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2. El Microprocesador (CPU)

"Es en sí, un conjunto de transistores conectados entre ellos por cables, y ordenados de manera que forman puertas lógicas, y poder así, hacer operaciones de toda clase"

     2.1 Función
     Se encarga del control y el procesamiento de datos en todo el ordenador. Para esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos capaces de realizar funciones específicas y así liberar de trabajo costoso y difícil al microprocesador.

Unidad Aritmetico-Lógica (ALU): Lleva a cabo las funciones de procesamiento de datos.
Unidades Funcionales: se encargan de operaciones matemáticas específicas, y así sacan y facilitan el trabajo al microprocesador. (sumas, multiplicaciones, dividir por números enteros, etc.)
Registros: Almacenan datos durante cierto tiempo, dentro la CPU.
etc.

     Todos estos elementos están conectados entre sí por medio de un conjunto de circuitos o conexiones nombrado bus. Todo su funcionamiento se basa en interpretar las señales eléctricas como números y de esta forma poder operar sobre ellas, para lo cual hace servir métodos como la álgebra de Boole.

     El nombre de microprocesador nos describe sólo el conjunto de todos los componentes que forman la CPU una vez encajados y listos para funcionar. Podemos dividir cualquier procesador en dos grandes bloques: la Unidad de Control (UC) y la Unidad de Proceso (UP), se comunican constantemente entre ellas. La Unidad de Control es la encargada de gestionar y controlar el correcto funcionamiento de la Unidad de Proceso, que es la que realiza el trabajo. Esta tarea de gestión y control de la UC, se lleva a cabo mediante la activación/desactivación de señales enviadas a la UP, indicadoras de qué acciones he de tomar en cada momento.


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     La Unidad de Proceso está formada por más componentes tales como : la ALU, Registros, y buses.

     En la imagen podemos ver el interior de la UP, ésta en particular es muy simple, tiene unos cuántos registros, tres buses y una ALU. Los buses A y B traen los datos de los registros hasta la ALU para ser operados, y el C se encarga de llevar los datos resueltos hacia la memoria, o a los registros para ser sobreescritos con un nueve valor.


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     La UC en cambio, es la encargada de controlar y dar órdenes (qué órdenes pasan y por dónde, quien va primero, como se ha de operar, etc.) sobre todos los procesos que se lleven a término dentro la UP. Estas órdenes son en el interior de la instrucción a ejecutar, por lo tanto podemos deducir que todas las instrucciones primero pasan por la UC y de aquí hacia la UP.

     La instrucción, contiene en su interior los datos a operar, y al principio de todo el tipo de operación a realizar con aquellos datos.


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   Hay diferentes tipos de operaciones:

· De transferencia de datos : Es la más típica, implica mover datos desde un sitio a otro. Se ha de especificar la dirección de entrada y la dirección de destino, y la longitud a transferir.

· Aritméticas : Cuando se usan las operaciones básicas (suma, resto, multiplicación y división). También hay de otros tipos como coger el valor absoluto de un número, negar (invertir) el operando. Se pueden llevar a cabo sobre números enteros, pero también es necesario sobre reales. Este tipo de operaciones son llevadas a cabo por la ALU, la cual puede hacer necesario una operación de transferencia de datos.

· Lógicas : Realizan operaciones bit a bit, lo hace intermediando operaciones boleanas NOT AND OR XOR.... Tienen múltiples utilidades, sobre todo si se combinan con operaciones que muevan bit a bit.

· De conversión : Se cambia el formato de los datos, puede ser necesario involucrar alguna operación de: transferencia, aritméticas, lógicas, etc. ...

· De Entrada/Salida : Tienen que ver con la gestión de los dispositivos de E/S, a menudo utilizan interrupciones.

· De control del sistema : Tienen ciertos privilegios sobre los otros tipos de operaciones, por lo general solamente pueden ser ejecutadas por el Sistema Operativo.

· De transferencia de control : Cambian el orden secuencial normal de la ejecución de un programa. la operación que indique estas instrucciones es el cambio del contador del PC (memoria interna de la CPU) a la siguiente dirección a procesar. se usan para acortar la longitud de programas.

 

     Tipos de Procesadores
     Básicamente existen dos tipos de estructura de procesador, que constituyen hoy en día la diversidad de chips en el mercado (el caso más claro y con más éxito es el de AMD e Intel).

     De una parte tenemos microprocesadores RISC los cuales se basan en instrucciones simples y por lo tanto la complejidad total de la CPU es menor. Algunos ejemplos son: Power PC, Motorola y SPARC, la mayoría son utilizados en empresas por su rendimiento y fiabilidad.

     Por otro lado, los microprocesadores CISC (Complex-Instruction-Set-Computing) contienen instrucciones complejas, ocupan más tamaño, dedicando más tiempo por instrucción con menos instrucciones. Algunos ejemplos son: Pentium, Cyrix y AMD.

 

     Comparación
     Cuando se ejecuta un programa difícil, o extenso, los CISC son más rápidos y eficaces que los RISC. En cambio cuando tenemos en ejecución un conjunto de instrucciones sencillas, cortas y simples, tenemos que los RISC son más rápidos.

     Estas desigualdades también se dan entre los diferentes modelos y marcas de los dos tipos de procesadores.


  1. Componentes de un ordenador 2.2. Funcionamiento y componentes 
CONOCIMIENTOS PC
- Introducción
- 1. Arquitectura y conceptos
- 2. El Microprocesador
- 3. La BIOS
- 4. El Bus
- 5. La memoria
- 6. Placa Base
- 7. Von Neumann
- 8. Comunicación hombre - máquina
- 9. Dispositivos de almacenamiento
- 10. El Sistema Operativo
- Conclusiones

 

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