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UNIVERSIDAD TÉCNICA
    PARTICULAR DE LOJA
     La Universidad Católica de Loja


     ELECTRÓNICA Y
  TELECOMUNICACIONES

 CRISTIAN AGUIRRE ESPARZA



“FUNCIONES QUE DESEMPEÑA
     EL PROCESADOR”



                 2012
INTRODUCCION
El microprocesador o simplemente procesador es el circuito integrado central y más
complejo de un sistema informático, es el cerebro de un computador. Es un circuito
integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad
central de procesamiento (CPU) de un computador

Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las
aplicaciones 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 de
control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante. El
procesador está conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa base
de la computadora. Normalmente, para su correcto y estable funcionamiento, se le adosa
un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algún
material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más
ventiladores que fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador, entre éste
último y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la
conductividad térmica.

La medición del rendimiento de un procesador es una tarea compleja, dado que existen
diferentes tipos de cargas que pueden ser procesadas con diferente efectividad por
procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de reloj
que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un
indicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializan
los procesadores de una misma marca. Un sistema informático de alto rendimiento puede
estar equipado con varios procesadores trabajando en paralelo, y un procesador puede, a
su vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a
una porción interna del procesador casi independiente que realiza todas las actividades de
una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir de
manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor
número de elementos dentro del propio procesador, aumentando así su eficiencia
energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades de
punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores
dedicados de video.
FUNCIONES QUE DESEMPEÑA EL PROCESADOR
Los 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 datos

Desde el punto de vista lógico, singular y funcional, el procesador está compuesto
básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica, y
dependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante. Además se
compone de elementos cuya naturaleza es exclusivamente electrónica (circuitos).

El procesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados
secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede
realizar 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 la
estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de
estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al
tiempo requerido para realizar la tarea individual, realizada en un solo ciclo, de mayor
coste temporal. El procesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un
cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera
varios ciclos o pulsos en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de
megahercios.

Entonces la función de un procesador, como su nombre lo dice es de procesar la
información. Esto quiere decir que interpreta instrucciones y procesa los datos de los
programas. Su misión consiste en coordinar y controlar o realizar todas las operaciones
del sistema.

La velocidad con la que trabajan se mide en Hertz. Un Hertz es un ciclo de reloj por
segundo, esto quiere decir que hace una operación aritmética por segundo o transferir el
valor de un registro a otro.

Además el procesador se encarga del control y el procesamiento de datos en todo el
ordenador. Para realizar esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos capaces
de 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 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 el álgebra de Boole.

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.




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 bus

BIBLIOGRAFIA
   •   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.
•   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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Funciones del Procesador

  • 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES CRISTIAN AGUIRRE ESPARZA “FUNCIONES QUE DESEMPEÑA EL PROCESADOR” 2012
  • 2. INTRODUCCION El microprocesador o simplemente procesador es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático, es el cerebro de un computador. Es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un computador Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones 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 de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante. El procesador está conectado, generalmente, mediante un zócalo específico a la placa base de la computadora. Normalmente, para su correcto y estable funcionamiento, se le adosa un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador, entre éste último y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica. La medición del rendimiento de un procesador es una tarea compleja, dado que existen diferentes tipos de cargas que pueden ser procesadas con diferente efectividad por procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia de reloj que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado dada la gran variedad de diseños con los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca. Un sistema informático de alto rendimiento puede estar equipado con varios procesadores trabajando en paralelo, y un procesador puede, a su vez, estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a una porción interna del procesador casi independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir de manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor número de elementos dentro del propio procesador, aumentando así su eficiencia energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades de punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicados de video.
  • 3. FUNCIONES QUE DESEMPEÑA EL PROCESADOR Los 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 datos Desde el punto de vista lógico, singular y funcional, el procesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica, y dependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante. Además se compone de elementos cuya naturaleza es exclusivamente electrónica (circuitos). El procesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar 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 la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual, realizada en un solo ciclo, de mayor coste temporal. El procesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un
  • 4. cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos o pulsos en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de megahercios. Entonces la función de un procesador, como su nombre lo dice es de procesar la información. Esto quiere decir que interpreta instrucciones y procesa los datos de los programas. Su misión consiste en coordinar y controlar o realizar todas las operaciones del sistema. La velocidad con la que trabajan se mide en Hertz. Un Hertz es un ciclo de reloj por segundo, esto quiere decir que hace una operación aritmética por segundo o transferir el valor de un registro a otro. Además el procesador se encarga del control y el procesamiento de datos en todo el ordenador. Para realizar esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos capaces de 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 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 el álgebra de Boole. 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.
  • 5. 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. 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 bus BIBLIOGRAFIA • 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. VILLAREAL Sonia. “Administración de sistemas informáticos”, Editorial: MAD_Eduforma 2005. • MORRIS Mano. “Lógica digital y diseño de computadores”, Editorial: Pearson Educación, 1982.