programas de software en la forma de bits binarios (0 y 1) y los procesan de acuerdo con los comandos proporcionados. Generan secuencias binarias de salida, que se transforman en datos entendibles para los usuarios finales. Dentro de estos microprocesadores existe un componente llamado registro de información, que almacena temporalmente los valores de los datos a los que se accede con frecuencia durante el proceso. Los registros, de importancia primordial dentro de la jerarquía de memoria de la computadora, se utilizan para almacenar sólo los valores de los datos, comandos, estados binarios y otras instrucciones que definen qué datos se procesan y cómo.

Funciones

Los registros de datos principalmente funcionan como lugares de memoria electrónica temporal de frecuente y fácil acceso a través de la CPU de una computadora. Esta accesibilidad se debe a la ubicación de los registros dentro de los microprocesadores. Como resultado de ello, la CPU puede acceder a ellos con mayor rapidez que los módulos de memoria de acceso aleatorio (RAM por sus siglas en inglés de Random Access Memory) y otros lugares de almacenamiento electrónicos como memoria de sólo lectura (ROM por sus siglas en inglés de Read Only Memory) y memoria flash. Un microprocesador normal contiene múltiples matrices de estos registros y cada uno está fabricado para mantener sólo una pequeña cantidad de datos binarios. Un registro en funcionamiento tiene una capacidad de memoria de 8, 16, 32 o 64 bits; estos valores dependen de la arquitectura del microprocesador.

Operaciones

Los registros en un microprocesador funcionan como datos en tiempo real que llevan unidades de memoria electrónica. Esto significa que cuando un usuario da una orden a una aplicación de software (a través de un clic del ratón o pulsando una tecla), se traduce en una declaración binaria y se envía al microprocesador. Estas declaraciones son recibidas por registros del microprocesador, que los mantienen durante unos nanosegundos si el procesador ya está ocupado, y luego las envía a petición del procesador. Estos registros también tienen los bits procesados ​​en tiempo real de datos cuando se transmitieron los bits de datos previamente procesados​​, así como también mantienen las ubicaciones y los comandos asociados con los valores de entrada o los datos procesados​​.

Categorías

Hay ocho categorías principales de los registros de datos integradas en las CPU. Estos incluyen contadores de programa (PC), para almacenar los bits de dirección de instrucción de datos actualmente procesado; registros de instrucción (IR), para el almacenamiento de instrucciones binarias mientras están siendo procesados ​​o decodificados; acumuladores (CA), para el almacenamiento de resultados de cálculos matemáticos por la unidad lógica aritmética de la CPU; dirección de registros de memoria (MAR), para el almacenamiento de ubicaciones de dirección de los bits de datos dentro de la memoria principal de una computadora; búfer de registros de memoria (MBR), para almacenar y retener temporalmente los bits de datos entrantes antes de reenviarlos al microprocesador, estado o bandera de registros (FR), para mantener y actualizar los estados de funcionamiento de los microprocesadores; registros condicionales (CR), para mantener los valores condicionales o lógicos de los datos procesados ​​y registros de propósito general (GPR), para almacenar temporalmente los bits de datos generales o instrucciones.

Importancia

Los registros no sólo comparten la carga del procesador, sino que también le proporcionan instrucciones acerca de cómo se deben procesar los datos. Además, estos registros proporcionan una importante ayuda a los microprocesadores en la tarea de determinar dónde enviar los datos tras el procesamiento, y en qué disposición almacenarlo en la memoria principal o dentro de un dispositivo de almacenamiento. También, el número de registros integrados y operando dentro de un microprocesador ayuda a definir su eficiencia operativa y capacidades de procesamiento de datos.

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¿Qué son los registros en un microprocesador? | Techlandia

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Los microprocesadores, las unidades centrales de procesamiento (CPU por sus siglas en inglés de Central Processing Unit) de cualquier dispositivo informático, realizan tareas básicas y avanzadas de procesamiento de información. Toman datos de los programas de software en la forma de bits binarios ...

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Universitat Politècnica de València - UPV

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El ordenador  y sus componentes. La CPU | 8/48 | UPV

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La unidad de control es la parte de la Es la unidad que extrae y analiza las CPU que realmente hace que las cosas ocurran. La unidad de control emite señales de control (ordenes) externas a la CPU para producir el intercambio de instrucciones de la memoria central.

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Universitat Politècnica de València - UPV

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A la hora de leer la hoja de especificaciones de un ordenador o un móvil, siempre te encuentras con dos datos: la Memoria RAM y la Memoria ROM, pero ¿ en qué se diferencian? ¿Son lo mismo? ¿Cuál es más importante? Vamos a intentar aclarar todas las dudas que surgen sobre estos dos componentes, piezas capitales en el funcionamiento de cualquier dispositivo: móviles, tablets, PCs...

Para empezar, debemos afirmar que pese a ser memorias, la RAM y la ROM no son lo mismo. De hecho funcionan de forma bastante distinta, aunque cada una de ella juega un papel importante en la escritura y lectura de datos. Comencemos por el principio: sus nombres.

Memoria RAM significa Random Access Memories o Memoria de Acceso Aleatorio.

Memoria ROM significa Read Only Memory, o Memoria de Sólo Lectura.

Sus nombres ya dicen mucho de las diferencias de funcionamiento, aunque no aclaran el fondo de la cuestión: ¿para qué sirven? Vamos allá.

¿Qué cantidad de memoria RAM necesitas para tu PC? Te explicamos cómo calcularlo

Qué es y para qué sirve la memoria RAM

La memoria RAM es una memoria de acceso rápido, volátil. En ella se almacenan los datos necesarios para que los procesos ejecutados por el procesador funcionen correctamente. A más procesos abiertos, más memoria RAM estará ocupada tratando de tenerlos 100% listos en todo momento.

Este es el motivo por el que cuando abres muchos programas o aplicaciones, tu ordenador o móvil van más lentos: no hay espacio para más procesos en la memoria RAM.

Como las aplicaciones cada vez son más completas y ocupan más RAM, los dispositivos van incorporando más y más memoria. Hasta hace poco era impensable ver PC con 32 GB de RAM o móviles con 8 GB, pero ya no.

Es de acceso aleatorio porque no hay que leer los datos que almacena siguiendo un orden. El procesador puede recuperar información de distintos sectores de la memoria independientemente de cuáles sean.

Qué es y para qué sirve la memoria ROM

La memoria ROM es otro cantar, y todos los ordenadores y móviles la tienen. En el caso de los smartphone ha saltado a la fama porque entre sus características técnicas suele especificarse qué cantidad de ROM incorpora.

Esta memoria de sólo lectura no se escribe y reescribe constantemente como la RAM. Su fin es almacenar datos sensibles, clave para el funcionamiento del sistema. Es donde se instala Windows, Android o el sistema operativo que corresponda.

Qué tipo de tarjetas microSD existen y cuál elegir para tu móvil

Si no sabes lo que estás haciendo, siempre es mejor que evites modificar archivos en la ROM. Esperamos que con estas dos explicaciones te haya quedado un poco más claro qué diferencia hay entre la RAM y la ROM, y recuerda: en el caso de los móviles, no siempre debes elegir un teléfono solamente porque tenga más RAM que otro, ya que la capa de personalización que el fabricante haya instalado por encima también juega un papel fundamental en el rendimiento del dispositivo.
[Imágenes: Thinkstock]

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¿Cuál es la diferencia entre memoria RAM y ROM?

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A la hora de leer la hoja de especificaciones de un ordenador o un móvil, siempre te encuentras con dos datos: la Memoria RAM y la Memoria ROM, pero ¿ en qué se diferencian? ¿Son lo mismo? ¿Cuál es más importante?

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Unidad Aritmético Lógica : La Unidad aritmético-lógica (ALU por sus siglas en inglés: Arithmetic Logic Unit) es un contador digital capaz de realizar las operaciones aritméticas y lógicas entre los datos de un circuito; suma, resta, multiplica y divide, así como establece comparaciones lógicas a través de los condicionales lógicos "si", "no", y, "o". Desde los circuitos más simples, como relojes y calculadoras, hasta complejos circuitos, como los microchips actuales, todos incluyen al menos una Unidad aritmético-lógica, que varía su poder y complejidad según su finalidad.

Las computadoras más modernas, que incluyen procesadores de múltiples núcleos, incorporan a su vez múltiples dispositivos ALU, con una diagramación compleja y potente. Pero yendo a los orígenes, fue el matemático húngaro-estadounidense John von Neumann quien, en el año 1945, a través de un informe fundacional sobre el desarrollo del Computador Automático Variable Discreto Electrónico (EDVAC, por sus siglas en inglés), propuso la idea de la ALU, explicando que es un requisito indispensable para cualquier computadora el poder efectuar operaciones matemáticas básicas. En la actualidad, las operaciones que realiza una ALU entre los distintos datos, que deben ser iguales a los que emplea el circuito digital, es la representación del número binario de complemento a dos. Sin embargo no siempre fue así: en sus comienzos, las distintas computadoras utilizaron una amplia gama de sistemas numéricos, como el Complemento a uno, o el sistema decimal, adecuando el diseño de las ALU a cada sistema. A través del tiempo, el Complemento a dos resultó ser el preferido por la industria, al ser el de mayor simplicidad para la diagramación del circuito de la ALU. Lo que definimos como CPU (Central Process Unit) o Unidad Central de Proceso, está estructurado por tres unidades operativamente diferentes:

1. La ALU o unidad aritmético lógica.

2. La UC o unidad de control.

3. Los registros internos

Operaciones en la ALU

Con respecto a cualquier microprocesador, las instrucciones involucran operaciones sobre un operando, o entre dos de ellos, estando uno de los mismos almacenado en el registro acumulador que es el registro de trabajo de cualquier ALU, por lo que en algunos casos suele denominarse registro W. El tipo de operaciones que puede realizar una ALU, pueden resumirse así:

1. Suma aritmética

2. Resta aritmética (complemento a 2)

3. operaciones lógicas

producto y suma lógica Comparación Complementación enmascaramiento

4. Desplazamiento o rotación

5. No operar (transferencia)

Algunas instrucciones están referidas al contenido del registro acumulador en su totalidad, y otras respecto a algunos bits del mismo, correspondiente a una palabra de datos que se desea modificar.

Tipos de ALU

- Coma fija

- Coma flotante

- Operadores: aritméticos, lógicos y de desplazamiento

- Registros para almacenar datos temporales

- Registro de estado: conjunto de flags que indican situaciones ocurridas al operar

- Registro contador de programa

- Registro de direcciones de interrupción

Clasificación de los operadores

Ámbito de aplicación: General Especializado

Realización: Combinaciona Secuencial

Número de operandos: Monádico Diádico

Paralelismo: Serie o de dígito Paralelo o de vector

Operación: De desplazamiento Lógico Aritmético

Tecnología empleada: MOS Bipolar

Desplazamientos lógicos

- Independientemente del sistema de representación de los operandos se introducen ceros por la derecha o por la izquierda según se trate de un desplazamiento a la izquierda o a la derecha, respectivamente.

- El bit o los bits que salen suelen copiarse en el indicador de acarreo (el último que ha salido es el que queda).

Desplazamientos lógicos a la izquierda Desplazamientos lógicos a la derecha

Las operaciones lógicas realizan la operación sobre cada uno de los bits del operando o de los operandos

Desplazamientos aritméticos

- Equivalen a multiplicaciones y divisiones por dos, según sean hacia la izquierda o a la derecha, respectivamente.

- El sistema de representación de los operandos debe tenerse en cuenta si los operandos tienen signo.

- El bit o los bits que salen suelen copiarse en el indicador de acarreo (el último que ha salido es el que queda).

Desplazamientos circulares

-  Los bits que salen por un extremo entran por el otro.

-  El bit o los bits que salen suelen copiarse en el indicador de acarreo (el último que ha salido es el que queda)

Desplazamientos circulares a través del flag de acarreo

-  Los bits que salen por un extremo entran por el otro.

-  El bit o los bits que salen suelen copiarse en el indicador de acarreo.

Microelectronics, Jacob Millman, 1979

Electrónica Digital. Julio Díaz Calvo. Editorial Pueblo y Educación, 1989

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Unidad Aritmético Lógica : La Unidad aritmético-lógica (ALU por sus siglas en inglés: Arithmetic Logic Unit) es un contador digital capaz de realizar las operaciones aritméticas y lógicas entre los datos de un circuito; suma, resta, multiplica y divide, así como establece comparaciones lógicas a través de los condicionales lógicos "si", "no", y, "o".

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Es un trabajo para el taller de educomunicación, que tiene como objetivo enseñar lo que son los buses de datos, direcciones y control

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Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.

¿Qué es un bus en informática?

El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Esta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora autopista de datos. Si solo dos componentes de hardware se comunican a través de la línea, se habla de puerto hardware ( puerto serial o puerto paralelo).

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¿Cuáles son las características de un bus informático?

Un bus se caracteriza por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea. Un cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente.

Por otra parte, la velocidad del bus se define a través de su frecuencia (que se expresa en hercios o hertz), es decir el número de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por segundo. Cada vez que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo. De esta manera, es posible hallar la velocidad de transferencia máxima del bus (la cantidad de datos que puede transportar por unidad de tiempo) al multiplicar su ancho por la frecuencia. Por lo tanto, un bus con un ancho de 16 bits y una frecuencia de 133 MHz tiene una velocidad de transferencia igual a:

16*133*10⁶ = 2128*10⁶ bit/s, o 2128*10⁶/8 = 266*10⁶ bytes/s o 266*10⁶/1000 = 266*10³ KB/s o 259*7*10³/1000 = 266 MB/s

¿Cuáles son los subconjuntos de un bus?

Por lo general, cada bus está constituido de 50 a 100 líneas físicas distintas que se dividen a su vez en tres subconjuntos: el bus de direcciones (también conocido como bus de memoria), que transporta las direcciones de memoria a las que el procesador desea acceder, para leer o escribir datos. Se trata de un bus unidireccional; el bus de datos, que transfiere tanto las instrucciones que provienen del procesador como las que se dirigen hacia él. Se trata de un bus bidireccional; el bus de control (en ocasiones denominado bus de comando), que transporta las órdenes y las señales de sincronización que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware. Se trata de un bus bidireccional en la medida en que también transmite señales de respuesta del hardware.

¿Cuáles son los principales tipos de bus?

Por lo general, dentro de un equipo se distinguen dos tipos de bus: el bus interno o bus del sistema (también conocido como bus frontal o FSB) y el bus de expansión (llamado algunas veces bus de entrada/salida). El primero permite al procesador comunicarse con la memoria central del sistema (la memoria RAM), mientras que el segundo permite a diversos componentes de la placa madre (USB, puerto serial o paralelo, tarjetas insertadas en conectores PCI, discos duros, unidades de CD-ROM y CD-RW, etc.) comunicarse entre sí, pero sobre todo permite agregar nuevos dispositivos por medio de las ranuras de expansión que están a su vez conectadas al bus de entrada/salida.

¿Qué es el 'chipset'?

El chipset (o conjunto de chips) es el componente que envía datos entre los distintos buses del equipo para que todos los componentes que forman el equipo puedan a su vez comunicarse entre sí. Originalmente, el chipset estaba compuesto por un gran número de chips electrónicos (de allí su nombre). Por lo general, presenta dos componentes:

El Puente Norte (también conocido como controlador de memoria, que se encarga de controlar las transferencias entre el procesador y la memoria RAM. Se encuentra ubicado físicamente cerca del procesador. También se le conoce como GMCH (Concentrador de controladores gráficos y de memoria).

El Puente Sur (también denominado controlador de entrada/salida o controlador de expansión) administra las comunicaciones entre los distintos dispositivos periféricos de entrada-salida. También se le conoce como ICH (Concentrador controlador de E/S). Por lo general, se utiliza el término puente para designar un componente de interconexión entre dos buses.

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Es interesante tener en cuenta que para que dos buses se comuniquen entre sí, deben poseer el mismo ancho. Esto explica por qué los módulos de memoria RAM a veces deben instalarse en pares (por ejemplo, los primeros chips Pentium, que tenían buses de procesador de 64 bits, necesitaban dos módulos de memoria con un ancho de 32 bits cada uno).

A continuación encontrarás una tabla con las especificaciones relativas a los buses más comunes:

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Bus en informática: definición, características, tipos...

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Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.