1. INFORMÁTICA
Análisis de Sistemas
CPU 2015

2. UNIDADES FUNCIONALES DE LA COMPUTADORA
Unidad Central de Proceso, Unidad aritmética
lógica.1
La memoria central2
Bus del sistema3
Las instrucciones de tres, dos, uno y sin operandos4
Métodos de direccionamiento: inmediato, directo,
indirecto, relativo.
5

3. 1.UNIDADES FUNCIONALES DE LA
COMPUTADORA

4. 1.UNIDADES FUNCIONALES DE LA
COMPUTADORA

5. 1.UNIDADES FUNCIONALES DE LA COMPUTADORA
Unidad Central de Proceso: es el verdadero motor de una
computadora. Se encarga de realizar las tareas fundamentales:.
Operaciones aritméticas, Direccionamiento de Memoria, Gestión de
instrucciones, Control del transporte de los datos a través de los
buse, es el elemento principal de un sistema computarizado. Si
hacemos un símil entre una computadora y el cuerpo humano, el
CPU hará el papel de cerebro: atender las solicitudes, mandar y
hacer controlar la ejecución, la CPU tiene dos partes básicas:
La unidad de control y La unidad aritmético-lógica
En una microcomputadora, la CPU entera está contenida en un único
chip llamado microprocesador.

6. 1.UNIDADES FUNCIONALES DE LA COMPUTADORA
La Unidad de control
Administra los recursos.
Regula el proceso entero de cada operación. Es la que dice qué
hacer con los datos y dónde colocarlos.
• Reconoce un conjunto de instrucciones. Cada una se expresa en
microcódigo, una serie de instrucciones básicas.
• Cada comando de un programa se desglosa en instrucciones de ese
conjunto. Al ejecutarse se convierten en microcódigo. Las
computadoras actuales pueden traducir y ejecutar millones de
instrucciones por segundo.
•Las CPUs pueden tener diferentes conjuntos de instrucciones. Se
agrupan en “familias” con conjuntos de instrucciones similares.

7. 1.UNIDADES FUNCIONALES DE LA COMPUTADORA
La unidad aritmético-lógica (ALU): Cuando la unidad de control
encuentra una instrucción que implica aritmética o lógica, pasa esa
instrucción a la ALU.
• Esta unidad tiene una serie de registros donde se colocan los datos
que se usan en cada momento.
• Por ejemplo, la unidad de control podría cargar dos números desde
la memoria en los registros de la ALU y darle la instrucción a la
ALU de que divida los dos números o los compare para ver si son
iguales.

8. 2. MEMORIA PRINCIPAL O CENTRAL
• La CPU no tiene la capacidad de almacenar programas enteros o
conjuntos grandes de datos.
• En los registros de la CPU sólo se pueden conservar unos cuantos
bytes a la vez.
• Para completar esta carencia de la CPU está la memoria principal.
• Hay dos tipos de memoria.
principal: permanente (no volátil) y no permanente (volátil).

9. ROM
ROM: Los chips no volátiles siempre guardan la misma información;
la grabación se hace en fábrica, con aparatos especiales, antes de
ser colocados en las computadoras.
• Como estos datos sólo se pueden leer, a esta memoria se le da el
nombre de ROM: Read-Only Memory (memoria de sólo lectura).
• La información guardada en la ROM le dice a la computadora qué
hacer cuando se enciende. Entre otras cosas, contiene un conjunto
de instrucciones de inicio que aseguran que el resto de la memoria
está funcionando correctamente, verifica los dispositivos de hardware
y busca un sistema operativo en las unidades de memoria auxiliar.
•Otros EPRON, EEPRON

10. RAM
• La parte de la memoria principal que se puede modificar es la RAM
–Random-access memory (memoria de acceso aleatorio).
• El propósito de la RAM es conservar programas y datos mientras
están en uso.
• La RAM estándar es volátil.
• Para buscar un dato en esta memoria no es necesario leerla toda.
Se puede acceder directamente a un dato sabiendo su dirección en la
memoria.
• La cantidad de RAM influye en la potencia de la misma:
• Cuanto mayor sea, se pueden utilizar programas más grandes que
pueden acceder a archivos de datos más grandes.
• Afecta a la velocidad, ya que cuanto mayor sea la parte de un
programa que cabe en la memoria, más rápido se ejecutará.
•Otros. DRAM/SRAM. – En desarrollo T-RAM/Z-RAM/TT-RAM

11. ALMACENAMIENTO SECUNDARIO
Necesario para disponer de mayor capacidad a un precio acesible.
• Los datos son legibles por la máquina pero no directamente por el
usuario
• Para acceder a esos datos se requiere un paso previo por la memoria
Características:
• Reutilizabilidad
• Elevada capacidad
• No volátiles
• Más económicos que la memoria principal

12. TIPOS DE SOPORTES
Magnéticos
•Disquetes
• Discos duros (IDE y SCSI)
• Zip Iomega
• Jaz.
Magneto-ópticos
• Cintas de back-up
• Ópticos
• CD-ROM
•DVD.
Memoria Flash

13. 3. BUS DEL SISTEMA
Canal de comunicaciones entre todas las unidades del sistema, Para
que las unidades más importantes de una computadora puedan
"comunicarse" entre sí, existe un elemento que las interconecta,
llamado bus del sistema. Físicamente, el bus del sistema es un
conjunto de cables. En la siguiente figura se representan, de manera
gráfica, las unidades funcionales más importantes de una
computadora; las flechas indican las direcciones que pueden tomar los
datos.

14. 3. BUS DEL SISTEMA
Este bus se encuentra separado en tres canales que
manejan respectivamente direcciones, datos y
señales de control, los cuales permiten el procesador
comunicarse con los demás dispositivos del
microcomputador, tales como las memorias y los
dispositivos de E/S.
Bus de Datos
Este bus es bidireccional y es el canal por el cual se
conducen los datos entre la CPU y los demás
dispositivos (memorias, puertos y otros).
Bus de Direcciones
El bus de direcciones es un canal unidireccional por
el cual la CPU envía las direcciones de memoria para
ubicar información en los dispositivos de memoria,
puertos u otros dispositivos del microcomputador.
Bus de Control
El bus de control, al igual que el bus de direcciones
es unidireccional y se utiliza para efectuar la lectura
y escritura en las memorias y puertos de E/S. Este
bus en general lo emplea la CPU para controlar el
flujo de los datos y las direcciones de forma
organizada.

15. 4. FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTRUCCIONES
Las instrucciones que es capaz de realizar la CPU se denominan
Instrucciones Máquina. El lenguaje que utilizan para su
comunicación es el Lenguaje Máquina. Se pueden clasificar en
Instrucciones de Cálculo, Instrucciones de Transferencia de Datos e
Instrucciones de Ruptura de Secuencia. Una segunda clasificación
hace referencia al nº de operandos que intervienen en ella, teniendo
en cuenta que todas tienen lo que se llama Código de Operación. Este
código indica la operación que se debe realizar por el operador y lleva
los operandos.

16. 5. METODOS DE DIRECCIONAMIENTOS
Es el modo que se utiliza en la instrucción para indicar la posición de
memoria en que está el dato o datos que constituyen los operandos
intervinientes en la instrucción. Existen cuatro tipos de
direccionamiento:
Direccionamiento Inmediato. El dato que hay que utilizar forma
parte de la propia instrucción.
Direccionamiento Directo. La instrucción contiene la dirección de
memoria donde se encuentra situado el dato.
Direccionamiento Indirecto. La dirección contenida en la
instrucción no es la del dato implicado, si no la de una posición de
memoria que contiene la dirección de ese dato.
Direccionamiento Relativo. La dirección de memoria donde se
encuentra al dato se consigue sumando a la dirección contenida en la
propia instrucción, una magnitud fija contenida en un registro
especial.

17. 6. CICLOS DE INSTRUCCIONES
La CPU tomará una a una sus instrucciones e irá realizando las tareas
correspondientes. Denominamos ciclo de instrucción al conjunto de
acciones que se llevan a cabo en la realización de una instrucción. Se
compone de dos fases, una de búsqueda y otra fase denominada de
ejecución. En la fase de búsqueda se transfiere la instrucción desde
memoria central a la Unidad de Control. Mientras que en la fase de
ejecución, se realizan todas las acciones que conlleva la instrucción.

18. FASE DE BÚSQUEDA
1. La Unidad de Control envía una micro orden para que el contenido
del Registro Contador de Programa, que contiene la dirección de la
siguiente instrucción, sea transferido al Registro de Dirección de
Memoria.
2. La posición de memoria que figura en el Registro de Dirección de
Memoria es utilizada por el Selector para transferir el contenido al
Registro de intercambio de memoria.
3. Se transfiere la instrucción del Registro de Intercambio de Memoria
al Registro de Instrucción.
4. El Decodificador interpreta la instrucción que acaba de llegar al
Registro de Instrucción, quedando dispuesto para la activación del
Circuito Sumador de la ALU e informando al Secuenciador.
5. El Registro Contador de Programa se auto incrementa de tal forma
que quede apuntando a la siguiente instrucción situada
consecutivamente en Memoria. Si la instrucción en ejecución es de
ruptura de secuencia, el Contador de Programa cargará con la
dirección que corresponda.

19. FASE DE EJECUCIÓN
1. transfiere la dirección del primer operando desde el Registro de
Instrucción al Registro de Dirección de Memoria.
2. El Selector extrae de la Memoria dicho dato depositándolo en el
Registro de Intercambio de Memoria.
3. Se lleva este operando desde el Registro de Intercambio de Memoria al
Registro de Entrada 1 de la ALU.
4. Se transfiere la dirección del segundo operando desde el Registro de
Instrucción al Registro de Dirección de Memoria.
5. El Selector Extrae de La Memoria dicho dato depositándolo en el
Registro de Intercambio de Memoria.
6. Se lleva este operando desde el Registro de Intercambio de Memoria al
Registro de Entrada 2 de la ALU.

20. 7. CARGA Y ALMACENAMIENTO DE DATOS ACUMULADOR MEMORIA
1. El Secuenciador Envía una micro orden a la ALU para que ejecute
la operación de que se trate. El resultado queda almacenado en
el Registro acumulador.
2. Este resultado es enviado desde el Acumulador al Registro de
Intercambio de Memoria.
3. Se transfiere desde el Registro de Instrucción al Registro de
Dirección de Memoria la dirección de memoria donde ha de
almacenarse el resultado.
4. Se transfiere el resultado desde el Registro de Dirección de
Memoria a la dirección indicada en el Registro de Instrucción.

21. 8. INSTRUCCIONES DE RUPTURA DE SECUENCIA
Son conocidas también como Instrucciones de Bifurcación o de Salto y
existen dos tipos:
Instrucciones de Salto Incondicional. Cuando la Unidad de Control
se encuentra con una instrucción de este tipo, reemplaza la dirección
que tiene en el Registro Contador de Programa por la dirección que
tiene la propia instrucción.
Instrucciones de Salto Condicional. La dirección contenida en el
Registro Contador de Programa solo es reemplazada por la dirección
de la instrucción si cumple alguna condición de las indicadas en la
misma.

22. 9. INSTRUCCIONES DE ENTRADA SALIDA
Una instrucción de entrada (o simplemente entrada) consiste en asignar
a una o más variables, uno o más valores (datos) recibidos desde el
exterior. Normalmente, los datos son recogidos desde la entrada estándar
(el teclado), pero, también existen otros dispositivos de entrada (el ratón,
el escáner,...).
Una instrucción de salida (o simplemente salida) consiste en llevar hacia
el exterior los valores (datos) obtenidos de la evaluación de una lista de
expresiones. Normalmente, los datos son enviados a la salida estándar (la
pantalla), pero, también existen otros dispositivos de salida (la impresora,
el plotter,...).
En un ordinograma, tanto las instrucciones de entrada como las de salida,
se escriben igual que en pseudocódigo, pero, dentro de un romboide: