Funciones del Procesador

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Funciones del Procesador

  1. 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES CRISTIAN AGUIRRE ESPARZA“FUNCIONES QUE DESEMPEÑA EL PROCESADOR” 2012
  2. 2. INTRODUCCIONEl microprocesador o simplemente procesador es el circuito integrado central y máscomplejo de un sistema informático, es el cerebro de un computador. Es un circuitointegrado constituido por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidadcentral de procesamiento (CPU) de un computadorEs el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta lasaplicaciones de usuario, sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel,realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar,dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.Esta unidad central de procesamiento está constituida, por registros, una unidad decontrol, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante. Elprocesador está conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa basede la computadora. Normalmente, para su correcto y estable funcionamiento, se le adosaun sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algúnmaterial de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o másventiladores que fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador, entre ésteúltimo y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar laconductividad térmica.La medición del rendimiento de un procesador es una tarea compleja, dado que existendiferentes tipos de cargas que pueden ser procesadas con diferente efectividad porprocesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de relojque permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este unindicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializanlos procesadores de una misma marca. Un sistema informático de alto rendimiento puedeestar equipado con varios procesadores trabajando en paralelo, y un procesador puede, asu vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere auna porción interna del procesador casi independiente que realiza todas las actividades deuna CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir demanera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayornúmero de elementos dentro del propio procesador, aumentando así su eficienciaenergética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades depunto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadoresdedicados de video.
  3. 3. FUNCIONES QUE DESEMPEÑA EL PROCESADORLos procesadores tienen, principalmente, dos tipos de funciones en la actualidad: • Como Circuito Físico Programable: Un procesador permite sustituir a los viejos subsistemas de componentes físicos (válvulas) o de circuitería cableada (mazos de cables que conectan diferentes componentes en equipos electrónicos, industriales, etc.) dentro de sistemas informáticos más complejos. • Como Procesador Central de una Computadora es el motor de la Unidad Central de Proceso, encargándose de: - Manejar la memoria. - Controlar el flujo de información en el sistema informático. - Realizar las operaciones básicas sobre los datosDesde el punto de vista lógico, singular y funcional, el procesador está compuestobásicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica, ydependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante. Además secompone de elementos cuya naturaleza es exclusivamente electrónica (circuitos).El procesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizadossecuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puederealizar en varias fases: • Prefetch: prelectura de la instrucción desde la memoria principal. • Fetch: envío de la instrucción al decodificador • Decodificación de la instrucción: es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer. • Lectura de operandos, si los hay. • Ejecución: lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento. • Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de laestructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración deestos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior altiempo requerido para realizar la tarea individual, realizada en un solo ciclo, de mayorcoste temporal. El procesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un
  4. 4. cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que generavarios ciclos o pulsos en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles demegahercios.Entonces la función de un procesador, como su nombre lo dice es de procesar lainformación. Esto quiere decir que interpreta instrucciones y procesa los datos de losprogramas. Su misión consiste en coordinar y controlar o realizar todas las operacionesdel sistema.La velocidad con la que trabajan se mide en Hertz. Un Hertz es un ciclo de reloj porsegundo, esto quiere decir que hace una operación aritmética por segundo o transferir elvalor de un registro a otro.Además el procesador se encarga del control y el procesamiento de datos en todo elordenador. Para realizar esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos capacesde realizar funciones específicas y así liberar de trabajo costoso y difícil al procesador. • La 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 procesador. (sumas, multiplicaciones, divisiones, 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 oconexiones nombrado bus. Todo su funcionamiento se basa en interpretar las señaleseléctricas como números y de esta forma poder operar sobre ellas, para lo cual hace servirmétodos como el álgebra de Boole.Tipos de Procesadores.Básicamente existen dos tipos de estructura de procesador, que constituyen hoy en día ladiversidad 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.
  5. 5. Comparación: Cuando se ejecuta un programa difícil, o extenso, los CISC son más rápidosy eficaces que los RISC. En cambio cuando tenemos en ejecución un conjunto deinstrucciones sencillas, cortas y simples, tenemos que los RISC son más rápidos. Estasdesigualdades también se dan entre los diferentes modelos y marcas de los dos tipos deprocesadores.CONCLUSIONES • El procesador se encarga del control y el procesamiento de datos en todo el ordenador. • El procesador es el cerebro de un computador. • El procesador es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario. • Esta unidad central de procesamiento está constituida, por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante. • La función del procesador es interpretar instrucciones y procesar los datos de los programas. • Así como coordinar y controlar todas Las operaciones del sistema. • La velocidad con la que trabajan se mide en Hertz. • El procesador necesita de otros elementos capaces de realizar funciones específicas y así liberar de trabajo costoso y difícil a este. • Todos los elementos están conectados entre sí por medio de un conjunto de conexiones nombrado busBIBLIOGRAFIA • STALLINGS William. “Organización y Arquitectura de Computación”. Editorial: Pearson Educación, S.A 2006. Séptima edición • MORA Jose, “Introducción a la informática”, Editorial: Trillas, Cuarta edición, 2005. • MARTÍN Nacho. “Introducción a la informática”, Editorial: Anaya Multimedia, 2000.
  6. 6. • VILLAREAL Sonia. “Administración de sistemas informáticos”, Editorial: MAD_Eduforma 2005.• MORRIS Mano. “Lógica digital y diseño de computadores”, Editorial: Pearson Educación, 1982.

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