Microprocesador

Unidad Decodificación Unidad de Ejecución

Unidad Aritmética Lógica

Unidad de Decodificación: Se encarga de Interpretar el código para averiguar el tipo de instrucción a realizar por Ej: Instrucciones de suma, resta, almacenamiento de datos en memoria. Etc

Unidad de Ejecución: Es la encargada de dar las ordenes necesarias a las diversas partes del microprocesador para poder ejecutar c/u de las instrucciones.

ALU: Las operaciones que realiza son: Suma, Resta, Multiplicación, División y trabajan con dígitos binarios

CPU• En la suma saber como funciona en microprocesador

implica saber como se va ejecutando c/u de las instrucciones del programa que se almacena en la memoria

Los pasos globales que se siguen a la hora de consumar una instrucción son

Búsqueda de la instrucción

Decodificación del la

instrucción

Ejecución de la Instrucción

Búsqueda de Operandos

Almacenamiento del Resultado

Microprocesador

Unidad Decodificación Unidad de Ejecución

Unidad Aritmética Lógica

EL microprocesador esta compuesto por 2 unidades

BUS DE DATOS

BUS DE DIRECCIONES

RAM

UNIDAD DE CONTROL

ALU

REGISTRO

C

A

B

Unidad de Control

Es el centro nervioso del ordenador ya que desde ella se controlan y gobiernan todas las operaciones como funciones básicas tiene:

Tomar las instrucciones de memoriaDecodificar e interpretar las instruccionesEjecutar las instrucciones

Elementos de la Unidad de control

Elementos de la Unidad de Control

Reloj

SECUENCIADOR DECODIFICADOR

REGISTRO DE INSTRUCCIÓN

CONTADOR DE PROGRAMA

MBR

Contador de Programa

• Contiene permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar

Registro de instrucción

• Contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento.

EL DECODIFICADOR

• Es el que se encarga de extraer el código de operación de instrucción en curso, lo analiza y emite las señales y mensajes al resto de los elementos para su ejecución a través del secuenciador

EL SECUENCIADOR

• En este dispositivo se generan ordenes muy fundamentales, micro órdenes, que sincronizados por impulsos de reloj hacen que se vallan ejecutando poco a poco la instrucciones que esta cargada en el registro del instrucción.

EL RELOJ• Proporciona una sucesión de impulsos

eléctricos o ciclos en intervalos contantes.• La velocidad de la computadora esta ligada a

al reloj ej si la veloc. es de 800Mhs quiere decir que hace 800 millones de tic por segundo, o el tiempo que se toma para hacer que un transistor se apague y vuelva a encender.

Hoy hablamos de 3GHz

LA UNIDAD ARITMETICA LOGICA

CIRCUITO OPERACIONAL

REN 1Reg. de entrada REN2

ACUMULADOR

FLAGS

CIRCUITO OPERACIONAL

• Contiene los circuitos necesarios para la realización del las operaciones con los datos procedentes de los registros de entrada

REN

• En ellos se almacenan los datos u operandos que intervienen en una instrucción antes de la realización de las operaciones por parte del circuito operacional

CIRCUITO ACUMULADOR

• Almacena los resultados llevadas a cabo por el circuito operacional

FLAGS (variable booleana)O REGISTRO DE ESTADO

• Se trata de unos registros de memoria en las que se deja constancia de algunas condiciones que se dieron en la ultima operación realizada y que habrán de ser tenidas en cuenta en las operaciones.

BUS DE DATOS

BUS DE DIRECCIONES

RAM

UC

ALU

REGISTRO

C

A

B

PC

D

RI

REN2REN1

+1

RELOJ RESET

cache

Memoria Cache• En informática, una caché es un conjunto de datos duplicados

de otros originales, con la propiedad de que los datos originales son costosos de acceder, normalmente en tiempo, respecto a la copia en la caché. Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en el caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo de acceso medio al dato sea menor.

• Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en la cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente Mas

Inf

Los cache

• El cache está presente en varias partes de una computadora. Ej disco duro y tarjeta de red para acelerar el acceso a los datos.

• La cache de L1 conservar instrucciones que se han ejecutado recientemente. El cache L2 aloja las instrucciones que probablemente se utilicen enseguida. El cache L3 contiene muchas de las instrucciones posibles.

En todos los casos el CPU puede acceder a la memoria caché de manera más rápida, dando como resultado una ejecución mas rápida del programa.

MAPA

BUS• BUS= Conjunto de cables conductores que viaja desde

la CPU comunicando componentes de hardware como el conjunto de chipset (Norte Y Sur) la memoria ram, zócalos de expansión etc.

• Físicamente encontramos el bus como un conjunto de pistas conductoras grabadas en la placa base.

• Precisamente su característica más importante es el número de tales pistas, pues cuanto mayor sea el número, mayor es la cantidad de bits de la señal que transporta.

Ejemplo de bus

Tipos de Bus• Bus de datos= transportamos datos, la función de

este Bus es de enviar y recibir datos, por eso se dice que es bidireccional.

• Bus de direcciones= Como su única función será localizar un dispositivo y enviar por este bus una notificación, a un dispositivo en particular sabiendo su dirección, y avisarle de la existencia de información en el Bus de Datos para ser utilizada) se dice que es unidireccional.

• Bus de Control= Comunicará que operación desea realizar el microprocesador, por ejemplo: leer o escribir.

BUS

Bus de datos

Bus de datos= transportamos datos La función de este Bus es de enviar y recibir datos, por eso se dice que es bidireccional.

BUS DE DIRECCIONES

¿Cómo se enteran los dispositivos si el microprocesador quiere recibir información y no enviarla?

BUS DE CONTROL

El bus de control gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones. Como éstas líneas están compartidas por todos los componentes, tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto órdenes como información de temporización entre los módulos. Mejor dicho, es el que permite que no haya colisión de información en el sistema.

Investigar

• Tipos de software• Sistema operativo• Kernel• Firmware (“Software firme, fijo o solido”)

Hercios• (Hercio). Unidad de frecuencia (número de veces

que se repite por segundo cualquier fenómeno) electromagnética. Cada unidad equivale a un ciclo por segundo. Por ejemplo, 500 hertz equivalen quinientos ciclos por segundo.En computadoras, los hertz o hercios se suelen utilizar para medir la frecuencia de reloj (la velocidad relativa) de un microprocesador, generalmente en MHz (megahertz) o GHz (gigahertz).

Velocidad de micro• Al igual que el microprocesador, la velocidad del bus se mide

en megahertz(MHz) debido a que cuenta con su propia velocidad del reloj.

• Ósea que mientras más rápida sea la velocidad del reloj, mas rápido podrá transferir datos entre sus partes

cpuRam

Un bus de 8 cables trans_____Un bus de 16 bit tras______

Un bus FSB de 4 byte tras____

Medidas en hz

• Un Hz equivale a un tic de ese reloj por segundo. Se utiliza muy frecuentemente como unidad de medida de la frecuencia de trabajo de un dispositivo de hardware.

• Un Megahertz equivale a un millón de tics por segundo. Si el reloj de un motherboard es (o está configurado) a 100 MHz, éste es un sistema PC100.

• Un Megahercio (MHz) equivale a 10 exp 6 hercios (1 millón). • Otros múltiplos comunes del hercio (Hz) son:Kilohercio (kHz), equivalente a 10 exp3 Hz (1.000). Gigahercio (GHz), equivalente a 10exp9 Hz (1.000 millones).

Megahercios en informática• Se ha venido utilizando desde el nacimiento de los computadores

personales, originando la guerra por los MHz, con velocidades iniciales de 4 MHz ="4.000.000 Hercios " hasta 3.800 MHz ="3.800.000.000 Hercios" esta velocidad fue alcanzada por el PIV 3.8 recordemos que cada hercio es un ciclo por segundo, lo que significa que un procesador a 3.800 MHz viene realizando tres mil ochocientos millones de operaciones por segundo que bien pueden ser suma, resta, multiplicación y división, pero es más común que se mencione como 3,8 GHz en vez de 3.800 MHz, debido a que 1.000 MHz es equivalente a 1 GHz, la desventaja de tanta velocidad es el calentamiento del procesador, así un procesador a 2,66 GHz utilizando el procesador al máximo, mantiene una temperatura de 70 ºC, lo que podría ocasionar que el componente se queme.

• Otras bases de datos, así como memorias del ordenador, también operan a diferentes frecuencias, y habitualmente también del orden de megahercios, aunque estas especificaciones técnicas son menos anunciadas por los vendedores de ordenadores que la frecuencia del microprocesador.

FSB/Multiplicador

• El front-side bus, ("bus de la parte frontal"), es el tipo de bus usado como bus principal en algunos de los microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y control, así como señales de reloj que sincronizan su funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport respectivamente.

• INV =HYPERTHREADING

Velocidad de componentes• La frecuencia de trabajo del microprocesador se obtiene como resultado de

multiplicar la frecuencia de reloj del FSB (en MHz, no en MT/s) por un factor multiplicador. Este factor multiplicador, así como la frecuencia de reloj del FSB pueden alterarse a través de la configuración de la placa base, generalmente a través de la BIOS, permitiendo así el overclocking. Por ejemplo, una CPU de 1.000 MHz podría funcionar con una frecuencia de reloj de 133 MHz y un factor multiplicador de 7,5.

• El ancho de banda del FSB depende de su tamaño de palabra (si es de 16, 32 o 64 bits), su frecuencia de reloj medida en megahercios y el número de transferencias que realiza por cíclo de reloj. Por ejemplo, un FSB de 32 bits de ancho (4 bytes), funcionando a 100 MHz y que realice 4 transferencias por cada ciclo, ofrece un máximo teórico de 1.600 megabytes por segundo.

• Por otra parte si se usa la tecnología Quad Pumping, si el bus funciona a 100 MHz de señal de reloj, en cada ciclo de reloj hay cuatro transferencias de datos. Se dice entonces que el bus funciona a 400 MT/s,(millones de trasferencia por segundo) y su ancho de banda se expresa mediante la siguiente sencilla fórmula:

• 4 bytes x 100 MHz x 4 = 1.600 MB/s.Ancho de

dato frecuencia operaciones