Este documento describe la función principal del procesador en una computadora, que es ejecutar programas mediante la lectura y ejecución secuencial de instrucciones. Explica que existen dos tipos principales de arquitecturas de CPU: CISC, que usa microprogramación, e instrucciones complejas; y RISC, que tiene un conjunto de instrucciones más simple. Finalmente, destaca la importancia de la velocidad y precisión del procesador para las empresas modernas, ya que procesa grandes volúmenes de datos necesarios para la toma de decisiones.

1. Realizado por:
Sobeida, Rivas Castillo
El Procesador
y su Uso en la Empresa

2. ¿Cuál es la Función Básica de una
Computadora?
¿Cuál es la Función del CPU?

3. • La función básica de una
computadora es ejecutar
programas, el cual está
compuesto de un conjunto de
instrucciones almacenadas en
memoria.
• La CPU es la encargada de
ejecutar las instrucciones
especificas del programa. Para
comprender esta función debe
considerarse el detalle del
proceso de ejecución del
programa.

4. Desde el punto de vista más simple, se
considera el procesamiento de una
instrucción en dos etapas:
• La CPU lee (busca, trae; fetch en
inglés) la instrucción de memoria y
la ejecuta.
• La ejecución del programa
consiste en la repetición del proceso
de traer y ejecutar la instrucción. Se
detiene sólo si la computadora se
desconecta, se produce algún error o
se encuentra una instrucción que
detiene la computadora.
Ciclo básico de
instrucción

5. La instrucción traída se almacena en un registro de la CPU
conocido como registro de instrucción (IR instruction register).
La CPU interpreta la instrucción y realiza la acción requerida.
En general, ésta puede ser de cuatro tipos:
CPU - Memoria: Deben transferirse datos desde la CPU a la
memoria o viceversa.
CPU - E/S: Deben transferirse datos a o desde el exterior mediante el
módulo de E/S.
Procesamiento de datos: La CPU realizará alguna operación
aritmética o lógica con los datos.
Control: Una instrucción puede especificar que la secuencia de
ejecución se altere por lo que la CPU debe poner el contador de
programa al valor adecuado.

6. INSTRUCCIONES DE LA CPU
 Registros
 Instrucciones
 Aritmética y Lógica
 Movimientos de datos
 Operaciones de datos en bloque
 Instrucciones de control de programa
 Instrucciones de Entrada-Salida

7. UNIDADES FUNCIONALES
• El procesador se compone de un grupo de unidades
interrelacionadas (o unidades de control). Aunque la arquitectura
del microprocesador varía considerablemente de un diseño a otro,
los elementos principales del microprocesador son los siguientes:
• Una unidad de control que vincula la información entrante para
luego decodificarla y enviarla a la unidad de ejecución: La unidad de
control se compone de los siguientes elementos:
• Secuenciador (o unidad lógica y de supervisión ), que
sincroniza la ejecución de la instrucción con la velocidad de reloj.
También envía señales de control.
• Contador ordinal, que contiene la dirección de la instrucción
que se está ejecutando actualmente.
• Registro de instrucción, que contiene la instrucción
siguiente.

8. • Una unidad de ejecución (o unidad de procesamiento), que cumple las
tareas que le asigna la unidad de instrucción. La unidad de ejecución se
compone de los siguientes elementos:
• La unidad aritmética lógica (se escribe ALU); sirve para la ejecución
de cálculos aritméticos básicos y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO,
etc.);
• La unidad de punto flotante (se escribe fpu), que ejecuta cálculos
complejos parciales que la unidad aritmética lógica no puede realizar;
• El registro de estado;
• El registro acumulador.
• Una unidad de administración del bus (o unidad de entrada-salida)
que administra el flujo de información entrante y saliente, y que se encuentra
interconectado con el sistema RAM.
UNIDADES FUNCIONALES

9. Hoy en día, los programas cada vez más grandes y
complejos demandan mayor velocidad en el procesamiento de
información, lo que implica la búsqueda de microprocesadores
más rápidos y eficientes.
Los avances y progresos en la tecnología de
semiconductores, han reducido las diferencias en las velocidades
de procesamiento de los microprocesadores con las velocidades
de las memorias, lo que ha repercutido en nuevas tecnologías en
el desarrollo de microprocesadores.

10. La meta principal es incrementar el rendimiento
del procesador, ya sea optimizando alguno existente o se
desee crear uno nuevo. Para esto se deben considerar
tres áreas principales a cubrir en el diseño del
procesador y estas son:
• La Arquitectura.
• La Tecnología de proceso.
• El Encapsulado.

11.  La Arquitectura de Computadoras: se refiere a los atributos
de un sistema que son visibles a un programador, es decir aquellos
atributos que tienen un impacto directo en la ejecución lógica de un
programa.
 La Tecnología de Proceso: se refiere a los materiales y técnicas
utilizadas en la fabricación del circuito integrado.
 El Encapsulado: se refiere a cómo se integra un procesador con
lo que lo rodea en un sistema funcional, que de alguna manera
determina la velocidad total del sistema.

12. Aunque la tecnología de proceso y de
encapsulado son vitales en la elaboración de
procesadores más rápidos, es la arquitectura del
procesador lo que hace la diferencia entre el
rendimiento de una CPU (Control Process Unit) y otra.

13. ARQUITECTURAS CPU
Existen dos tipos mas comunes:
• CISC: Su sistema de trabajo se basa en la microprogramación.
Consiste en hacer que cada instrucción sea interpretada por un
miniprograma.
• RISC: Microprocesador con un conjunto de instrucciones muy
reducidas en contraposición. Se basan en estructuras simples y por
lo tanto su complejidad total de la CPU es menor.

14. • CISC es un modelo de arquitectura de
computadores (del inglés Complex
Instruction Set Computing).
Computadoras con un conjunto de
instrucciones complejo.
• Los microprocesadores CISC tienen un
conjunto de instrucciones que se
caracteriza por ser muy amplio y
permitir operaciones complejas entre
operandos situados en la memoria o en
los registros internos, en contraposición
a la arquitectura RISC.
ARQUITECTURA CISC

15. La microprogramación es una característica
importante y esencial de casi todas las arquitecturas CISC.
La microprogramación significa que cada instrucción de
máquina es interpretada por un microprograma localizado
en una memoria en el circuito integrado del procesador.
ARQUITECTURA CISC

16. Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo
entre instrucciones, por lo que, en la actualidad, la
mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento
implementan un sistema que convierte dichas
instrucciones complejas en varias instrucciones simples
del tipo RISC, llamadas generalmente
microinstrucciones.

17. CARACTERÍSTICAS DE LAS CISC
 Reduce la dificultad de crear compiladores.
 Permite reducir el costo total del sistema
 Reduce los costos de creación de software.
 Mejora la compactación de código
 Facilita la depuración de errores.
 Muchas instrucciones potentes.
Muchos modos de direccionamiento
 Varios formatos de instrucciones
 Normalmente microprogramados (no microprogramables)
 La ejecución de las instrucciones lleva varios ciclos de máquina.

18. Arquitectura RISC
De Arquitectura computacional, RISC (del inglés), Computadora
con Conjunto de Instrucciones Reducidas.
Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en
base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la
ejecución de programas compilados directamente con microinstrucciones
y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser mas
eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue
decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado.
Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado,
éstas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual
elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones
complejas.

19. La relativa sencillez de la arquitectura de los procesadores
RISC conduce a ciclos de diseño más cortos cuando se desarrollan
nuevas versiones, lo que posibilita siempre la aplicación de las
más recientes tecnologías de semiconductores.
Por ello, los procesadores RISC no solo tienden a ofrecer
una capacidad de procesamiento del sistema de 2 a 4 veces mayor,
sino que los saltos de capacidad que se producen de generación en
generación son mucho mayores que en los CISC.

20. Características de las RISC
Codificación uniforme de instrucciones (ejemplo: el código de
operación se encuentra siempre en la misma posición en cada
instrucción, la cual es siempre una palabra), lo que permite una
decodificación más rápida.
Las instrucciones, aunque con otras características, siguen
divididas en tres grupos:
a)Transferencia.
b) Operaciones.
c) Control de flujo.

21. Un conjunto de registros homogéneo, permitiendo que cualquier
registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el
diseño del compilador.
Modos de direccionamiento simple con modos más complejos
reemplazados por secuencias de instrucciones aritméticas simples.
Los tipos de datos soportados en el hardware (por ejemplo,
algunas máquinas CISC tiene instrucciones para tratar con tipos
byte, cadena) no se encuentran en una máquina RISC.
Además estos procesadores suelen disponer de muchos registros
de propósito general.
El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es
posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de
instrucciones y reducir los accesos a memoria.
Características de las RISC

22. La principal función del procesador, es simplemente, funcionar como
un dispositivo lógico programable, reduciéndose así, el tamaño del equipo o
computadora. Al ser programable, le ofrece al usuario diversos servicios,
como por ejemplo: Controlar flujo de información dentro del PC, manejar y
controlar la memoria RAM y realizar operaciones básicas sobre los datos del
computador.
En la actualidad, un computador cuenta por lo menos con dos
procesadores, uno en la placa madre y otro en la placa de video. Este lleva
por nombre (APU). La combinación de ambos puede ofrecer un rendimiento
sorprendente al usuario y al computador.
Uso del Procesador en la Empresa

23. Sin embargo, simultáneamente han aumentado las aplicaciones en
las cuales la capacidad de procesamiento que se pueda obtener del sistema
es más importante que la compatibilidad con el hardware y el software, lo
cual no solo es válido en los subsistemas de alta capacidad en el campo de
los sistemas.
Debido a lo anterior, los equipos RISC se han introducido poco a
poco en oficinas, en la medicina y en bancos, debido a los cada vez mas
voluminosos y complejos paquetes de software con sus crecientes
requerimientos de reproducción visual, que antes se encontraban solo en el
campo técnico de la investigación y desarrollo.

24. Dadas estas ventajas que ofrecen los procesadores, resulta obvio
indicar que a pesar de que no todos los usuarios son conscientes del
importante papel que desempeña el procesador como componente de un
computador, existen otros usuarios para los cuales las características del
procesador son de gran importancia cuando se manejan grandes volúmenes
de información que requiere ser procesada para su posterior uso, se puede
decir que a mayor velocidad de procesamiento de datos mayor será la
velocidad de respuesta de los procesos, para una empresa cualquiera la
velocidad de respuesta en los procesos conlleva a prestar servicios
eficientes y también ayuda a la toma de decisiones con mayor eficiencia.

25. Se requiere entonces que el procesador de un equipo tenga alta
precisión y rapidez en la realización de cálculos, por complicados que éstos
sean, sobre todo en algunas de las tareas administrativas que se pueden
realizar con la computadora como la gestión de personal, proceso de
nominas, control de inventarios, gestión de almacén, facturación,
contabilidad, entre otros.
Aunque es una pieza fundamental e importante para el equipo de
computo su rapidez y precisión son imprescindibles en las empresas
modernas y competitivas, cuyo objetivo principal es la ayuda a la toma de
decisiones a partir del análisis de todos los datos relacionados con el
negocio.