Esta es una exposición que se Investigo y se desarrollo con varios días de trabajo. He decidido compartirla para que no se pierda en el tiempo y sirva para otras personas que necesites la información. En la lamina 50 DEMOSTRACION DE CÓMO FUNCIONA LA ARQUITECTURA VON NEUMAN: La explicacion de esta lamina la pueden encontrar en: https://www.youtube.com/watch?v=SBX9pma_e-g Si consiguen entender el vídeo y explicarlo seria algo muy positivo para todos. Bueno suerte y que estén bien.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION UNIVERSITARIA
PROGRAMA NACIONAL DE FORMACION
COLEGIO UNIVERSITARIO FRANCISCO DE MIRANDA
ESTEBAN RAMIREZ
KENDERSON MARTINEZ
MICROPROCESADORES

2. INTRODUCCIÓN
Mucho ha llovido ya desde que Intel lanzara el primer microprocesador en un simple chip, el
Intel 4004. A partir de entonces se han ido sucediendo lanzamientos de nuevos y mejorados
procesadores.
Advierto que este tema es un poco extenso pero trataremos de hacerlo lo mas rápido y
entendible que se pueda En esta exposicision no hablaremos de los microprocesadores como
Generaciones, sino mas bien como han ido evolucionando poco a poco resaltando lo mas
importante, trataremos algunos puntos interesantes que harán un poco mas amena la
exposición, sin olvidar lo primordial que es como en realidad funciona el microprocesador y
como se compone su estructura. Mucha atención no hagan preguntas y espero les quede algo
de esta exposición.

3. MICROPROCESADOR
El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más
complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por
analogía el «cerebro» 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, esencialmente, por , registros,
una, unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo
en coma flotante (conocida antiguamente como «coprocesador matemático»).

4. INVENCION Y EVOLUCION HISTORICA DEL
MICROPROCESADOR.
En los comienzos de la implementación de circuitos lógicos el
diseñador debía poseer amplios conocimientos en tanto en lógica
digital como en los componentes y dispositivos que debía acoplar, esto
presentaba inconvenientes, la llamada lógica cableada no permitía
hacer modificaciones sin afectar la construcción física del circuito, en
1970 esto cambia con la aparición del microprocesador, con lo que
aparece lo que se denomina Lógica programable, la cual permite
modificar el comportamiento lógico digital del circuito sin tener que
cambiar su configuración física.

5. ERA ELECTROMAGNÉTICA
Con el surgimiento de la electricidad y dispositivos como el motor eléctrico,
los contactos eléctricos y dispositivos electromagnéticos como los relé o
relevos o contactores los cuales al paso de la corriente eléctrica abren o
cierran contactos permitiendo el bloqueo o paso de la corriente con lo que
se puede representar dos estados estables, encendido y apagado, que en lógica
digital son el uno (1) y cero (0), estos estados junto con el trabajo realizado
por George Boole (1815-1864), con su teoría de lógica booleana llamada
“El algebra de Boole”, son la base matemática en la lógica de los computadores
modernos.

6. “MAQUINA DE HOLLERITH” (1886),
Se destaca la maquina “Tabuladora” o
“Maquina de Hollerith” (1886), que registra datos
utilizando contactos eléctricos. Hollerith creo una
empresa para la distribución de esta maquina, esta
empresa en 1924 paso a llamarse “International
Bussiness Machines” o IBM.

7. ERA ELÉCTRICA
La invención del tuvo de rayos catódicos o CTR (1897) por Karl
Braun (1850-1918) y el diodo en de válvula de vacio (1904) por Jhon A.
Fleming que permite el mejoramiento en las comunicaciones, preceden
la invención que define la tecnología del microprocesador, se hable del
tuvo al vacio (1906) por Lee de Forest (1873-1961), basado en el
efecto Edison, este dispositivo es un diodo de válvula de vacio con una
rejilla de control adicional creando la válvula de tres electrodos, con
este dispositivo se hace posible la radio, la telefonía, la telegrafía
inalámbrica, la televisión, etc. Impulsando también el desarrollo de la
electrónica.

8. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And
Computer)
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), primera computadora
de propósito general, desarrollada en la Universidad de Pennsylvania por Jhon
Presper Eckert y John William Mauchly, completamente digital ejecutaba sus
instrucciones en lenguaje maquina, la ENIAC se reprogramaba re cableando sus
circuitos, lo que tardaba varios días e incluso semanas, construida con mas de 17000
válvulas, mas de 7000 diodos de cristal, 1500 relés, 70.000 resistencias, 10.000
condensadores, con un peso de 27 toneladas, temperatura de operación de 50°C y
consumo de 160 KW.

9. ERA ELECTRÓNICA
En 1958 se desarrolla el Circuito Integrado, por el Ingeniero Jack Kilby (1923-
2005), consistía en un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una
misma base semiconductora formando un oscilador de rotación de fase. El circuito
integrado consiste en una pastilla pequeña de unos cuantos milímetros de área,
construida a partir de silicio en la que se fabrican circuitos electrónicos basados
en circuitos semiconductores, estos dispositivos se protegen del exterior por una
cubierta de cerámica o plástico y se comunica al exterior por medio de unos
contactos metálicos, llamados pines, patillas o contactos.

10. PRIMER MICROPROCESADOR
COMERCIAL
Finalmente aparece el primer
microprocesador el Intel 4004, lanzado al
mercado en 1971, con una CPU de 4 bits,
2300 transistores, 16 pines (DIP-Dual In-
line Package), máxima velocidad de reloj
740 KHz, con arquitectura Harvard, 46
instrucciones, 16 registros de 4 bits cada
uno, stack de 3 niveles.

11. CRONOLOGIA DE LOS MICROPROCESADORES

12. 1971: EL INTEL 4004
Federico Faggin ingeniero eléctrico y físico italiano
Producción Finales de 1971 — 1981
Frecuencia de reloj de CPU 740 KHz.
El 4004 fue el primer microprocesador del mundo, creado en un simple chip y
desarrollado por Intel. Era un CPU de 4 bits y también fue el primero
disponible comercialmente. Este desarrollo impulsó la calculadora de
Busicom e inició el camino para dotar de «inteligencia» a objetos inanimados
y asimismo, a la computadora personal.

13. 1972 MICROPROCESADOR 8008
El 1 de Abril de 1972, Intel anunció una
versión mejorada de su procesador anterior. Era
el 8008, y su principal ventaja frente a otros
modelos, fue poder acceder a más memoria
y procesar 8 bits. La velocidad de su reloj
alcanzaba de 0.5Mhz a 0.8MHz.

14. MICROPROCESADOR 8080
En Abril de 1974 Intel lanzó el 8080 con
una velocidad de reloj que alcanzaba los 2
Mhz. Al año siguiente, aparece en el mercado
el primer ordenador personal, de nombre Altair,
basado en la micro arquitectura del Intel 8080..
El procesador de este computador suponía
multiplicar por 10 el rendimiento del anterior,
gracias a sus 2 MHz de velocidad.
Conjunto de
Instrucciones: pre x86.

15. 1977 MICROPROCESADOR 8085
En 1977 sale al mercado el Intel 8085,
procesador de 8 bits, binariamente compatible
con el anterior i8080, pero exigía menos
soporte de hardware, así permitía sistemas de
microordenadores más simples.
Frecuencia de Reloj: de 2 a 5MHz.

16. LA MEMORIA DE BURBUJA
Dispositivo transparente que se utilizaba en la
producción de memorias de burbujas, un negocio en
que Intel entra en el año 1977 y lleva a cabo durante
los siguientes11 años. Muy parecidas a las floppy y las de cintas magneticas, sucesora de la de
anillos Magneticos.
La memoria de burbuja (Bubble memory) es un tipo de memoria para almacenamiento no
volátil que utiliza una película de material magnético de pequeño espesor que contiene pequeñas
zonas magnetizadas conocidas como burbujas , que almacenan un bit de datos cada una.

17. MICROPROCESADOR 8086 & 8088
En junio de 1978 y 1979 hacen su aparición los
microprocesadores 8086 y 8088 que pasaron
a formar el IBM PC, equipo que salió al mercado
en 1981.
• Los i8086 e i8088 se basaron en el diseño
del Intel 8080 y el Intel 8085, y de hecho son
compatibles a nivel de ensamblador con el i8080.
• Ambos tienen cuatro registros generales de 16
bits, que también pueden ser accedidos como
ocho registros de 8 bits, con cuatro registros.
Frecuencia de Reloj entre 5MHz a 10MHz.

18. IBM CON MICROPROCESADOR INTEL
El primer “PC” o computador personal se construye en
IBM y se lanza al mercado en 1981, aunque en el mercado
ya existían otros computadores fabricados principalmente
por Apple, el modelo IBM PC causa gran impacto debido
al concepto de compatibilidad, es decir, la estrategia de
fabricar computadores con partes de distintos fabricantes
con compatibilidad IBM, en su interior tenia un
microprocesador 8088 de Intel.

19. INTEL 80286
El 1 de febrero 1983 Intel daba un nuevo vuelco a la industria con
la aparición de los primeros 80286 (el famoso ordenador”286”) con una
velocidad entre 6 y 25 Mhz y un diseño mucho más cercano a los actuales
microprocesadores. El 286 tiene el honor de ser el primer
microprocesador usado para crear ordenadores clones en masa.
Conjunto de Instrucción: x86.

20. PRIMER PC IBM INTEL 286
Primer PC IBM con
microprocesador Intel
286. Su aparición
comienza la masividad de
los computadores.

21. El 16 de octubre de 1985 Intel lanza el i80386, con arquitectura de x86.
Fue empleado como la unidad central de proceso de muchos computadores personales
desde mediados de los años 80 hasta principios de los 90.
También conocido como 386, con una velocidad de reloj entre 16 y 40 Mhz.
Este producto se destacó principalmente por ser un microprocesador con
Un conjunto de Instrucción: x86.
MICROPROCESADOR i80386

22. El 22 de marzo del 1993 ve la luz por primera vez el “Pentium”, también
conocido por nombre clave P54C. Estos procesadores partían de una
velocidad inicial
de 60 MHz, llegando a los 200 MHz. Poseía un bus de datos de 64 bits,
permitiendo un acceso de memoria de 64 bits.
1993: EL INTEL PENTIUM

23. 1994-1996 Frecuencia de reloj de CPU150 MHz a 200 MHz
Velocidad de FSB 60 MHz a 66 MHz
El Pentium Pro es la sexta generación de arquitectura x86. Este producto buscaba
Reemplazar al Intel Pentium en toda gama de aplicaciones pero luego se centró como
chip en el mundo de los servidores.
MICROPROCESADOR PENTIUM PRO

24. 1997 EL INTEL PENTIUM II
Un procesador de 7'5 millones de transistores,.
Velocidad de Reloj entre 233 MHz a 450Mhz, se busca entre los cambios fundamentales con
respecto a su predecesor, mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits
Poseía 32 KB de memoria caché de primer nivel, repartida en 16 KB para datos y otros 16 KB para
instrucciones.

25. 1999: EL INTEL PENTIUM III
El 26 de febrero de 1999 llega el Pentium III.
De velocidad de Reloj de entre 400MHz a 1.5GHz.
Conjunto de Instrucciones x86.
Fue diseñado para reforzar el área del desempeño en el Internet, le permite a los
usuarios hacer cosas, tales como, navegar a través de páginas pesadas (con muchos
gráficos), tiendas virtuales y transmitir archivos video de alta calidad.

26. MICROPROCESADOR PENTIUM4
El 20 de noviembre de 2000 sale al mercado el Pentium 4, microprocesador de
séptima
generación, basado en la arquitectura X86 y con un diseño completamente
nuevo.
El 8 de agosto de 2008 Intel lanza el último Pentium 4, siendo sustituido por los
Intel
Core Duo.
Velocidad de Reloj 1.3 GHz a 3.7 GHz
Con el Pentium 4 se podía renderizar gráficas en 3D en tiempo real.

27. TABLA COMPARATIVA

28. Robert Noyce (uno de los fundadores de Intel) fue galardonado en
1978 con la Medalla de Honor del IEEE, por sus contribuciones a
los circuitos integrados de silicio, una de las piedras angulares de la
electrónica moderna.

29. CARACTERISTICAS PRINCIPALES
Las características más importantes de un microprocesador son:
 la velocidad
 la memoria
 las características eléctricas
 El tipo de zócalo.
La Velocidad
La Velocidad de un micro se mide en megahercios (MHz) o gigahercios (1 GHz = 1 000 MHz).
Todos los micros modernos tienen dos velocidades:
Velocidad interna: aquella a la que funciona el micro internamente; por ejemplo: 550 MHz, 1000 MHz
o 2 GHz.
Velocidad externa o del bus, también llamada velocidad FSB: aquella a la que el micro se
comunica con la placa base. Varía entre 100 y 400 MHz.

30. CARACTERISTICAS PRINCIPALES
La Memoria
Los microprocesadores incluyen la memoria caché L1. Los más
modernos incluyen también en su interior una segunda caché, la caché
de nivel 2 o L2, que es más grande que la L1, aunque menos rápida1.
Las características típicas de un microprocesador pueden ser las
siguientes:
 Velocidad: 1,4 GHz.
 FSB: 266 MHz.
 Caché L1: 128 Kbits (kilobits).
 Caché L2: 256 Kbits.
 Tipo de zócalo: Socket A.

31. CARACTERISTICAS PRINCIPALES
La Alimentación
Los microprocesadores reciben la electricidad de la placa base.
Existen dos voltajes distintos:
Voltaje externo o voltaje de E/S: permite al procesador
comunicarse con la placa base; suele ser de 3,3 voltios.
Voltaje interno o voltaje de núcleo: es menor que el anterior (2,4
voltios; 1,8 voltios), y permite al microprocesador funcionar con
una temperatura interna menor.
En los ordenadores más antiguos, era necesario configurar los
voltajes de la CPU en la placa base mediante algunos puentes.
Actualmente los voltajes se ajustan de forma automática.

32. CARACTERISTICAS PRINCIPALES
Sockets y slots
Existen dos tipos generales de montajes
utilizados
para conectar el microprocesador dentro de la
placa base: sockets (zócalos) y slots
(ranuras)
Los microprocesadores de tipo ranura se
clasifican
como Slot 1, Slot A, ...
Los de tipo zócalo se denominan Socket 7,
Socket A

34. ARQUITECTURA BASICA DE UN
MICOPROCESADOR
Las principales unidades básicas de un microprocesador son:
La Unidad Aritmética y Lógico – ALU, la matriz de
registros y la Unidad de Control.
Aunque existen otras unidades auxiliares y secciones que
trabajan en conjunto con las anteriores para formar un
microprocesador especifico.

35. PASOS PARA EJECUTAR UNA
INSTRUCCION
1. Leer de la memoria la instrucción a ejecutar y guardarla en
un registro interno de la CPU.
2. Identificar la instrucción que acaba de leer.
3. Comprobar si la instrucción necesita datos que se encuentran
en memoria, si es el caso, determina la localización de los
mismos.
4. Buscar los datos en memoria y guardarlos en registro dentro
de la CPU.
5. Ejecutar la instrucción.
6. El resultado puede ser almacenado en memoria o retenido
esperando la siguiente instrucción o incluso generar
comunicación con otros elementos externos a la CPU.
7. Comienza un nuevo ciclo empezando con el primer paso.

36. PARTES DE UN MICROPROCESADOR:

37. PARTES DE UN MICROPROCESADOR:
Encapsulado : es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su
deterioro y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la
placa madre directamente.
Memoria caché : son dos memoria ultra rápidas que almacenan ciertos bloques de datos que
posiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria
RAM, aumentando así la velocidad y disminuyendo el número de veces que la PC debe
acceder a la RAM. Las caches de micro se encuentran en dos niveles: L1 y L2
Coprocesador matemático : es el FPU (Floating Point Unit - Unidad de como flotante) la
parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemático
Unidad lógica aritmética (ALU): es la parte inteligente del chip, y realiza todas las funciones
de suma, resta, multiplicación o división. También sabe leer comandos lógicos, como OR.
AND o NOT. Los mensajes de la unidad de control le dicen a la ALU que debe hacer.
Unidad de control : regula el proceso entero de cada operación que realiza el
microprocesador, basándose en las instrucciones de la unidad de decodificación, crea señales
que controlan a la ALU y los Registros. La unidad de control dice qué hacer con los datos y en
qué lugar guardarlos. Una vez que finaliza, se prepara para recibir nuevas instrucciones.
Registros : son pequeñas memorias en donde se almacenan los resultados de las
operaciones realizadas por la ALU por un corto periodo de tiempo.
El micro también se componen de otras partes, pero sólo me remitiré a las más importantes.

38. MEMORIA CACHE
Como consecuencia de las diferencias de velocidad, se insertó, una
memoria muy rápida entre la RAM y el microprocesador.
Esta memoria almacena las instrucciones y datos de RAM
susceptibles de ser empleados con mas frecuencia por el
microprocesador.
Esta técnica, acelera el procesamiento de las instrucciones, ya que,
la información está mas cerca y se accede a esta con mayor
velocidad.

39. MEMORIA CACHE
La memoria cache es un almacén temporal de alta
velocidad, ubicada entre el CPU y la RAM.
Permite que el CPU puede trabajar a su velocidad
más alta, siempre y cuando la memoria esté
fabricada dentro del mismo chip del
microprocesador.
El primer procesador en tener cache de nivel
interna El Intel 80486.

40. ARQUITECTURA VON NEUMAN
Fue establecida en 1945 por Von Neumann.
◦ Este tipo de arquitectura consta de los siguientes bloques:
◦ Memoria principal
◦ Unidad aritmético-lógica
◦ Unidad de control
◦ Unidad de entrada/salida
◦ Buses

41. ARQUITECTURA VON NEUMAN

42. MEMORIA PRINCIPAL
Se emplea para almacenar datos o
instrucciones.
Cada celda está compuesta de un
número de bits que nos da el ancho de
palabra de la memoria.

43. UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA
Permite realizar las operaciones
elementales (AND, OR, NAND, NOR,
suma, resta, etc.). Estas operaciones las
realiza con datos procedentes
normalmente de la memoria y los
resultados parciales los almacena o no
temporalmente en algunos registros que
suele tener la propia unidad aritmética.

44. UNIDAD DE CONTROL
Es la unidad que gobierna y gestiona el
comportamiento de un computador.

45. UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA
Realiza la transferencia de información con
el exterior, con las unidades que se
conocen con el nombre de periféricos.

46. TIPOS DE BUSES
Bus de datos: circulan los datos de las
operaciones que se van a efectuar.
Bus de direcciones: circulan las direcciones
de memoria donde se encuentra
almacenado algún tipo de información a la
que se desea acceder.
Bus de control : circulan las señales de
control generadas por la unidad de control
para la ejecución de las instrucciones.

47. ARQUITECTURA VON NEUMAN

48. ARQUITECTURA HARDVARD
VS
ARQUITECTURA VON
NEUMAN
VON NEUMAN: INTEL-AMD.
HARDVARD: MARK I-PIC16

50. DEMOSTRACION DE CÓMO FUNCIONA LA
ARQUITECTURA VON NEUMAN
MULTIPLEXOR
REGISTRO DE INSTRUCCIONES
CONTADOR DE PROGRAMA
ACUMULADOR

51. CISC VS RISC
UNA BATALLA SIN CUARTEL
CISC
(Complex Intruction Set Computer)
Computadoras con un conjunto de
instrucciones complejas.
RISC
(Reduced Instruction Set Computer)
Computadoras con un conjunto de
Instrucciones Reducidas.

52. CISC VS RISC
UNA BATALLA SIN CUARTEL
La arquitectura CISC se refiere a los
microprocesadores Tradicionales que
operan con grupos grandes de
Instrucciones.
Los Microprocesadores Intel de la
familia 80x86, 80XXX están dentro de
esta categoría (INCLUIDO EL
PENTIUM).

53. CISC VS RISC
UNA BATALLA SIN CUARTEL
Supercomputadora CDC 6600
diseñada en 1964.
Mainframe system
La arquitectura RISC a diferencia de
los CISC tiene un set de instrucciones
simples requiriendo unos pocos ciclos
de ejecución.

54. PROCESADORES DE DOBLE NUCLEO
Un procesador de doble núcleo (Dual Core) es un
microprocesador en el cual hay dos procesadores
(físicos) independientes en el mismo encapsulado,
además estos procesadores de doble núcleo poseen
para cada procesador interno una memoria caché de
segundo nivel (L2) de 1 o 2 Mb de capacidad, también
comparten la memoria principal del sistema para la
carga de sus propios procesos.
Nota: En este tipo de procesadores la memoria caché de
primer
nivel (L1) puede variar dependiendo de las necesidades de
procesamiento o multiprocesamiento. Suele ser más pequeña
que la
L2.

56. Pentium Dual Core Pentium Core 2 Duo
Núcleos 2 2
Velocidad 2.4 Ghz 3.16 Ghz
FSB 800 Mhz 1.33 Ghz
Caché L1 64 KB 64 KB
Caché L2 1 MB 6 MB

57. Pentium Quad Core Pentium Core 2 Ex
Núcleos 4 4
Velocidad 2.83 Ghz 3.20 Ghz
FSB 1.33 Ghz 1.60 Ghz
Caché L1 64 KB 64 KB
Caché L2 12 MB 12 MB

58. Ley de Moore:
“Lo mejor aún está por llegar…”
En 1965, el cofundador de Intel, Gordon Moore, tuvo una visión de futuro.
Su predicción, conocida popularmente como la Ley de Moore, plantea
que el número de transistores de un chip se duplica cada dos años. Esta
observación sobre la integración del silicio, convertida en realidad por Intel,
ha avivado la revolución tecnológica mundial.
Pero la Ley de Moore también significa costos en descenso. A medida
que los ingredientes de las plataformas y los componentes obtienen
más rendimiento, resulta exponencialmente más barato fabricarlos y, por
consiguiente, más abundantes, más potentes y más integrados en nuestra
vida cotidiana, con un poder de cómputo cada vez más alto.
La tecnología de Intel de primer orden a nivel mundial basadas en el silicio
han respaldado el desarrollo y la adopción mundial de sus arquitecturas y
plataformas estándares de la industria, convirtiendo a la compañía en el
mayor proveedor de silicio del mundo.

59. Más delgado, más capacidad:
Ultrabook™
 En mayo de 2011 Intel anuncia una
nueva categoría de computadores
 móviles dirigidas al público en
general, delgados y ligeros, llamados
 Ultrabook™.

60. La evolución sin límites:
el futuro de las PCs
Como empresa innovadora, Intel anuncia en 2011 la
creación
de los primeros microprocesadores 3D del mundo,
anuncio que
reafirma la Ley de Moore y plantea una evolución en el
mercado de las PCs, una nueva generación de
computadores
Más ubicuos, inteligentes y adecuados a las necesidades
de los
consumidores.
El diseño de transistor 3-D, llamado Tri-Gate, se incluye
por
primera vez en la línea de producción a gran escala en el
Proceso de producción de 22 nanómetros (nm) a
finales de 2011, en un chip de Intel con nombre en
código Ivy Bridge.

61. MICROPROCESADORE
S