ARQUITECTURA DEL CPU
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ARQUITECTURA DEL CPU ARQUITECTURA DEL CPU Document Transcript

  • 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
  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, HUMANAS Y TECNOLOGÍAS ESCUELA DE INFORMÁTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN 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." 2
  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, HUMANAS Y TECNOLOGÍAS ESCUELA DE INFORMÁTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN 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: - 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 "Educar no es dar carrera para vivir, sino templar el alma para las dificultades de la vida." 3
  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, HUMANAS Y TECNOLOGÍAS ESCUELA DE INFORMÁTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN 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. - 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." 4
  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, HUMANAS Y TECNOLOGÍAS ESCUELA DE INFORMÁTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN - 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. - 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. - 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." 5