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7/18/2019 Microrocesador Unidad Uno
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UNIDAD UNO
Introducción.
Hay una gran variedad de sistemasdiferentes susceptibles de recibir elnombre de computadoras: desde.
- Los microcontroladores ue pueden
gobernar los sem!foros en uncrucero.- Los enormes supercomputadoras
encargadas de reali"ar c!lculos ensimulaci#n aeron!uticas.
- Los sistemas detelecomunicaciones.
- $istemas de control.- %!lculos num&ricos.- Los sistemas o'm!ticos.
(sta variedad se mani'esta tanto en laaplicaci#n 'nal) como en el tama*o) en elcosto y en las prestaciones de estas
m!uinas en principio tal diferentes. A pesarde esta gran variedad de m!uinas llamadascomputadoras.
Cuando se describe un computador)frecuentemente se distingue entreAruitectura y organi"aci#n aunue esdif+cil dar una de'nici#n precisa para
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estos t&rminos. La aruitectura decomputadora se re'ere a auellosatributos ue tiene un impacto directo
en la e,ecuci#n l#gico de un programaentre los atributos se encuentra.
• (l con,unto de instrucciones• (l nmero de bit usado para representar
varios tipos de datos.• ecanismo de entrada-salida.• /&cnicas para direccionamiento de
memoria.
1,-1 El microprocesador (CPU)
Funcionamiento de una
computadora.
/anto la escritura como elfuncionamiento de un computador sonen esencia sencillos. 0uede llevar acabo en t&rminos generales y solamente1ay cuatro pasos elementales 2ig. uno
• 0rocesamiento de datos.• Almacenamiento de datos.• /ransferencia de datos.• %ontrol
UNA 3I$I4N 2UN%IONAL D( UN
%O0U/ADO5
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$istema de /ransferencia de Datos
ecanismo de control
5ecursos de procesamiento de datos
(ntorno operativo2uente6 destino de los datos
5ecursos de almacenamiento de datos
(l procesador tiene ue ser capa" deprocesar datos. Los datos puedenadaptar una gran variedad de formas)
alfabeticos)num&ricos)alfanum&ricoscaracteres especiales.
Una Visión funcional de un
computador. FIG. 1
/ambi&n es esencial ue un computador
almacene datos incluso si elcomputadorest& procesando datos al
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vuelo 7es decir) los datos se introducen)se procesan y los resultados seobtienen inmediatamente8 el
computador tiene ue guardartemporalmente al menos auellosdatos. As+ 1ay al menos una funci#n dealmacenamiento de datos a corto pla"o.%on igual importancia al %omputadorlleva a cabo una funci#n de
almacenamiento de datos a largo pla"oel computador almacena arc1ivos dedatos ue se recuperan y se actuali"anen un futuro.
(l computador tiene ue ser capa" detransferir datos entre el mismo y el
mundo e9terior. (l entorno de operaci#ndel computador se compone dedispositivos ue sirven bien comofuente o bien como destino de datos.
%uando se reciben o se llevan datos aun dispositivo ue est! directamenteconectado con el computador el procesose llama o se conoce comoentradasalida o ($ y entre dispositivorecibe el nombre de perif&rico) elproceso de transferencia de datos alarga distancia dentro o 1acia un
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dispositivo remoto) recibe el nombre de%omunicaci#n de Datos.
2inalmente debe 1aber un control de&stas tres funciones) este control ese,ercido por el ue proporciona alcomputador instrucciones delcomputador. Una unidad de controlgestiona los recursos del computador ydirige las prestaciones de sus partes enrespuestas a &stas instrucciones.
I.; /ipos de aruitectura en la evoluci#ndel %0U.
Intel a sido el n!mero uno de los
fa"ricantes de microprocesadores
durante d#cada, una posición $ue
no parece pro"a"le $ue a"andone.
%a e&olución de su microprocesador
m's representati&o es un "uen
indicador de la e&olición de la
tecnoloa de computadoras.
*+*+.- Es el primer
microporcesador de propósito
enera del mundo. Era una
m'$uina de oco "its, con de
memoria de oco "its. El *+*+ se
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uso en el primer computador
personal, el ltair.
*+*.-un circuito de 1 "its mucom's potente. dem's de un camino
de datos m's anco reistros m's
randes, el *+* tena una cace
de instrucción, o cola, $ue
precapta"a alunas instrucciones
antes de ser e/ecutado.
*+0*.-esta ampliación del *+*
permita direccionar una memoria
de 1 2 en luar de solo 12.
*+3*.- fue la primera m'$uina de
Intel con 30 "its, una ran
re&isión del modelo anterior, Conuna ar$uitectura de 30 "its, el
*+3* ri&ali4a"a en comple/idad
potencia con las minicomputadoras
randes computadoras
introducidos en el mercado pocos
a5os antes. Este fue el primerprocesador de Intel $ue admitió
multitarea, sini6cando esto $ue
podra e/ecutar &arios proramas a
la &e4.
*+7*.- introduce el uso de la
tecnoloa cac# muco m's
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so6sticadas. El *+7* tam"i#n
tena un coprocesador matem'tico,
descarando a la CPU principal de
las operaciones matem'ticascomple/as.
Pentum.- es introduce el uso de
t#cnicas superescalares $ue
permiten $ue &arias instrucciones
se e/ecuten en paralelo.
Pentum Pro.- continuó la tendencia
iniciada con el pentum la
orani4ación superescalar, con el
uso aresi&o de renom"rado de
reistro, predicción de
rami6caciones, an'lisis del 8u/o dedatos, e/ecución especulati&as.
Pentum II .- se incorporó la
tecnoloa Intel 9, $ue se
dise5o espec6camente para
procesar en forma e6cientes datos
de &deos, audio ra6cos.
Pentum 7.- se inclue coma
8otante adicional otras otras
me/oras multimedias.
Itanium.- esta nue&a eneración de
procesadores Intel usan una
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emoria0rincipal
Unidad aritm&tica L#gica
Unidad de %ontrol de 0rograma
(uipoDe
($
orani4ación de 7 "its con
ar$uitectura I-7.
Itanium 0 inclue una serie deme/oras en el ard:are para
aumentar la &elocidad.
1.-3 r$uitectura multin!cleo.
% ;UI< =E V><
<EU<
(n <=>? 3on Neuman y suscolegas empe"aron el dise*o de unnuevo computador de programasalmacenados ue llamaron IA$ y laterminaron en <=@; es el prototipo detoda una serie de computadoras b!sicaso de prop#sito genera ue consta de2ig. dos.
U<I== CE<?@% =EP@>CEAIE<?> (CPU)
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2ig. ; Unidad central de
procesamiento de la m!uina de 3ONN(UAN 7IA$8.
• Unidad Aritm&tica L#gica capa" dereali"ar operaciones con datos inarios.
• Unidad de %ontrol ue interpreta lasInstrucciones en emoria y provoca su
e,ecuci#n.• Unidad de emoria 0rincipal ue
almacena tanto datos comoinstrucciones.
• Un euipo de entrada-salida 7($8dirigido por la unidad de control.
% E>@I =E% IA
%ontiene de <)BBB posiciones delalmacenamiento llamadas palabras.
%ada palabra tiene una longitud de >Bd+gitos binarios 7it8 cada uno) tanto los
datos como las instrucciones sealmacenan en la memoria.
%ada nmero se representa por un I/de signo y C= it de valor.
Una palabra puede contener tambi&ndos instrucciones de ;B bits dondecada instrucci#n consiste en un c#digo
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de operaci#n de bits ue especi'ca laoperaci#n ue sea reali"ar y unadirecci#n de <; bits ue indica una
palabra..
Pala"ra <um#rica
Pala"ra de Instrucción
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@EGIA?@> ?EP>@% =E E>@I
(2@)
%ontiene una palabra ue debe ser
almacenada en la memoria o es usadopara recibir una palabra procedente dela memoria.
• 5(EI$/5F D( DI5(%%ION D( (O5IA7A58
2ig.C (structura
ampliada delcomputador de 3onNeuman 7IA$8
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(speci'ca la direcci#n en memoria de lapalabra ue va a ser escrita o le+da en758.
• 5(EI$/5O D( IN$/5U%%IFN 7I58
%ontiene los bits del c#digo deoperaci#n de las instrucciones ue se vaa e,ecutar.
• 5(EI$/5O /(0O5AL D( IN$/5U%ION
(mpleado para almacenartemporalmente la instrucci#n contenidaen la parte derec1a de una palabra enmemoria.
• %ON/ADO5 D( 05OE5AA 70%8
%ontiene la direcci#n de la pr#9imapare,a de instrucciones ue van a sercaptadas en la memoria.
•A%UULADO5 7A%8) ultiplicadorcociente 7G8
$e emplean para almacenar operando >resultados de operaciones de la ALUtemporalmente.
(l IA$ opera e,ecutando repetidamenteun ciclo de instrucci#n.
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%ada ciclo de instrucci#n consta de dosciclos..
•
%iclo de captaci#n•%iclo de (,ecuci#n.
(l computador tiene un total de ;<instrucciones estas se pueden agruparde la siguiente manera.
?@<AFE@E<CI =E =?>A.
/ransferir datos entre la memoria y losregistros de la ALU o entre dos registrosde la ALU.
A%?> I<C><=ICI><% Normalmentela unidad de control e,ecuta
instrucciones secuencialmente en lamemoria) las instrucciones de saltopueden cambiar secuencialidad. (stofacilita las operaciones repetitivas.
A%?> C><=ICI><%. (l saltodepende de una condici#n lo ue
permite punto de decisi#n.@I?E?ICA. Operaciones reali"adaspor la ALU.
GENERACION DE COMPUTADORAS
DIGITALES.
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Según la tecnología con que operan
la! t"cn#ca! $e organ#%ac#&n ' !u
e(plotac#&n !e e!ta)lece la !#gu#ente
cla!#*cac#&n $e la! co+puta$ora!$#g#tale!.
Co+puta$ora $e la pr#+era generac#&n.
E!ta! co+puta$ora! e!ta)an
con!t#tu#$a! por ,-l,ula! $e ,acío que
$#!#pa)an gran cant#$a$ $e calor 'ocupa)a+ una !uper*c#a +u' a+pl#a.
La! tarea! !e eecuta)an en /or+a
!ecuenc#al lo que #+pl#ca)a que.
0.1 El progra+a al+acena$o en tareta!
o c#nta! per/ora$a! era carga$a en
+e+or#a pr#nc#pal por un progra+alla+a$o carga$or pertenec#ente al
!#!te+a operat#,o.
2.1Se eecuta)a el progra+a #n!trucc#&n
por #n!trucc#&n.
3.1Se #+pr#+ían lo! re!ulta$o!.La! operac#one! $e entra$a
proce!a+#ento ' !al#$a $e lo! $ato! !e
encontra)an enca$ena$a! en el t#e+po
por lo que la $urac#&n $el proce!o era
#gual a la !u+a $e to$a! la!
operac#one!.
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La! co+puta$ora! $e la pr#+era
generac#&n !e ut#l#%aron $urante el
perío$o co+pren$#$o entre 0456 '
0454.
Co+puta$ora! $e la Segunta
Generac#&n.
La! co+puta$ora $e la !egun$a
generac#&n e!ta)an con!t#tu#$a! por
tran!#!tore! ' ut#l#%aron c#rcu#to!#+pre!o! lo que per+#t#& re$uc#r el
ta+a7o con re!pecto a lo! anter#ore!.
Po!#)#l#taron la !#+ultane#$a$ entre un
c-lculo ' una operac#&n $e E8S. E!te
concepto en la pr-ct#ca $#o poco
re!ulta$o! $e)#$o en gran +e$#$a a la$e!proporc#&n entre la ,el#c#$a$ $e
c-lculo #nterno ' la! ,eloc#$a$e! $e E8S
que 9acían que la CPU no !e ut#l#%ara
+-! que en un peque7o porcentae $e
t#e+po. El pal#at#,o para e!te pro)le+a
/ue que la! operac#one! $e E8S !e
real#%aran ut#l#%an$o co+o !oporte $e
al+acena+#ento un#$a$e! $e c#nta
+agn"t#ca. Muc9o +-! r-p#$a! que la!
lectora! $e tareta! ' la! #npre!ora!.
Para lograrlo !e cop#a)a la #n/or+ac#&n
conten#$a en el !oporte tareta a
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!oporte c#nta +agn"t#ca ' $e "!ta a
#+pre!ora con un proce!a!a$or au(#l#ar.
I.-3 Multiprocesamiento enmultinúcleo.
Co+puta$ora $e la Tercera Generac#&n.
A part#r $e 04:6 co+en%& la tercera
generac#&n $e co+puta$ora! con
tecnología $e c#rcu#to! #ntegra$o!
; ,ar#o! co+ponente! electr&n#co!#nclu#$o! en un !olo )loque $e !#l#c#o<.
E!to! c#rcu#to! eran $el t#po SSI o
;peque7a e!cala $e #ntegrac#&n< ' SMI o
; +e$#ana e!cala $e #ntegrac#&n '
per+#t#eron el #ncre+ento $e la
,eloc#$a$ #nterna $e la co+puta$ora 'la re$ucc#&n $e la energía que
ut#l#%a)a+.
En e!ta etapa !e pu$o e(plotar la
+ult#progra+ac#&n +"to$o que
con!#!te en que ,ar#o! progra+a!
re!#$an en /or+a !#+ult-nea en la
+e+or#a en e!ta$o $e eecuc#&n. En un
#n!tante $a$o !ol& uno $e ello! ut#l#%a la
CPU pero lo! otro! pue$en e/ectuar
operac#one! $e entra$a8!al#$a en /or+a
!#+ult-nea. Cuan$o el progra+a que
eecuta la CPU !e $et#ene en e!pera $e
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0rocesamiento de programas del usuario Discoagn&tico
%omversiones de soporte
una operac#&n $e entra$a8!al#$a otro
progra+a to+a !u lugar $ea al pr#+ero
!u!pen$#$o ' e,#ta a!í que !e
pro$u%can t#e+po #nact#,o en la CPU.
La! co+puta$ora! $e la tercera
generac#&n $#,#$en !u +e+or#a
l&g#ca+ente en $o! %ona! una
re!er,a$a a lo! tra)ao! $el u!uar#o ' la
otra a la con,er!#&n $e !oporte! '
carga. A !#+ple ,#!ta po$ría a*r+ar!e
que la! part#c#one! corre!pon$en a la
co+puta$ora pr#nc#pal ' a la au(#l#ar $e
la !egun$a generac#&n
re!pect#,a+ente. S#n e+)argo 9a' una
$#/erenc#a #+portante= la carga por lote
!e !u!t#tu'o por la cargo cont#nua. Lo!tra)ao! !e ponen en cola $e e!pera en
un $#!co +agn"t#co ' el !#!te+a
operat#,o e! el que !e encarga $e
eecutarlo! !egún un n#,el $e
pr#or#$a$.Lo! re!ulta$o! que !on
tran!/er#$o! al $#!co luego !one(traí$o! por la #+pre!ora. En la >#g.
cuatro !e repre!enta el e!que+a.
CPU +a! Me+or#a
Impresora
/ar,etas
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11111111
111111111111111111111111111111111111111 AR?UITECTURA DE UNA COMPUTADORA
>IG. 6 Proce!a+#ento por lote!
en la tercera generac#&n
Se 9ace nece!ar#o e!ta)lecer la
$#/erenc#a entre la +ult#progra+ac#&n 'el +ult#proce!a+#ento. El t"r+#no
+ult#proce!a+#ento !e ut#l#%a cuan$o !e
proce!an ,ar#o! progra+a! en /or+a!
!#+ult-nea en CPU $#/erente! que !e
relac#onan entre !í A part#r $e la tercera
generac#&n e! po!#)le la ge!t#&n
$eno+#na$a teleproce!o o
proce!a+#ento a $#!tanc#a. El
teleproce!o e! un !#!te+a $e carga
$#recta con la ,entaa $e que lo! $ato!
pue$en #ngre!ar ' egre!ar por
ter+#nale! re+ota !egún una pr#or#$a$
$a$a. Durante e!te per#o$o !e
$e!arrollan lo! pr#+ero! !#!te+a!
#nterat#,o! que per+#ten que el u!uar#o
#nter,enga en la act#,#$a$ $el
proce!a+#ento. El $#-logo !e ge!t#ona
ut#l#%an$o un ter+#nal con +enú! o
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cue!t#onar#o! que el !#!te+a /or+ula '
el u!uar#o re!pon$e.
A *n $e aten$er gran nú+ero $e proce!o una co+puta$ora pue$e
a!#gnar en /or+a alterna$a una parte
$el t#e+po $e CPU a ca$a uno e!to
pro$uce un e/ecto $e aparente
!#+ultane#$a$ $e eecuc#&n. E!ta /or+a
$e organ#%ar el proce!a+#ento !e
$eno+#na t#e+po co+part#$o o t#+e
!9ar#ng.
Cuan$o un !#!te+a a$+#te la atenc#&n
$e +ult#ple! u!uar#o! !e $eno+#na
+ult#u!uar#o. To$o !#!te+a +ult#u!uar#o
e! +ult#tarea ' a$e+-! !e ocupa $e laa$+#n#!trac#&n $e lo! recur!o!
a!#gna$o! a lo! u!uar#o!. E!ta
generac#&n !e e(ten$#& 9a!ta 04@0.
Co+puta$ora! $e la cuarta generac#&n.
Se con!#$era que el per#o$o $e la cuarta
generac#&n $e co+puta$ora! e!t-
co+pren$#$o entre 04@0 ' 04@. La
tecnología apl#ca$a en la /a)r#cac#&n $e
c#rcu#to! pertenece a la cla!#*cac#&n LSI
; e!cala $e #ntegrac#&n gran$e< que
per+#t#& #nclu#r una CPU co+pleta en
una pa!t#lla que !e $eno+#na
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+#croproce!a$or.En e!ta etapa el
proce!a+#ento !e real#%a en +a'or
+e$#$a en t#e+po real. Con!#$era$o lo!
!#!te+a! #nterat#,o! !e 9ace po!#)le lacon!ulta ' la actual#%ac#&n $e $ato! a!í
co+o el acce!o a gran$e! )anco! $e
$ato! que ut#l#%an #nclu!o un#$a$e!
#ntel#gente! $#!tr#)u#$a! en re$e! co+o
lo! !#!te+a! $e caero! auto+-t#co!
)ancar#o!. Se $e!arrollan nue,a!ut#l#$a$e! a part#r a part#r $e la !enc#lla
co+un#cac#&n u!uar#o1 +-qu#na
en!e7an%a a!#!t#$a por co+puta$ora
conu!ulta! tele/&n#ca! que entregan
una re!pueta oral al u!uar#o regulac#&n
auto+-t#ca $e !e+-/oro! controlauto+-t#co $e proce!o! relat#,o! a una
línea $e pro$ucc#&n +anu/acturera
$#!e7o $e pro'ecto a!#!t#$o por
co+puta$ora 9oa! $e calculo '
po$ero!o! proce!a$ore! $e te(to que
auto+at#%an pr-ct#+ente el total $e la!tarea! $e o*c#na.
Ba!ta e!ta etapa lo! a,ance!
tecnol&g#co! e!tu,#eron concentra$o!
en lograr +eorar el 9ar$are $e la
co+puta$ora ' a!í o)tener equ#po! +-!
peque7o! +eno! co!to!o! ' +-!
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r-p#$o!. A part#r $e entonce! ta+)#"n
!e pu!o atenc#&n en la nece!#$a$ $e
+eorar el !o/tare para que per+#t#era
una +a'or ,eloc#$a$ $e proce!a+#ento 'a que lo! a,ance! en el 9ar$are
parecían agota$o!.
Co+puta$ora $e la ?u#nta
Generac#&n.
En la $"ca$a $e 04 !e lle,& a ca)ouna re,oluc#&n en la concepc#&n $e
$#!e7o $e una co+puta$ora ' !e
$e!arrollaron lo! pr#+ero! a,ance!
con!#$era$o! co+o el #ngre!o en una
nue,a etapa la qu#nta generac#&n $e
co+puta$ora!. En ella la!!uperco+puta$ora! $e!arrollaron
/unc#one! #ntel#gente! )a!a$a! en
e(per#enc#a! !o)re #ntel#genc#a art#*c#al.
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UNIDAD D( %ON/5OLInterpreta y e,ecuta instrucciones y genera las se*ales de control para 1abilitar las operaciones.
UNIDAD A5I /(/I%A LOEI%A 5eali"ar operaciones airtmticas y l#gicas sobre l
I/I3O$ D( (N/5ADA$ALIDAmplo disco ue permite el almacenamiento de datos instrucciones y resultados con la computadora an
DI$0O$I/I3O D($ALIDA
0ermiten el egreso de los resultados desde la mem
5(EI$/5O$ D( LA UNIDAD %(N/5AL D( 05O%($AI(N/OAlmacena el conte9to de la instrucci#n ue se est! e,ecutando tanto laInstrucci#n en e,ecuci#n como los datos con los ue va a operar.
>#g. 5
co+ponente! $e una co+puta$ora.
0.1 Reg#!tro $e la Un#$a$ Central $e
Proce!a+#ento.
2.1 Un#$a$ $e Control.
3.1 un#$a$ Ar#t+et#ca Log#ca.
COMPONENTES DE UNA COMPUTADORA
El e!que+a anter#or no! +ue!tra lo!
6.1 Me+or#a Pr#nc#pal.
(O5IA05IN%I0AL
Almacena datosde entradaAlmacena tadaslas instruccionesdel programaAlmacenaresuldatos
U$($ D( IN/(5%ON(JIKN : /5AN$2I(5(N DA/O$)IN$/5U%%ION($
DI$0O$I/I3O$D( (N/5ADA.
0ermiten elingreso de losprogramas amemoria
principal y delos datos deentrada.
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Un )u! $e Intercone(#&n que co+un#ca
la!.
a.1 D#!po!#t#,o $e Entra$a.).1 D#!po!#t#,o $e Entra$a 8Sal#$a.
c.1 D#!po!#t#,o $e Sal#$a.
REGISTRO DE LA UNIDAD CENTRAL DE
PROCESAMIENTO.
Reg#!tro! $e or$en general que !on lo!ún#co! que t#ene! parte )aa ' parte alta
Reg.$e 32 )#t!
Reg. $e 0: )#t!
Reg. $e )#t! )aa ' alta
EA A AB AL Reg#!tro Acu+ula
EF F FB FL Reg#!tro )a!e.
EC C CB CL Reg#!tro conta$or.
ED D DB DL Reg#!tro $e $ato!.
Reg#!tro! que !on $e 32 )#t! ' $e 0:)#t! pero que no t#enen parte )aa '
parte alta que !on e(clu!#,o! $e lo!
reg#!tro! $e or$en general.
ESP SP Reg#!tro Apunta$or $e la p#la.
EFP FP Reg#!tro Apunta$or $e la)a!e
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(DI D I 5egistro Indice Destino.
($I $I 5egistro Indice 2uentes.
(I0 I0 5egistro Apuntador deIsntrucciones.
un 5egistro de andera o 5egistrpMas1.
por ltimo los registros de segmentos
estos registros tienen un espacio en lamemoria principal de ?> .
5egistro segmento de c#digo %$.
5egistro segmento de datos D$.
5egistro de segmento e9tra ($.
5egistro de segmento de pila $$.
LA UNIDAD A5I/(/I%A LFEI%A.
La Unidad Aritm&tica L#gica. ALU es laparte del computador ue reali"!
realmente las operaciones aritm&ticas yl#gicas con los datos. (l resto de loselementos del computador 7unidad decontrol) registros ) memoria) ($8 est!nprincipalmente para suministrar datos ala ALU) a 'n de ue esta los procese y
para recuperar los resultados. La 'g.
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seis nos muetra en t&rminos generales)c#mo se interconecta la ALU con el restodel procesador. Los datos se presentan
a la ALU en registro y en registro sealmacenan los resultados de lasoperaciones producidos por la ALU.(stosregistros son posiciones de memoriastemporal interna al procesador ueest!n conectados a la ALU .'g. seis
Unidad de controlIndicadores
5egistros5egistros
2ig ? (ntrada y $alidas de la ALU
UNIAD D( %ON/5OL.
La 'g. siete es un modelo general de launidad de control) ue muestra todassus entradas y salidas. Las entradas sonlas siguientes :
5elo,: es el encargado de mantener la1ora e9acta. La unidad de control 1ace
ue se e,ecute una microoperacion 7 o
UNIDADA5I/A/I%A
LOEI%A
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5egistro de interrupci#n
UNIDAD D( %ON/5OL
$e*ales de control
$e*ales de control desde el bus de control
$e*ales de control desde el bus de control
un con,unto de microoperacionessimult!neas8 en cada pulso de relo,.(ste a menudo es referenciado como
tiempo de ciclo del procesador) operiodo de relo,.
us de control
IndicadoresInterna del procesador
5elo,
DIAE5AA A LOGU( D( LA UNIDADD( %ON/5OL
5egistro de Instrucci#n: el c#digo deoperaci#n de la instrucci#n en curso seusa para determinar ue
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microoperaciones 1ay ue reali"ardurante el ciclo de e,ecuci#n.
Indicadores: los necesita la unidad decontrol para determinar el estado delprocesador y el resultado de anterioresoperaciones de la ALU.
$e*ales de control del bus de control: laparte de control del bus del sistema
suministra se*ales a la unidad decontrol) tales como se*ales deinterrupci#n y de reconocimient
$e*ales de control internas alprocesador: son de dos tipos :
A8.- las ue 1acen ue los datos setrans'eran de un registro a otroregistro.
8.- las ue activan funcionesespeci'cas de la ALU.
$e*al de control : se usan tres tipos de
se*ales de control.
A8.- las ue activan una funci#n de laALU.
8.- las ue activan un camino de datos.
%8.- las ue son se*ales del bus del
sistema e9terno u otra interfa" e9terna.
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unto con el procesador y el con,unto dem#dulos de memoria ) el tercerelemento clave de un computador es un
con,unto de m#dulos de ($. %adam#dulo se conecta al bus del sistema oa un computador central y controla unam!s dispositivo perif&rico.
Un bus del sistema de alta velocidadra"ones siguiente:
a8.- Hay una amplia variedad deperif&ricos con forma de funcionamientodiferente. 0odr+a ser imposibleincorporar la l#gica necesaria dentro delprocesador para controlar tal diversidad
de dispositivo.b8.- A menudo la velocidad detransferencia de datos de los perif&ricoses muc1o menor ue la de la memoria oel procesador. Asi no es pr!ctico utili"arun bus de sistema de alta velocidad
para comunicarse directamente con unperif&rico.
c8.- con frecuencia) los perif&ricosutili"an datos con formatos y tama*osde palabra diferente de los delcomputador.
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ODULO D( ($
(n consecuencia) se necesita unm#dulo de ($: (ste m#dulo tiene dosfunciones principales 'g. oc1o.
a8.- 5eali"ar la interfa" entre elprocesador y la memoria a trav&s delbus de sistema o un conmutadorcentral.
b8.- 5eali"ar la interfa" entre uno o m!s
dispositivos perif&ricos medianteenlaces de datos espec+'cos.
LIN(A$ D( DI5(%ION
LIN(A$ D( DA/O$us
de LIN(A$
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D( %ON/5OL control
(nlace con
dispositivos
perif&ricos
2if) ODULO E(N(5I%O D( UNODULO D( ($
ODULO$ E(N(5I%O D( UN D( UN
ODULO D( ($UNIDAD D( ((%U%ION UNIDAD D(IN/(52AP D(L U$.
(l procesador se divide en dos unidadesl#gica: una unidad de e,ecuci#n 7(U8 yuna unidad de interfa" del bus7IU8como se ilustra en la 'g. nueve.
(l papel de la (U es e,ecutarinstrucciones) mientras ue la IU env+ainstrucciones y datos a la (U. La (Ucontiene una unidad aritm&tica l#gica
7ALU8) una unidad de control
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AH AL
H L
%H %L
DH DL
$0
0
$I
DI
7 ALU8 UnidadAritm&tica L#gica
7%U8 UnidadDe %ontrol5egistro debandera
Apuntador deInstrucciones
%$
D$
$$
$(
< ; C >
n
Unidad decontroldel bus
7%U8 y varios registros. (stos elementose,ecutan instrucciones y operacionesaritm&tica y l#gica.
(U Unidad de (,ecuci#n IUUnidad de Interfa"
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%on elbus
us
%ola deinstrucci#n
UNIDAD D( ((%U%IFN UNIDAD D(IN/(52AP %ON (L U$ 2IE. =.
La funci#n m!s importante de la IU esmene,ar la unidad de control del bus) los
registros de segmentos y la cola deinstrucciones. La IU controla los buses
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ue trans'eren los datos a la (U) a lamemoria y a los dispositivos deentrada salidad e9terno) mientras ue
los registros de segmentos controlan eldireccionamiento de memoria.
instrucciones. a ue las instruccionesde un programa en e,ecuci#n seencuentra en la memoria) la IU debeaccesar instrucciones desde la memoriay colocarlas en la cola de instrucciones.0uesto ue el tama*o de esta cola es de> a C; bytes) dependiendo delprocesador) la IU es capa" deadelantarse y buscar con anticipaci#nOtra funci#n de la IU es permitir el
acceso a instrucciones de manera uesiempre 1aya una cola de instruccioneslista para ser e,ecutada.
La (U y la IU traba,an en paralelo) sibien la IU se mantiene un pasoadelante. La (U noti'ca a la IU cu!ndonecesita acceso a los datos en memoriao a un dispositiva de ($. /ambien) la (Usolicita instrucciones de la m!uina dela cola de instrucci#n de la IU.