El documento describe la arquitectura de la CPU, incluyendo sus principales componentes como la unidad aritmética lógica, la unidad de decodificación, la memoria caché y los buses. Explica que la CPU ejecuta instrucciones leyéndolas de la memoria principal y descomponiéndolas en pasos mediante estas unidades funcionales para realizar cálculos y mover datos.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, HUMANAS Y
TECNOLOGÍAS
ESCUELA DE INFORMÁTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN
TAREA No. 2
NOMBRE: PATRICIA PAGALO
SEMESTRE: 5to
“B”
Me puedo caer, me puedo herir, puedo quebrarme, pero con eso no desaparecerá mi fuerza de voluntad.
Madre Teresa de Calcuta

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TAREA No. 2
ARQUITECTURA DEL CPU
La CPU a menudo llamada sólo procesador y el cual es el corazón de la computadora.
Realiza las transformaciones de entrada y salida.
1. Microprocesador moderno o CPU, es un conjunto extraordinariamente
complejo de circuitos electrónicos. Constituye la unidad central de
procesamiento (CPU) de un PC
2. Placa madre o placa base: es un panel de circuitos, también es una tarjeta de
circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la
computadora u ordenador.
3. La memoria de la Computadora. La RAM (Ramdon Access Memory, memoria
de acceso rápido) es el tipo más común de almacenamiento primario, o de
memoria, donde se almacenan temporalmente las instrucciones y los datos del
programa.
4. La CPU: La unidad central de procesamiento (CPU) es el componente hardware
que ejecuta los pasos de un programa de software, realizando cálculos y
moviendo datos de una parte a otra parte del sistema. La mayoría de las CPU
tiene un vocabulario de menos de 1.000 instrucciones distintas.
La CPU típica está dividida en varias unidades funcionales: control, cálculo
aritmética, decodificación, bus y prebúsqueda. Estas unidades funcionan juntas
como operarios en la línea de ensamblaje para completar la ejecución de las
instrucciones del programa.
4.1. Unidad Aritmética Lógica (UAL): es un circuito digital que calcula
operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y
operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números. La UAL incluye
registros, cada uno de los cuales tiene generalmente un tamaño de 32 o 64
bits.
4.1.1. Registros: un registro es una memoria de alta velocidad y poca
capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar
transitoriamente y acceder a valores muy usados, generalmente en
operaciones matemáticas.
"Educar no es dar carrera para vivir, sino templar el alma para las dificultades de la vida."
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4.2. Las instrucciones del programa e guardan en el almacén primario
(memoria), que está generalmente en los chips exteriores de la CPU.
La primera tarea de la CPU es leer una instrucción de la memoria. La
unidad de bus manipula toda la comunicación entre la CPU y el
almacenamiento principal.
4.2.1. Los Buses
Las unidades componentes del ordenador se encuentran interconectadas
por unos circuitos que permiten el transporte físico de las distintas
informaciones presentes en la ejecución del proceso. Estos circuitos reciben
el nombre de buses. Dentro de la arquitectura del ordenador se tienen tres
buses:
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Bus de datos: Transporta los datos desde la memoria hasta las distintas
unidades de proceso y viceversa.
-
Bus de direcciones: Transporta las direcciones de las posiciones de la
memoria que intervienen en una operación.
-
Bus de control: Transporta señales de control desde la Unidad de
Control a las distintas unidades de trabajo y viceversa.
Para la comunicación de la CPU con el exterior hay una serie de elementos
situados en la propia CPU donde se conectan los periféricos, son los puertos
de entrada/salida. Cuando se deben enviar datos desde la memoria a un
puerto y viceversa, se emplean unos buses de datos utilizados para las
entradas y salidas.
4.3. La unidad de prebúsqueda: Indica a la unidad de bus que lea
instrucción almacena en una dirección particular de la memoria. Esta
unidad toma no sólo la próxima instrucción, sino varias instrucciones
siguientes, para asegurarse de que una instrucción esté siempre lista para
ejecutarse.
4.4. La unidad de decodificación: toma la instrucción leída por la unidad de
prebúsqueda y la traduce en un formato apropiado para el procesador
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interno de la CPU. Esto lo hace siguiendo los pasos requeridos para
completar una instrucción en la unidad de control.
La decodificación se lleva a cabo en dos etapas en cascada. En la primera
etapa, se generan las direcciones de los operandos y se indica el acceso a
memoria. Durante la segunda etapa, se identifican los puntos de entrada a
la microprograma y se generan las señales de control.
4.5. Contestar: Si una instrucción requiere que la información se envié fuera
de la CPU (por ejemplo, que sea escrita en la memoria) entonces la fase
final de ejecución es la de contestar, en la que la unidad de bus escribe los
resultados de la instrucción de nuevo en la memoria o en algún otro
dispositivo.
4.6. Los fabricantes de microprocesadores utilizan muchas técnicas para
eliminar los cuellos de la botella y acelerar el proceso. Por ejemplo, del
mismo modo que hace una búsqueda previa de las siguientes instrucciones
probables que han de leerse. La CPU pre-lee los siguientes datos, que con
probabilidad se utilizaran, en una memoria cache(llamada cache de nivel
2[cache L2]) o para un acceso más rápido, en la misma CPU ( una cache de
nivel 1).
Las memorias caché que se utilizan en los ordenadores son reservorios rápidos
de memoria que están diseñados para acelerar la transferencia de datos entre
los dispositivos rápidos y los lentos. Además de ser utilizadas para amortiguar
los datos, las memorias caché pueden poseer lógica de soporte de software, lo
que les permite comenzar los procedimientos de procesamiento de antemano.
Los diferentes tipos de caché se organizan por niveles, formando una jerarquía.
En general se cumple que, a mayor cercanía a la CPU, se presenta mayor
velocidad de acceso y menor capacidad de almacenamiento.
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Nivel 1 (L1): Conocido como caché interno, es el nivel más cercano a la
CPU (está en el mismo núcleo) con lo que el acceso se produce a la
velocidad de trabajo del procesador (la máxima velocidad). Presenta un
tamaño muy reducido, en Intel (4 a 32 KB), en VIA/Cyrix (1 a 64 KB), en
AMD (8 a 128 KB).
"Educar no es dar carrera para vivir, sino templar el alma para las dificultades de la vida."
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Nivel 2 (L2): Conocido como caché externo, inicialmente se instalaba en
la placa base (en el exterior de la CPU). A partir de los procesadores
Pentium 4 vienen incorporado en el procesador (no precisamente en el
núcleo). El nivel L2 apareció con el procesador Pentium Pro, es una
memoria más lenta que L1, pero de mayor capacidad. Los tamaños
típicos de la memoria caché L2 oscilan en la actualidad entre 256 KB y 4
MB.
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Nivel 3 (L3): Se encuentra en algunas placas base, procesadores y
tarjetas de interfaz. El procesador de Intel Itanium trae contenida en su
cartucho al nivel L3 que soporta un tamaño hasta de 4 MB, y el Itanium
2 tolera hasta 6 MB de caché L3.
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Nivel 4 (L4): Se encuentra ubicado en los periféricos y en algunos
procesadores como el Itanium.
BIBLIOGRAFÍA

BEEKMAN, GEORGE: 71-73,74-75.
WEBGRAFÍA





http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

http://www.monografias.com/trabajos37/memoria-cache/memoria-cache2.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_base
http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_aritm%C3%A9tico_l%C3%B3gica
http://es.wikipedia.org/wiki/Registro_(hardware)
http://www.monografias.com/trabajos17/arquitectura-computadoras/arquitecturacomputadoras.shtml#arqbus
"Educar no es dar carrera para vivir, sino templar el alma para las dificultades de la vida."
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