L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin

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1 ITESCO – Arquitectura Computadoras L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin - MORCH Systems 1.1. Arquitectura básica y sus operaciones. Objetivo: El estudiante Analizará la arquitectura y comprenderá el funcionamiento de un microprocesador elemental. CPU La Unidad Central de Proceso puede ser considerada como el cerebro de la computadora. El CPU es el chip más importante de una computadora. La CPU procesa instrucciones, realiza cálculos y administra el flujo de información a través del sistema de la computadora. Además, ejecuta millones de operaciones por segundos. La CPU también se conoce como microprocesador ó procesador. Funciones del CPU: Sus funciones son: 1. Provee de almacenamiento en registros y acumuladores, a los diferentes datos e instrucciones a procesar. 2. Permite rápido acceso a datos almacenados y ejerce control sobre la información en localizaciones de la memoria principal. 3. Puede desarrollar operaciones aritméticas, lógicas y de control. 4. Puede manejar la entrada de datos y la salida de la información desde los dispositivos periféricos. 5. Controlar y Supervisar el sistema integral de cómputo. 6. Controlar el envió y recepción de datos desde los periféricos a las unidades de memoria.

2 CPU La Unidad Central de Proceso puede ser considerada como el cerebro de la computadora. El CPU es el chip más importante de una computadora. La CPU procesa instrucciones, realiza cálculos y administra el flujo de información a través del sistema de la computadora. Además, ejecuta millones de operaciones por segundos. La CPU también se conoce como microprocesador ó procesador. Funciones del CPU: Sus funciones son: 1. Provee de almacenamiento en registros y acumuladores, a los diferentes datos e instrucciones a procesar. 2. Permite rápido acceso a datos almacenados y ejerce control sobre la información en localizaciones de la memoria principal. 3. Puede desarrollar operaciones aritméticas, lógicas y de control. 4. Puede manejar la entrada de datos y la salida de la información desde los dispositivos periféricos. 5. Controlar y Supervisar el sistema integral de cómputo. 6. Controlar el envió y recepción de datos desde los periféricos a las unidades de memoria. ITESCO – Arquitectura Computadoras L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin - MORCH Systems Objetivos de la CPU. Captar instrucciones: Debe leer instrucciones de la memoria. Interpretar instrucciones: La instrucción debe decodificarse para determinar qué acción es necesaria. Captar datos: La ejecución de una instrucción puede exigir leer datos de la memoria o de un módulo de E/S Procesar datos: La ejecución de una instrucción puede exigir leer datos de la memoria o de un módulo de E/S. Escribir datos: Los resultados de una ejecución pueden exigir escribir datos en la memoria o en un módulo de E/S. Modo de operación de un microprocesador. El procesador en términos funcionales es una caja negra que recibe como entrada instrucciones y datos, produciendo como salida nuevos datos. Los datos son elaborados en su interior de acuerdo a un algoritmo expresado mediante las instrucciones. El procesador ejecutando las instrucciones secuencialmente genera como resultado los nuevos datos de salida.

3 ITESCO – Arquitectura Computadoras L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin - MORCH Systems Los datos de salida pueden ser ligeras modificación de los de entrada o incluso copias de los mismos, aunque normalmente la salida serán datos nuevos creados a partir de la entrada y modificados de acuerdo a complejos algoritmos. Nada impide que los datos de salida pueden ser la codificación de nuevas instrucciones para el procesador. Finalmente, los datos de salida producidos por el procesador se almacenan en el sistema de memoria o se envían a los dispositivos periféricos que los necesiten y así lo requieran. En un microprocesador de propósito general, la tarea a realizar se especifica en un programa. Un programa consiste en una secuencia de instrucciones, codificadas (código máquina) de acuerdo a un formato interpretable por el procesador. El procesador sólo será capaz de ejecutar un conjunto básico de instrucciones, cada una de las cuales realiza una operación elemental muy simple. La tarea a realizar se debe especificar de acuerdo a estas instrucciones elementales. El programa por tanto será la secuenciación de las instrucciones elementales de tal manera que lleven a cabo el algoritmo que describe la tarea que se desea realizar.

4 ITESCO – Arquitectura Computadoras L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin - MORCH Systems El proceso que deber realizar una microprocesador para ejecutar estos programas puede subdividirse en los siguientes pasos: 1. Obtener el código del programa a ejecutar y los datos desde algún lugar de almacenamiento. 2. Realizar la elaboración de los datos de entrada de acuerdo a las instrucciones elementales que se encuentren codificadas en el programa. Estas instrucciones se ejecutan una a una de manera secuencial. 3. Guardar el resultado de la manipulación de los dados en algún medio de almacenamiento o enviarlo a los dispositivos periféricos. Estructura interna de un microprocesador. En el interior de un microprocesador encontramos las siguientes partes claramente definidas:

5 ITESCO – Arquitectura Computadoras L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin - MORCH Systems Estructura interna de un microprocesador. En el interior de un microprocesador encontramos las siguientes partes claramente definidas:

6 ITESCO – Arquitectura Computadoras L. S. C. A. Raúl Monforte Chulin - MORCH Systems Evolución histórica de las estructuras internas del CPU Microprocesador 4004 Microprocesador 8088 Microprocesador Pentium Microprocesador Pentium IV Microprocesador Pentium III Microprocesador Core Duo