Organizacin de la

unidad central de

procesamiento (CPU)

Objetivo

Identificar los elementos integrales de la CPU

tales como registros, instrucciones, buses y

modos de direccionamiento para eficientar

recursos de la CPU.

Agenda del da

Resumen CPU (Estructura)

Instrucciones

Modos de direccionamiento

Ciclos de Mquina

Unidad Central de Proceso (CPU)

Funcin: ejecutar secuencias de instrucciones. Buscar instrucciones (memoria).

Interpretar instrucciones.

Buscar datos (memoria o E/S).

Procesar datos.

Escribir datos (memoria o E/S).

Programacin computadora. Preparar secuencia de instrucciones (conjunto de

instrucciones).

Almacenar datos (memoria).

Instruir al CPU para que inicie la ejecucin.

Unidad Arimtica y Lgica (ALU)

Realiza clculos: Aritmticos.

Suma, Resta, Multiplicacin y Divisin.

Lgicos (comparaciones). AND, OR, NOT.

Utiliza banderas (signo, overflow, etc.).

Unidad de Control, Registros y E/S llevan datos.

Unidad de Control (UC)

Ejecucin de una instruccin = conjunto de ciclos:

Captacin (fetch): obtener instruccin de la memoria.

Indirecto: obtener operandos.

Ejecucin.

Interrupcin: instrucciones que requieren atencin urgente.

Ciclos compuestos de microoperaciones.

Utiliza los registros de Control y Estado.

Registros

Almacenamiento temporal interno del CPU.

Acceso de alta velocidad.

Localizacin de la ltima instruccin.

Almacenar instrucciones y datos mientras se ejecuta

alguna instruccin.

Dos tipos:

Disponibles al usuario.

Control y Estado (UC).

Disponibles al usuario: Propsito General.

AX (acumulador), BX (base), CX (counter), DX (data)

Todos pueden dividirse en 2 de 8 bits (H/L).

Registros de Datos.

Registros de Direccin. Propsito general.

SI y DI.

Direccionamiento. SP(stack pointer), BP(base pointer), CS(code segment),

DS(data segment), ES(extra segment), SS(stack segment), IP(instructions pointer).

Banderas (cdigos de condicin). Control: control CPU.

Estado: estado de resultados de operaciones aritmticas y lgicas.

Control y Estado.

Contador de Programa (PC): direccin de la instruccin a ser buscada (siguiente).

Registro de Instruccin (IR): instruccin reciente.

Registro de Direccin de Memoria (MAR): direccin de la localidad de memoria.

Registro de Dato de Memoria (MDR): palabra de memoria mas reciente.

Palabra de Estado de Programa (PSW): cdigos de condicin e informacin de estado.

Signo, cero, acarreo, igual, overflow, etc.

ADA 2.2 Cuadro Doble entrada

Elaborar un cuadro de doble entrada de los

registros del procesador que hemos visto.

Segmentacin de

instrucciones

La segmentacin de instrucciones es similar

al uso de una cadena de montaje en una

fbrica de manufacturacin. En las cadenas

de montaje, el producto pasa a travs de

varias etapas de produccin antes de tener el

producto terminado. Cada etapa o segmento

de la cadena est especializada en un rea

especfica de la lnea de produccin y lleva a

cabo siempre la misma actividad.

Esta tecnologa es aplicada en el diseo

de procesadores eficientes.

La segmentacin es una tcnica de mejora

de prestaciones a nivel de diseo hardware.

La segmentacin es invisible al programador.

Necesidad de uniformizar las etapas.

Al tiempo de la ms lenta

El diseo de procesadores segmentados

tiene gran dependencia del repertorio de

instrucciones.

Ciclo de Instrucciones

Un ciclo de instruccin (tambin llamado ciclo

de fetch-and-execute o ciclo de fetch-

decode-execute en ingls) es el perodo que

tarda la unidad central de proceso (CPU) en

ejecutar una instruccin de lenguaje

mquina.

ADA 2.3 Mapa mental

Elaborar un mapa mental del ciclo Fetch

Decode Execute.