A lo largo de la historia de la
computación el procesador ha ido evolucionando en forma encapsulado y por
supuesto en velocidad y capacidad. Es el chip más importante de cualquier placa
madre es el microprocesador o simplemente procesador, sin él un ordenador no
podría funcionar. A este componente se le denomina CPU unidad de procesamiento
central que describe a la perfección su papel dentro del sistema.
El procesador es realmente el
elemento central del proceso de tratamiento de datos el CPU gestiona cada paso
en el proceso de datos actúa como el conductor y el supervisor de los
componentes del hardware del sistema, asimismo esta unidad directa o
indirectamente con todos los demás componentes de la placa principal por lo
tanto muchos grupos de componentes reciben órdenes y son activados de forma
directa por la CPU.
Como funciona el microprocesador
Para entender cómo funciona un
microprocesador hay que tener en primer lugar una clara idea acerca de las
partes o bloques que lo componen de otro modo será prácticamente imposible
hacerse una idea sobre su funcionamiento.
De una forma global podemos
considerar el microprocesador dividido en tres grandes bloques, UNIDAD DE DECODIFICACIÓN
esta unidad se encarga de interpretar ese código para averiguar el tipo de
instrucción a realizar por ejemplo instrucciones de suma multiplicación
almacenamiento de datos en memoria etcétera.
UNIDAD DE EJECUCIÓN es la encargada
de dar las órdenes necesarias a las diversas partes del microprocesador para
poder ejecutar cada una de las instrucciones.
UNIDAD Y MÉTRICA LÓGICA O 'ALU' las
operaciones que realiza son los siguientes suma resta multiplicación división y
aquellos que trabajan con dígitos binarios.
Saber cómo funciona un
microprocesador implica conocer cómo se va ejecutando cada una de las
instrucciones del programa que se almacena en memoria los pasos globales que se
siguen a la hora de consumar una instrucción son búsqueda de la instrucción, codificación de la
instrucción, búsqueda de operando, ejecución de las instrucciones y almacenamiento del resultado.
Podemos entonces considerar a un microprocesador compuesto por las dos siguientes unidades la unidad de control la unidad aritmética lógica o ALU.
Unidad de control: es el centro nervioso del ordenador ya que desde
ella se controlan y gobiernan todas las operaciones como funciones básicas
tiene que tomar las instrucciones de memoria decodificar o interpretar las
instrucciones y ejecutar las instrucciones para realizar su función.
La unidad de control consta de
los siguientes elementos contador de programa registro de instrucción
decodificador reloj y un secuenciador el contador del programa contiene
permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar
el registro de instrucción contiene la instrucción que se está ejecutando en
cada momento el decodificador se encarga de extraer el código de operación de
las instrucciones en curso lo analiza y emite las señales necesarios el
resto de los elementos para su ejecución a través del secuenciador el reloj
proporciona la sucesión de impulsos eléctricos o ciclos en intervalos
constantes el secuenciador en este dispositivo se genera órdenes muy
elementales órdenes que sincronizadas por los impulsos del reloj hacen que se
vaya ejecutando poco a poco la instrucción que está cargada en el registro de
instrucción.
ALU está formada a su vez por los
siguientes elementos circuito operacional registros de entrada y registro
acumulador registro de estado Flags circuito operacional contiene los circuitos
necesarios para la realización de
las operaciones con los datos procedentes de los registros de entrada registros
de entrada RN en ellos se almacenan los datos operando es que intervienen en
una instrucción antes de la realización de las operaciones por parte del
circuito operacional el registro acumulador almacena los resultados de las
operaciones llevadas a cabo por el circuito operacional registros de estado o
flags se trata de unos registros de memoria en los que se deja constancia de
algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada y que habrán
de ser tenidos en cuenta en operaciones posteriores.
Al reiniciar el microprocesador
la unidad de control recibe una señal de red y prepara el resto del sistema y
recibe la señal del reloj que marca la velocidad del procesador el registro pc
o contador del programa se carga con la dirección de memoria en la que empieza
el programa la unidad de control así que el contador del programa aparece en el
bus de direcciones y le indica al arranque, quiere leer un dato que tiene
almacenada en esa posición la memoria pone el dato que es la instrucción del
programa en el bus de datos desde el que se carga en el registro de
instrucciones la unidad de control procesa esto y va activando los movimientos
de datos la instrucción pasa del rey al decodificador de instrucciones que
contiene una tabla con el significado de la instrucción el bit ejecuta la
instrucción y si no puede consultar con la unidad de control si la instrucción
persona suma la unidad de control carga cargaría los valores a sumar en el
registro RN 1 y RN 2 de la unidad métrica lógica luego la ordenaría a la unidad
física lógica que los sumen lo pusiera en el bus de datos, luego la unidad de
control haría que el contador del programa avanzará un paso para ejecutar la
siguiente instrucción y así sucesivamente.
Una forma de clasificar los
microprocesadores es en función de las instrucciones que son capaces de
ejecutar podemos encontrar dos tipos microprocesadores con tecnología sis y risk
sis ordenador con un conjunto de instrucciones complejos y los risk un
ordenador con un conjunto de instrucciones reducidas
Bus De Datos
un
bus de datos es una autopista o canal de transmisión de información dentro de
la computadora que comunica a los componentes de dicho sistema con el microprocesador.
El bus funciona ordenando la información que es transmitida desde distintas
unidades y periféricos a la unidad central, haciendo las veces de semáforo o
regulador de prioridades y operaciones a ejecutar.
Bus de
direcciones
Este bus se utiliza para direccionar las zonas de memoria y los
dispositivos (que recordemos son tratados como si de posiciones de memoria se
tratasen), de forma que, al escribir una dirección en el bus, cierto
dispositivo quede activado y sea quien reciba-envíe los datos en el ciclo de
bus así empezado.
Es un bus triestado unidireccional, por lo que puede ponerse en alta
impedancia e ignorar lo que ocurre en el exterior (al tiempo que no influir en
el estado de las líneas), pero solo permite la escritura del bus. Esto último
es razonable, puesto que la lectura del bus de direcciones no es de utilidad
para el uP, al ser él mismo quien gestiona el direccionamiento.
Este bus se compone de 32 líneas, A31 hasta A0, lo que permite
direccionar 2^32 posiciones de memoria: un total de 4Gigabytes.
Contrariamente a los modelos anteriores, A0 es una línea plenamente utilizada, lo que elimina la necesidad de la existencia de /UDS y /LDS.
Contrariamente a los modelos anteriores, A0 es una línea plenamente utilizada, lo que elimina la necesidad de la existencia de /UDS y /LDS.
