Historia De La Informatica

Sistemas microinformaticos y redes
curso: 2012/2013

MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS

La Unidad Central de Proceso Conceptos fundamentales acerca de la estructura interna y el funcionamiento de una CPU.
El conocimiento de estos detalles le permitirá evaluar los procesadores disponibles en el mercado con mayor precisión, y entender los términos empleados por los fabricantes .
Sin ningunaduda, el elemento estrella de un ordenador personal es la unidad central de proceso (CPU). Tanto es así, que la primera característica que se tiende a emplear para comparar ordenadores es el modelo de CPU y la frecuencia de reloj (MHz) a la que es capaz de trabajar. Sin embargo, si se acude a las fuentes de información habituales (comparativas, información proporcionada por los fabricantes,etc.), se aprecia la existencia de multitud de términos profundamente técnicos. Dichos conceptos son los que realmente permiten comparar procesadores, o determinar si un procesador es adecuado para una aplicación específica, y requieren de un conocimiento básico acerca de lo que ocurre en el interior de la CPU. Por ello, este capítulo inicia un recorrido a través del interior de los procesadores,mostrando los componentes fundamentales, su funcionamiento y los conceptos más importantes a tener en cuenta.

Figura 1.: Estructura de un procesador sencillo. Se pueden apreciar los componentes básicos de cualquier procesador.

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Sistemas microinformaticos y redes
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MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS

Estructura básica de la CPU
La Figura 1 muestra la estructurainterna de un procesador sencillo con arquitectura Von Neumann. El diseño es básico (se corresponde con el presentado por algunos procesadores sencillos de 8 bits) pero su comprensión permitirá entender el funcionamiento de procesadores más complejos, que amplían esta estructura. Se pueden apreciar los siguientes elementos: Bus de direcciones. Permite enviar direcciones a la memoria y periféricos. Lasdirecciones son números que indican la posición de memoria donde se desea escribir un dato, o de donde se desea leerlo. La memoria se abordará con detalle en próximos capítulos, al igual que los periféricos. Bus de datos. Permite al procesador enviar datos a la memoria y periféricos. De la misma forma, permite que el procesador reciba datos de dichos elementos. Para escribir (o leer) un dato,primero es necesario colocar la dirección donde escribirlo (o de donde leerlo) en el bus de direcciones. Registro de instrucción. En cada momento, almacena la instrucción que está siendo ejecutada por la CPU. Archivo de registros. Son almacenes temporales de datos, de acceso muy rápido. En general, almacenan los operandos sobre los que actúan las instrucciones, y también los resultados de éstas (paraun futuro uso). También existen registros de aplicación específica, como ya veremos. Unidad Aritmético-Lógica. Más conocida por el acrónimo inglés ALU (Arithmetic-Logic Unit). La ALU es el motor de cálculo del procesador, ya que se encarga de realizar las operaciones para las que está capacitado. Como se aprecia en la Figura 1, la ALU es capaz de tomar 2 datos como operandos y producir unasalida, resultado de aplicar una operación (seleccionable mediante unas líneas de control). Las operaciones soportadas pueden ser aritméticas (suma, resta, etc.), lógicas (and, or, etc.) y otras operaciones como desplazamientos de bits. Sin duda, la ALU es un elemento muy importante, ya que define las operaciones de cálculo que la CPU puede realizar. Contador de programa. Se trata de un registroespecial, al que se denomina normalmente PC (del inglés Program Counter). El PC contiene, en cada momento, la dirección de memoria en la que se encuentra la siguiente instrucción a ejecutar. Cada vez que se obtiene una nueva instrucción de la memoria, el PC se actualiza para apuntar a la próxima instrucción. Normalmente, dicha actualización consiste en un simple incremento, para apuntar a la celda de...