microprocesador
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Soporte Técnico.
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Concepto de microprocesador.
Es el encargado de hacer todas las
instrucciones que se denominan atraves de
los comandos o atraves de los programas,
se envían al procesador y el procesador se
encarga de procesar.
El microprocesador es el cerebro del
ordenador, es un chip formado
internamente por millones de transistores,
al microprocesador se le llama también
CPU (Unidad central de proceso).
Las partes que componen internamente un procesador son:
UC (Unidad de control
ALU (Unidad aritmético lógica)
Unidad de coma flotante
Decodificador de instrucciones
Cache de nivel 1 (L1) y de nivel 2 (L2)
Buses (Direcciones y Datos (FSB o Bus frontal) y Control)
Si hablamos del microprocesador estamos hablando netamente como se
procesa la información dentro del computador. By: Elar Hancco.
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Partes del microprocesador.
Unidad de control de bus (UC)
La unidad de control se encarga de tomar las decisiones oportunas en cada
momento.
Controla la informacion dentro del procesador, y atraves del bus de control
lleva la información hacia el nucleo.
Es un circuito especializado que controla la ejecución de las instrucciones
siguiendo el orden establecido en el programa almacenado en memoria y
actualmente en ejecución. Tras decodificar la instrucción máquina, realiza el
secuenciamiento de las acciones necesarias para la ejecución de cada
instrucción. Su gestión consiste en generar las señales correspondientes
para cada unidad, organizar las transferencias de información entre los
distintos componentes internos del ordenador (memoria, registro,
controladores, ALU) y los periféricos. Todas estas acciones las realiza de
forma sincronizada en base al reloj del procesador.
La figura 3.2 describe el esquema de la UC, cuyos componentes son:
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PC (registro contador de programa): Contiene la dirección de
memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.
RI (registro de instrucción): Contiene el código de la instrucción
que se está ejecutando.
Decodificador: Son circuitos especializados en determinar lo que
se debe hacer en función del código de la instrucción a ejecutar y
de las señales de estado de los dispositivos.
Reloj: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos o ciclos a
intervalos constantes, que marcan los instantes en que han de
comenzar los pasos de que consta cada instrucción.
Secuenciador: En este dispositivo se generan ordenes muy
elementales (micro-ordenes) que sincronizadas por el reloj hacen
que se vaya ejecutando paso a paso la instrucción que está
cargada en el registro de instrucción.
Figura 3.2: Esquema de la unidad de control
Unidad decodificadora.
Se encarga de convertir las instrucciones del usuario o programas, a código
binario generando así los ceros y unos.
Interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa.
Comprende la función de compiladores e intérpretes. Es la que se encarga
de hacer los procesos básicos, las instrucciones que están conectadas
dentro del procesador.
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El microprocesador lee las instrucciones de los programas que hay
cargados en la memoria y las va procesando una a una a alta velocidad,
convirtiéndolas a código binario por la unidad decodificadora para ser
ejecutadas.
Unidad aritmética lógica (ALU)
La unidad aritmética lógica es la que se encarga de hacer todos los
procesos, contiene los circuitos electrónicos que realizar las operaciones
aritméticas (como sumas, restas, multiplicaciones, etc.), Lógicas (NO (Not),
Y (And), O (Or), etc.), operaciones de desplazamiento, y cualquier otro tipo
de operación incluida dentro del repertorio de instrucciones de la máquina.
Tiene un problema grave no puede trabajar con los descimales, se demora
mucho par apoder resolver los problemas descimales, es poreso que tiene
un ayudante llamado Unidad de coma flotante (FPU).
Opera para producir resultados o datos de salida a partir de datos de
entrada en base a las órdenes remitidas por la UC, siendo auxiliada por
registros o almacenes temporales para guardar transitoriamente datos y
resultados parciales. La figura 3.3 presenta el esquema de ALU, la cual está
compuesta por:
Figura 3.3 Esquema Unidad aritmética lógico.
Circuito operacional (COP): Contiene los circuitos necesarios para la
realización de las operaciones con los datos procedentes del Registro de
Entrada. También acepta como entrada, órdenes para seleccionar el tipo
de operación que debe realizar.
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Registro de Entrada (RE): Contiene los datos u operandos que
intervienen en una instrucción antes de que se realice la operación por
parte del COP. También se emplea como almacenamiento de resultados
intermedios o finales de las operaciones.
Registro de Estado (RS): Contiene un conjunto de biestables
(indicadores) en los que se deja constancia de condiciones que se
dieron en la última operación realizada y que habrán de ser tenidas en
cuenta en operaciones posteriores (indicadores de signo, de cero, de
desbordamiento) Al RS también se le conoce con el nombre de palabra
de estado.
Registro Acumulador (RA): Almacena los resultados de las
operaciones realizadas por el COP. Está conectado con los RE para
realimentación en el caso de operaciones encadenadas. También tiene
una conexión directa con el bus de datos para envío de resultados a la
memoria principal o a la UC.
Unidad de coma flotante (FPU) – (Floating Point Unit en inglés).
Se encarga de resolver todas las tareas descimales y después se lo envía a
la ALU.
Diseñado específicamente para operaciones matemáticas de coma flotante.
Las operaciones típicas que realiza son la adición, sustracción,
multiplicación, división, raíz cuadrada y desplazamiento de bits.
Algunos sistemas antiguos (en especial los basados en microarquitectura)
pueden realizar también varias funciones trascendentales como cálculos
exponenciales y trigonométricos; en procesadores modernos.
Cache de nivel 1 (momoría).
Esta incorporado en el núcleo del procesador. Guarda direcciones de
memoria para poder encontrar.
Guardando las instrucciones repetetivas que normalmente el S.O. lo utiliza.
Ejemplo las instrucciones de KEY la hora de presionar el teclado se ejecuta
de inmediato funciona esta función. (Guarda direcciones).
Key words: software, technology, education, simulates, microprocessor.
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Suele ser de 8, 16, 20, 32, 64 o 128 Kbytes, que funciona a la misma
frecuencia de reloj que el resto de la CPU. Por tanto se podría afirmar que la
memoria caché L1 forma parte del procesador. Este tipo de memoria se
utiliza desde el procesador
La memoria L1 suele dividirse en dos secciones, una para datos y la otra
para las instrucciones. Si la memoria caché es común para datos e
instrucciones, se llama memoria caché unificada.
Cache de nivel 2 (momoría).
Antiguamente se encontraba fuera del procesador y se le colocaba en la
placa.
En los procesadore modernos la memorias L2 - cache de nivel 2 estan
dentro del procesador. Están integrados ¿Por qué? Por que aprovechan la
velocidad, es por ello funciona mucho mejor.
El procesador trabaja a una velicidad 2.4, 2.8 ó 3 Ghz es la velocidad del
nucleo del procesador, pero la placa, una placa muy rápida trabaja 1GB,
osea el procesador trabaja 3 veces mas rápido que la placa.
Cuando un procesador tenga más cantidad de memoria serán más rápidos.
La función de la memoria caché nivel 2 (L2) es leer constantemente
cantidades de datos ligeramente mayores de la memoria RAM para que
esté disponibles para la memoria caché L1.
La L2 no es tan rápida como la L1, pero sigue siendo mucho más rápida
que la memoria RAM normal.
El bus (o canal) es un medio para transportar, sistema digital que transfiere
datos entre los componentes de un ordenador o entre ordenadores.
Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como
resistores y condensadores además de circuitos integrados.
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Bus de datos
El bus de datos son las líneas de comunicación por donde circulan los
datos externos e internos del microprocesador.
Medio por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde la CPU
manda datos al exterior.
Un BUS de datos es un dispositivo mediante el cual al interior de una
computadora se transportan datos e información relevante.
Para la informática, el bus es una serie de cables que funcionan cargando
datos en la memoria para transportarlos a la CPU (procesador).
Bus de direcciones
El bus de direcciones línea de comunicación por donde viaja la información
específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o
dispositivo al que se hace referencia.
Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar el valor de la dirección de
memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder.9
9 http://www.canalaudiovisual.com/ezine/books/acjirinformatica/3info08.HTM (Bus-canal)
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Más detalles sobre partes del microprocesador.