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UNIDAD CENTRAL DE PROCESO Documento realizado en base a la investigaci贸n de varios documentos con el objetivo de crear otro, con informaci贸n complementaria entre todas las fuentes consultadas.

Descripci贸n del UCP


Ă?ndice

Unidad central de proceso _______________________________________________ 2 ALU _____________________________________________________________________ 3 Acumulador ACC __________________________________________________________________ 3 Circuito Operacional _______________________________________________________________ 3 Banco de registros _________________________________________________________________ 3

Unidad de Control _________________________________________________________ 4 Partes Fundamentales _____________________________________________________________ 5

Referencias BibliogrĂĄficas: _______________________________________________ 6

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UCP – Estructura Interna

Autor: Santiago Cuásquer Tema: UCP, estructura interna Objetivo: Conocer la estructura del UCP y de esa forma entender su funcionamiento. Desarrollo:

Unidad central de proceso También abreviado como CPU o UCP, en términos generales es el cerebro del computador, el cual ejecuta las instrucciones dadas por el sistema operativo mediante los periféricos de entrada; está implementado en un único circuito integrado llamado microprocesador. En sí, es el encargado de decodificar y ejecutar las instrucciones de los programas cargados en la memoria principal, hacer más eficientes las operaciones aritméticas, coordinar y controlar algunas otras partes de la máquina. Cuentan con cuatro partes básicas. Unidad Aritmética Lógica Registros Registro de datos Registro de direcciones Registro de control Acumulador ACC. Unidad de Control Contador de programa Registro de instrucción Decodificador de instrucciones Reloj del sistema Secuenciador Buses Bus de datos Bus de direcciones Bus de control

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UCP – Estructura Interna

Ilustración 1 - CPU internamente

Dentro del CPU tenemos la unidad aritmética lógica ALU y la unidad de control UC, a su vez dentro de cada una de estas tenemos otros subelementos.

ALU Unidad Aritmética Lógica, es la encargada de realizar las operaciones que le ordene la Unidad de Control, estas operaciones son de tipo lógico, comparativo y matemático. Normalmente los datos con los que se opera y los resultados de tales operaciones, se encuentran almacenados en los bancos de registros; transfiere los datos entre las posiciones de almacenamiento, tiene un registro muy importante conocido como acumulador ACC. Acumulador ACC

El acumulador es un registro utilizado para almacenar temporalmente los resultados aritméticos y lógicos intermedios que serán tratados por el circuito operacional1 del ALU. Circuito Operacional

Contiene los circuitos necesarios para la realización de las operaciones con los datos procedentes del Registro de Entrada. (Este circuito corresponde a la “v” de la ilustración 2). Banco de registros

Proporciona un espacio de almacenamiento para los datos con que trabaja el CPU. Los registros se cargan con información de la memoria principal antes de comenzar a operar, cuando se necesita liberar el espacio de los bancos de 1

Realiza operaciones con datos procedentes de los registros de entrada.

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UCP – Estructura Interna

registro para manipular nuevos datos, su valor se escribe en la memoria principal. Operar con datos que se encuentran en los bancos de registro es mucho más fácil que tratar con los almacenados en la memoria principal. El banco de registro a su vez se divide en tres sub-registros más:  Registros de Datos: Guarda la información con que se trabaja.  Registros de Direcciones: Guardan direcciones de memoria en las que puede haber datos.  Registros de control: Controlan el estado de la CPU.

Ilustración 2 - ALU, estructura interna

Unidad de Control La unidad de control es la encargada supervisar la ejecución de programas, de coordinar y controlar las actividades de entrada y salida. Lee las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal, poniendo a disposición los datos requeridos por la instrucción; decide dónde almacenar los datos, las envía al ALU para ser procesadas y consiguientemente estar en la capacidad de generar señales necesarias para controlar y coordinar el resto de las unidades funcionales del ordenador. Es decir, en forma concreta y fundamental, la unidad de control es la que gobierna todas las actividades de la computadora, se puede decir que es el núcleo de la computadora. Es el intérprete y ejecutor de las instrucciones. Entre las funciones que realiza están:  Supervisa la ejecución de programas.  Coordina y controla las actividades de entrada y salida.  Determina qué función debe ejecutarse y pone a disposición los datos requeridos por la instrucción.  Decide donde se almacenan los datos y los transfiere desde su almacenamiento.

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UCP – Estructura Interna

Una vez ejecutada la instrucción, la Unidad de Control determina dónde irá el resultado, si sale como información o se guarda para su futuro uso.

Partes Fundamentales

 Contador de programa: Registro que apunta a la dirección de memoria de la próxima instrucción a ejecutar.  Registro de instrucción: guarda la instrucción que se está ejecutando.  Decodificador: Interpretar la instrucción a realizar.  Reloj: Genera una señal de sincronía.  Secuenciador: Activa en el orden adecuado las diferentes unidades funcionales para ejecutar la instrucción. Los dos tipos de UC más frecuentes son:  Cableada: La lógica de las operaciones está implementada mediante hardware.  Microprograma: es una pequeña CPU en miniatura que puede programarse para realizar diferentes tareas. Además cuenta con un par de buses que transportan la información entre los elementos del CPU; el bus de datos transporta la información que se está procesando, mientras el bus de control proporciona toda la señalización necesaria para realizar el trabajo de forma ordenada.

Ilustración 3 - UC en interacción con la memoria RAM y el ALU

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Bibliografía

Referencias Bibliográficas: Hennessy, John & Patterson, David. (1993). Arquitectura de Computadores, enfoque cuantitativo. 1era Edición. 1993. Institut Puig Castellar, Santa Coloma de Gramenet. (n.d.). Arquitectura de Von Neumann. Extraído el día 25 de Agosto del 2012 desde http://elpuig.xeill.net/Members/vcarceler/c1/didactica/apuntes/ud2/na1/

Unidad Aritmética y Lógica. (n.d.). Extraído el 03 de septiembre de 2012 desde http://es.scribd.com/doc/36406656/3-Unidad-Aritmetica-y-Logica-3

Introducción a la Informática. (n.d.). Extraído el 25 de Agosto del 2012 desde http://www.radiofeyalegriaeducom.net/pdf/MD-1er-S6-Informatica.pdf

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Estructura de la Unidad Central de Proceso