El documento describe el microprocesador o CPU. Explica que es el componente central del ordenador que interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas y procesa los datos siguiendo un proceso de 4 pasos: leer, decodificar, ejecutar y escribir. También detalla los elementos clave que componen el microprocesador como la unidad aritmético lógica, la unidad de control y la memoria caché.
2. CPU= UNIDADCENTRAL DE PROCESAMIENTOCPU= UNIDADCENTRAL DE PROCESAMIENTO
(Central Processing Unit) =MICROPROCESADOR(Central Processing Unit) =MICROPROCESADOR
¿Por qué entonces llamamos CPU a todos los
componentes del PC?
IMPORTANCIA CENTRAL DEL
MICROPROCESADOR= CEREBRO
DEL PC
3. UN POCO DE HISTORIA:UN POCO DE HISTORIA:
Constituido por UN Circuito Integrado (CI)
PROCESADORES INTEGRADOS EN UNA SÓLA PASTILLA
Años 70: miniaturización y estandarización a través de
los CHIPS
MICROPROCESADORES COMPLEJOS
en pocos milímetros (se
fabrican en serie) LEY DE MOORE
INTEGRATED ELECTRONICS (INTEL): C 4004 Y 8080
5. MICROPROCESADOR: ¿QUÉMICROPROCESADOR: ¿QUÉ
ES?ES?
PUNTO DE VISTA INFORMÁTICO:
CEREBRO DEL PC
Componente del PC que INTERPRETA
y EJECUTA las INSTRUCCIONES
contenidas en los programas y
PROCESA LOS DATOS (4 PASOS)
Proporciona la característica
fundamental de la computadora
digital: LA PROGRAMABILIDAD
7. ¿DÓNDE SE ENCUENTRA Y CUÁLES SON¿DÓNDE SE ENCUENTRA Y CUÁLES SON
SUS CARACTERÍSTICAS GENERALES?SUS CARACTERÍSTICAS GENERALES?
Unido a la placa base/madre (board) a través
de un zócalo o socket específico
Necesita un sistema de refrigeración (ventilador
+ disipador) debido a las velocidades que
alcanza (VELOCIDAD DE RELOJ)
Se comunica a través de un conjunto de
circuitos llamado Bus (interno/externo)
MULTINÚCLEO (NÚCLEO= CORE): 2 ó +
microprocesadores en un solo encapsulado y en
un solo circuito integrado
Incorpora MEMORIA CACHÉ (Distintos niveles L1,
L2, L3)
9. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?
UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA (ALU)
Arithmetic Logic Unit
UNIDAD DE CONTROL (UC)
MEMORIA CACHÉ
COPROCESADOR MATEMÁTICO
PREFETCH UNIT
UNIDAD DE DECODIFICACIÓN
REGISTROS
11. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?
UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA
(ALU):
Es la parte inteligente del chip. Realiza:
-Cálculos matemáticos (suma, resta,
etc..)
-Operaciones lógicas (“yes-no-or-and”)
y comparaciones (“igual, mayor que,
menor que”)
-Transfiere los datos entre las posiciones
de almacenamiento
-Los mensajes de la Unidad de Control
le dicen qué debe hacer
12. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?
UNIDAD DE CONTROL:
-Núcleo del procesador.
-Regula el proceso entero de cada
operación que realiza.
-Dirige la ejecución del programa y
controla tanto el movimiento entre
memoria y ALU, como las señales
que circulan entre la CPU y los
periféricos.
13. FUNCIONES DE LA UNIDADDE CONTROLFUNCIONES DE LA UNIDADDE CONTROL
(UC)(UC)
Controlar la secuencia de
instrucciones a ser ejecutadas.
Controlar el flujo de datos entre las
diferentes partes que conforman el
ordenador.
Interpretar las instrucciones.
Regular tiempos de acceso y
ejecución en el procesador.
Enviar y recibir señales de control de
periféricos externos
14. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?
MEMORIA CACHÉ: Memoria
ultrarrápida que almacena ciertos
bloques de datos e instrucciones que
posiblemente serán utilizados en las
siguientes operaciones sin tener que
acudir a la RAM
Aumenta la VELOCIDAD y
RENDIMIENTO del procesador y con ello
del PC
-Varios Niveles: L1, L2, L3
15. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?
COPROCESADOR MATEMÁTICO
(FTU=Floating Point Unit) especializado en
esos cálculos matemáticos.
PREFETCH UNIT: Decide cúando pedir los
datos desde la memoria principal (RAM) o de
la caché
UNIDAD DE DECODIFICACIÓN:
Traduce códigos electrónicos en algo fácil de
entender para ALU y registros.
REGISTROS: Pequeñas memorias donde se
almacenan resultado de las operaciones
realizadas por ALU en un corto periodo de
tiempo
17. ¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?
1) FETCH---LEER:
Recupera una instrucción de la memoria
(antes de ser leída la instrucción debe
ser recuperada: IMPORTANCIA CACHÉ)
Contador de programa: almacena un nº
que identifica la posición de la
instrucción en el programa
Dirige a la CPU a una dirección de
memoria
Contador de programa cuenta un paso
y le indica a la CPU qué debe hacer
18. ¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?
2) DECODE---DECODiFICAR:
La instrucción es dividida en partes
Es interpretada en un conjunto de
instrucciones (ISA ó Instruction Set
Architecture)
Un grupo de nºs llamados “opcode”
indica qué operación realizar
Para ello se ayuda de un
microprograma
19. ¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?
3) EXECUTE---EJECUTAR:
ALU ejecuta la operación con las
entradas que se les proporciona y
facilita el resultado
4) WRITEBACK---ESCRIBIR:
Escribe los resultados del proceso de
ejecución en la memoria:
-Registro interno para acceso rápido
(CACHÉ)
-Memoria principal (RAM)
Notas del editor
Normalmente tomamos la parte por el todo llamando CPU al conjunto constituido por todo el Hardware del PC, aunque se refiere únicamente al
MICROPROCESADOR
¿A qué se debe esta metonimia – el tomar la parte por el todo.?
INPORTANCIA CENTRAL DEL MICROPROCESADOR
CIRCUITO INTEGRADO: pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica.
LEY DE MOORE (1965): el número de transistores contenidos en un microprocesador se dobla más o menos cada dieciocho meses. Esta afirmación, que en principio estaba destinada a los dispositivos de memoria, pero también los microprocesadores han cumplido la ley. Una ley que significa para el usuario que cada dieciocho meses, de forma continua, pueda disfrutar de una tecnología mejor.
PROCESA LOS DATOS que después serán visi…..
INCORPORA UNAS INSTRUCCIONES BÁSICAS DE SERIE (Normalmente las SECUENCIAS de instrucciones más utilizadas o las que más se repiten) para no tener que buscarlas en la ROM y así acelerar el procesamiento de datos-------contiene un MINI-SOFTWARE (esto depende del fabricante INTEL/AMD)--------------TECNOLOGÍA MMX
PLACA BASE/MADRE: también se puede llamar “motherboard” o “main board” SOPORTE FUNDAMENTAL que aloja y comunica a todos los demás componentes: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida
La más utilizada “estándar” es la ATX en la que se encuentra las conexiones de todos los componentes del PC.
VELOCIDAD DE RELOJ: BILLONES DE CICLOS POR SEGUNDO, lo que le permite ejecutar MILES DE MILLONES DE INSTRUCCIONES/segundo
INTEL Y AMD utilizan zócalos incompatibles (Slot---AMD)
HYPERTRANSPORT: comunicación entre chips de un circuito integrado ofreciendo un enlace (ó bus) avanzado de alta velocidad y alto desempeño; es una conexión universal que está diseñada para reducir el número de buses dentro de un sistema, suministrando un enlace de alto rendimiento a las aplicaciones incorporadas y facilitando sistemas MULTITAREA.
RAM (Randon Access Memory): MEMORIA PRINCIPAL memoria volátil, se borra cuando se corta el suministro eléctrico. Dispositivo donde se almacenan temporalmente los datos y los programas que la CPU está procesando o va a procesar en un determinado momento.
Cuando la CPU ejecuta un programa o una serie de datos tiene que llevarlos primero a la memoria antes de poder procesarlos.
CANTIDAD DE RAM EN PC ES UN ELEMENTO IMPORTANTE
ROM (Read Only Memory) MEMORIA DE SÓLO LÉCTURA: Para almacenar programas (software)