Introducción de la organización de la CPU basada en el registro general

Cuando estamos utilizando múltiples registros de propósito general, en lugar de un solo registro acumulador, en la Organización de la CPU, este tipo de organización se conoce como Organización de la CPU basada en registros generales. En este tipo de organización, la computadora usa dos o tres campos de dirección en su formato de instrucción. Cada campo de dirección puede especificar un registro general o una palabra de memoria. Si hay muchos registros de CPU disponibles para variables muy utilizadas y resultados intermedios, podemos evitar las referencias a la memoria la mayor parte del tiempo, lo que aumenta enormemente la velocidad de ejecución del programa y reduce el tamaño del programa. 

Por ejemplo: 

MULT R1, R2, R3 

Esta es una instrucción de una multiplicación aritmética escrita en lenguaje ensamblador. Utiliza tres campos de dirección R1, R2 y R3. El significado de esta instrucción es:

R1 <-- R2 * R3 

Esta instrucción también se puede escribir usando solo dos campos de dirección como: 

MULT R1, R2 

En esta instrucción, el registro de destino es el mismo que uno de los registros de origen. Esto significa que la operación 

R1 <-- R1 * R2 

El uso de un gran número de registros da como resultado un programa corto con instrucciones limitadas. 

Algunos ejemplos de organizaciones de CPU basadas en registros generales son IBM 360 y PDP-11 . 

Las ventajas de la organización de CPU basada en registros generales: 

• La eficiencia de la CPU aumenta a medida que se utiliza una gran cantidad de registros en esta organización.
• Se utiliza menos espacio de memoria para almacenar el programa ya que las instrucciones están escritas de forma compacta.

Las desventajas de la organización de CPU basada en registro general: 

• Se debe tener cuidado para evitar el uso innecesario de registros. Por lo tanto, los compiladores deben ser más inteligentes en este aspecto.
• Dado que se utiliza una gran cantidad de registros, se requiere un costo adicional en esta organización.

Organización de la CPU de registro general de dos tipos:

1. Arquitectura de referencia de registro-memoria (CPU con menos registro) : 
   en esta organización, la fuente 1 siempre se requiere en el registro, la fuente 2 puede estar presente en el registro o en la memoria. Aquí dos formatos de instrucción de dirección son formatos de instrucción compatibles.
2. Arquitectura de referencia registro-registro (CPU con más registro) : 
   en esta organización, las operaciones de ALU se realizan solo en datos registrados. Entonces se requieren operandos en el registro. Después de la manipulación, el resultado también se coloca en un registro. Aquí tres formatos de instrucción de dirección son el formato de instrucción compatible.