El documento describe la evolución de los microprocesadores desde el 4004 hasta el Pentium. Explica que el 4004 fue el primer microprocesador en un solo chip y el 8080 fue el primer diseño verdaderamente usable. También describe las características físicas y lógicas de los microprocesadores y cómo han ido mejorando con cada nueva generación para procesar más información a mayor velocidad.

1. MICROPROCESADORES

2. • DEFINICION
Es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar
los programas. Este viene siendo el cerebro de
la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este ejecuta
instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel
haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar
y dividir. El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del
ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo
interior existen miles (o millones) de elementos
llamados transistores, cuya combinación permite realizar el
trabajo que tenga encomendado el chip.

3. • CARACTERISTICAS
Características de los Microprocesadores
Los procesadores se pueden diferenciar por sus características físicas y lógicas:
 Características lógicas:
 Longitud de la palabra procesada, esto es, número de bits procesados en el mismo
ciclo de reloj.
 Capacidad de acceso a la memoria o la cantidad de memoria que puede manejar.
 Velocidad de ejecución de instrucciones, su velocidad de proceso.
 Repertorio de instrucciones a nivel máquina que puede procesar.
 Características físicas:
 Retraso de propagación de la señal eléctrica: representa el tiempo que tarda la señal
en tomar uno u otro valor dentro del circuito.
 Disipación de potencia: Este valor indica el calor que genera el procesador al
permanecer operativo.
 Abanico de salida: es la cantidad de señales eléctricas que el microprocesador es
capaz de manejar entre su circuitería interna y el sistema informático exterior al que
se conecta.
 Márgenes de ruido: indican la fiabilidad de que la señal eléctrica que contiene la
información generada por el microprocesador al realizar sus operaciones se
propague correctamente a través de sus circuitos, o esté corrompida por una señal
proveniente del exterior.
 Una de las principales limitaciones de los actuales microprocesadores es el abanico
de salida de señales debido al limitado número de patillas de conexión con la placa
principal que aquéllos pueden tener. El número de patillas del microprocesador
limita o permite el manejo de mayor o menor cantidad de señales desde y hacia el

4. • RESEÑA HISTORICA
MICROPROCESADOR 4004
El Intel 4004 (i4004), un CPUde 4bits, fue el primer microprocesador
en un
simple chip, así como el primero disponible comercialmente.
Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros diseños de CPU en
circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron
implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples
chips.

5. MICROPROCESADOR 8008
El Intel 8008 (i8008) es un microprocesador diseñado y fabricado por
Intel
que fue lanzado al mercado en abril de 1972. Codificado inicialmente
como 1201, fue pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para
usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero debido a que
Intel terminó el proyecto tarde y a que no cumplía con la expectativas de
Computer Terminal Corporation, finalmente no fue usado en el Datapoint
2200. Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intelbacordaron
que el i8008 pudiera ser vendido a otros clientes.

6. MICROPROCESADOR 8080
El Intel 8080 fue un microprocesador temprano diseñado y fabricado
por Intel.
El CPUde 8 bits fue lanzado en abril de 1974. Corría a 2 MHz, y
generalmente se le considera el primer diseño de CPU
microprocesador verdaderamente usable.

7. MICROPROCESADOR 8080 y 8086
Una venta realizada por Intel a la nueva división de computadoras
personales de IBM, hizo que las PC de IBM dieran un gran golpe
comercial con el nuevo producto con el 8088, el llamado IBM PC.
El éxito del 8088 propulsó a Intel a la lista de las 500 mejores
compañías, en la prestigiosa revista Fortune, y la misma nombró
la empresa como uno de Los triunfos comerciales de los sesenta.

8. MICROPROCESADOR 80286
El Intel 80286 (llamado oficialmente iAPX 286, también conocido
como i286 o 286) es un
microprocesador de 16 bits de la familia x86, que fue lanzado al
mercado por Intel el 1 de febrero de 1982. Cuenta con 134.000
transistores.

9. MICROPROCESADOR 80386
El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesador CISC con
arquitectura x86.
Durante su diseño se le llamó 'P3', debido a que era el
prototipo de la tercera generación x86. El i386 fue empleado
como la unidad central de proceso de muchos ordenadores
personales desde mediados de los años 80 hasta principios
de los 90.

10. MICROPROCESADOR 80486
La generación 486 realmente significó contar con una computadora
personal de prestaciones avanzadas, entre ellas un conjunto de
instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante o FPU, una
unidad de interfaz de bus mejorada y una memoria caché unificada,
todo ello integrado en el propio chip del microprocesador. Estas
mejoras hicieron que los i486 fueran el doble de rápidos que el par
i386 - i387 operando a la misma frecuencia de reloj. El procesador
Intel 486 fue el primero en ofrecer un coprocesador matemático o
FPU integrado; con él que se aceleraron notablemente las
operaciones de cálculo. Usando una unidad FPU las operaciones
matemáticas más complejas son realizadas por el coprocesador de
manera prácticamente independiente a la función del procesador
principal.

11. MICROPROCESADOR PENTIUM
Intel Pentium es una gama de microprocesadores de quinta
generación con arquitectura x86 producidos por Intel Corporation.
El primer Pentium se lanzó al mercado el 22 de marzo de 1993, con
velocidades iniciales de 60 y 66 MHz, 3.100.000
transistores, cache interno de 8 KB para datos y 8 KB para
instrucciones; sucediendo al procesador Intel 80486. Intel no lo
llamó 586 debido a que no es posible registrar una
marca compuesta solamente de números

12. MICROPROCESADOR 8086/88
El 8086 es un microprocesador de 16 bits, tanto en lo que se refiere a su
estructura como en sus conexiones externas, mientras que el 8088 es un
procesador de 8 bits que internamente es casi idéntico al 8086. La única diferencia
entre ambos es el tamaño del bus de datos externo. Intel trata esta igualdad
interna y desigualdad externa dividiendo cada procesador 8086 y 8088 en dos
sub-procesadores. O sea, cada uno consta de una unidad de ejecución (EU:
Execution Unit) y una unidad interfaz del bus (BIU: Bus Interface Unit). La unidad
de ejecución es la encargada de realizar todas las operaciones mientras que la
unidad de interfaz del bus es la encargada de acceder a datos e instrucciones del
mundo exterior.
Microprocesador 8088
Microprocesador 8086
Las unidades de ejecución son idénticas en ambos microprocesadores, pero las
unidades de interfaz del bus son diferentes en varias cuestiones, como se desprende
del siguiente diagrama en bloques:

14. ¿QUÉ ES EL BUS?
Se denomina bus, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito
impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de
hardware para que se comuniquen entre sí. El propósito de los buses es reducir
el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos
componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos.
Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".
Buses de comunicación en
un circuito impreso
En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a
través de la línea, podemos hablar de puerto hardware ( puerto serial
o puerto paralelo)

15. • Funcionamiento
La función del MICROBus es la de permitir la conexión lógica entre distintos
subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de
distintos órdenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta
equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.
La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los
cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la
ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de
manejar las señales y entregarlas como datos útiles. Las señales
digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.

16. • Evolución
• Primera Generación
Los primeros computadores tenían 2 sistemas de buses, uno para la
memoria y otro para los demás dispositivos. La CPU tenía que acceder a
dos sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos y
sincronizaciones diferentes.
La empresa DEC notó que el uso de dos buses no era necesario si se
combinaban las direcciones de memoria con las de los periféricos en un
solo espacio de memoria, de manera que la arquitectura se simplificaba
ahorrando costos de fabricación en equipos fabricados en masa, como
eran los primeros minicomputadores.
Los primeros microcomputadores se basaban en la conexión de varias
tarjetas de circuito impreso a un bus Backplane pasivo que servía de eje
al sistema. En ese bus se conectaba la tarjeta de CPU que realiza las
funciones de arbitro de las comunicaciones con las demás tarjetas de
dispositivo conectadas; las tarjetas incluían la memoria, controladoras de
diskette y disco, adaptadores de vídeo. La CPU escribía o leía los datos
apuntando a la dirección que tuviera el dispositivo buscado en el espacio
único de direcciones haciendo que la información fluyera a través del bus
principal.

17. Bus BACKPLANE
• Segunda Generación
El hecho de que el bus fuera pasivo y que usara la CPU como control,
representaba varios problemas para la ampliación y modernización de
cualquier sistema con esa arquitectura. Además que la CPU utilizaba una
parte considerable de su potencia en controlar el bus.
Desde que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias más
altas, se hizo necesario jerarquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se
creó el concepto de bus de sistema (conexión entre el procesador y la RAM)
y de buses de expansión, haciendo necesario el uso de un chipset.

18. El bus ISA utilizado como backplane en el PC IBM original pasó de ser un bus
de sistema a uno de expansión, dejando su arbitraje a un integrado del chipset e
implementando un bus a una frecuencia más alta para conectar la memoria con
el procesador.
Jerarquía de diversos buses
en un equipo relativamente
moderno: SATA, FSB, AGP,
USB entre otros.

19. • Tercera Generación
Los buses de tercera generación se caracterizan por tener conexiones punto
a punto, a diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten
señales de reloj. Esto se logra reduciendo fuertemente el número de
conexiones que presenta cada dispositivo usando interfaces seriales.
Entonces cada dispositivo puede negociar las características de enlace al
inicio de la conexión y en algunos casos de manera dinámica, al igual que
sucede en las redes de comunicaciones. Entre los ejemplos más
notables, están los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport.
• Tipos de bus
Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la
información: bus paralelo o bus serie.
Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba
que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para
cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.

20. • Bus Paralelo
Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo
tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La
cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia
moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de
funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera
intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos
duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.
Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es
sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los
primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus
del procesador y los demás integrados "escuchan" las línea de direcciones,
en espera de recibir instrucciones.
Diagrama de un
Bus Backplane co
mo extensión del
bus de procesador.

21. • Bus Serie
En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de
registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su
ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos
de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado
sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.

22. ¿QUÉ ES EL RELOJ?
El reloj de una computadora se utiliza para dos funciones principales:
1. Para sincronizar las diversas operaciones que realizan los diferentes
subcomponentes del sistema informático.
2. Para saber la hora.
El reloj físicamente es un circuito integrado que emite una cantidad de pulsos
por segundo, de manera constante. Al número de pulsos que emite el reloj
cada segundo se llama Frecuencia del Reloj.
La frecuencia del reloj se mide en Ciclos por Segundo, también llamados
Hertzios, siendo cada ciclo un pulso del reloj. Como la frecuencia del reloj es de
varios millones de pulsos por segundo se expresa habitualmente en
Megaherzios.
El reloj marca la velocidad de proceso de la computadora generando una señal
periódica que es utilizada por todos los componentes del sistema informático
para sincronizar y coordinar las actividades operativas, evitando el que un
componente maneje unos datos incorrectamente o que la velocidad de
transmisión de datos entre dos componentes sea distinta.
Cuanto mayor sea la frecuencia del reloj mayor será la velocidad de proceso de
la computadora y podrá realizar mayor cantidad de instrucciones elementales

23. COPROCESADOR MATEMATICO
El coprocesador matemático o, más correctamente, la FPU (Floating
Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa
clase de cálculos matemáticos; antiguamente estaba en el exterior del
micro, en otro chip.
Coprocesador, en informática, procesador, diferente del microprocesador
principal, que ejecuta funciones adicionales o que ayuda al
microprocesador principal. El tipo de coprocesador más común es el de
coma flotante, también llamado numérico o matemático, diseñado para
ejecutar los cálculos numéricos más rápidamente y mejor que los
microprocesadores de aplicaciones generales utilizados en los PC. Los
procesadores de última generación para PC incorporan lógica de coma
flotante, por lo que este tipo de componente resulta innecesario.
Coprocesado
r

24. • Función
El coprocesador matemático esta diseñado para que funcione en paralelo
con el microprocesador. El conjunto de instrucciones incluye muchas
operaciones extremadamente potentes en coma flotante.
Cuando el microprocesador encuentre una instrucción en coma flotante,
envía el código de operación necesario y direcciones de memoria de
operandos al coprocesador matemático. Esto libera al microprocesador
de ejecutar la siguiente instrucción, mientras el coprocesador matemático
realiza simultáneamente el cálculo numérico.
El coprocesador matemático puede hacer peticiones de acceso a
memoria a través de una canal de datos dedicado permanente en el
microprocesador
• Características
• El coprocesador depende de un procesador anfitrión o "host" para entregarle
instrucciones al coprocesador.
• De todas maneras, en algunas arquitecturas, el coprocesador tiene un
funcionamiento más de propósito general, pero con un limitado rango de
funciones y siempre bajo la supervisión del procesador principal.

25. • El uso de coprocesadores disminuyó debido a la dificultad de integrar este con
los nuevos microprocesadores de altas velocidades. De todas maneras hay un
resurgimiento de estos, especialmente para aquellos dedicados a los gráficos, que
cada vez son más complejos en los juegos.
• Por lo tanto, el coprocesador no es un procesador de propósito general. Algunos
coprocesadores no pueden buscar instrucciones desde la memoria, ejecutar
instrucciones de control de flujo, hacer operaciones de entrada/salida, administrar la
memoria, entre otras cosas, que sí pueden hacer los procesadores de propósito
general.