Download - ORGANZACIÓN DE LA CPU
ORGANZACIÓN DE LA CPU
La CPU esta organizada en las siguientes partes fundamentales:
• Unidad de control
• Unidad aritmética y lógica • Registros
UNIDAD DE CONTROLLa unidad de control es el autentico cerebro que controla y
coordina el funcionamiento de la computadora.
Interpreta de las instrucciones que integran el programa y genera el conjunto de ordenes elementales necesarias para que se realicen.
UNIDAD DE CONTROL
¿ Cómo trabaja ?
Memoriaprincipal
Contador de
instrucciones
Instrucción a ejecutar
Paso 1
PróximaInstrucción a ejecutar
Se extrae de la memoria principal la instrucción a ejecutar, esa información es almacenada en el contador de instrucciones, y esa es la próxima instrucción a ejecutar en el registro de instrucción.
códigosCircuitos a intervenir
Elección Secuenciador
Conexiones eléctricasOrdena
Paso 2
Una vez conocido el código de la operación, la unidad de control ya sabe que circuitos de la ALU deben de intervenir, pueden establecerse las conexiones eléctricas necesarias a través del secuenciador.
UNIDAD DE CONTROL
Paso 3
UNIDAD DE CONTROL
Se extraen los datos necesarios de la memoria principal para ejecutar la instrucción en proceso.
Memoriaprincipal
Instrucción
datos
Paso 4
La ALU efectúa las operaciones el resultado de este es depositado en el acumulador de la ALU.
Operaciones en la
ALU
Acumulador de la
ALU
Resultado
UNIDAD DE CONTROL
Si la instrucción a proporcionado nuevos datos estos son almacenados en la memoria principal.
Paso 5Acumulad
or ALU
MemoriaNuevos datos
Contador de
instrucciones
+1 PróximaInstrucción a ejecutar
Paso 6
Incrementa en una unidad el contenido del contador de instrucciones a ejecutar.
UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICAEs la unidad que desempeña funciones aritméticas como
por ejemplo, suma y resta, de lógica por ejemplo AND y OR.
X*Y=ZXY
Z
X+Y=ZXY
Z
10101111
11001+
REGISTROSLa CPU contiene un conjunto de localidades de
almacenamiento temporal de datos de alta velocidad llamada registro.
Características:
• Los registros se ejecutan a la misma velocidad que el CPU; de lo contrario habría un cuello de botella grave sobre el rendimiento completo del sistema.
• El número de registros de CPU dependen estrictamente en el diseño arquitectónico del CPU mismo.
• No hay forma de cambiar el número de registros de CPU.
REGISTROS
TIPOS DE CPU Pentium II
Un Pentium II Slot 1 (parte frontal)
Producción:Desde mediados de 1997 hasta comienzos de 1999
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 233 Mhz a 450 Mhz
Velocidad de FSB: 66 MHz a 100 MHz
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.35 µm a 0.25 µm
Conjunto de instrucciones:
x86
Microarquitectura: P6
•Sockets: Slot 1•MMC-1•MMC-2•Mini-Cartridge
Cores: •Klamath•Tonga•Deschutes•Dixon
Pentium III
Intel Pentium III (Coppermine)
Producción:Desde 1999 hasta 2003
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 450 MHz a 1.4 GHz
Velocidad de FSB: 100 MHz a 133 MHz
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.25 µm a 0.13 µm
Conjunto de instrucciones:
x86 (686)
Microarquitectura: Intel P6
•Sockets: Slot 1•Socket 370
Cores:
•Katmai•Coppermine•Coppermine-T•Tualatin
TIPOS DE CPU
Pentium 4
Pentium 4 (Northwood) / 1,80 GHz
Producción: Desde 2000 hasta 2008
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 1.3 GHz a 3.8 GHz
Velocidad de FSB: 400 MT/s a 1066 MT/s
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.18 µm a 0.065 µm
Conjunto de instrucciones:
x86 (i386), x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3
Microarquitectura: NetBurst
Sockets: •Socket 423•Socket 478•LGA 775
Cores: •Willamette•Northwood•Prescott•Cedar Mill
TIPOS DE CPU
Celeron
Celeron (Coppermine 128) / 600 MHz
Producción: Abril de 1998
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 266 MHz a 3.6 GHz
Velocidad de FSB: 66 MT/s a 800 MT/s
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.25 µm a 0.065 µm
Conjunto de instrucciones:
x86, EM64T
Microarquitectura:P6, NetBurst, Intel Core
•Sockets: Slot 1•Socket 370•Socket 478•LGA 775•Socket M
Cores: •Covington•Mendocino•Coppermine-128•Tualatin-256•Willamette-128•Northwood-128•Prescott-256
TIPOS DE CPU
Intel Core 2 Duo
Intel Core 2 Duo E6600 "Conroe"
Producción: 2006 -
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 1.60 GHz a 3.33 GHz
Velocidad de FSB: 667 MT/s a 1333 MT/s
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.065 µm a 0.040 µm
Conjunto de instrucciones:
EM64T
Socket: LGA775
Número de Cores: 1, 2, o 4 (2x2)
Cores:
•Conroe-L•Allendale•Conroe•Merom•Kentsfield•Yorkfield•Wolfdale
TIPOS DE CPU
Duron
AMD Duron "Spitfire" / 600 MHz
Producción:Desde mediados de 2000 hasta 2006
Fabricante: AMD
Velocidad de CPU: 600 Mhz a 1.8 GHz
Velocidad de FSB: 200 MT/s a 266 MT/s
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.18 µm a 0.13 µm
Conjunto de instrucciones:
x86
Socket: Socket A
Cores: •Spitfire•Morgan•Applebred
TIPOS DE CPU
TIPOS DE CPU Athlon
AMD AthlonXP 1700 "Thoroughbred"
Producción:Desde mediados de 1999 hasta 2005
Fabricante: AMD
Velocidad de CPU: 500 MHz a 2.33 GHz
Velocidad de FSB: 100 MHz a 200 MHz
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)
0.25 µm a 0.13 µm
Conjunto de instrucciones:
x86
Sockets: •Slot A•Socket A
Cores:
•K7 (Argon)•K75 (Pluto/Orion)•Thunderbird•Palomino•Thoroughbred A/B•Barton•Thorton
Semprom
Sempron 3000+, Socket-A
Producción: Desde julio de 2004
Fabricante: AMD
Velocidad de CPU: 1.4 GHz a 2.2 GHz
Velocidad de FSB: 166 MHz a 200 MHz
Conjunto de instrucciones: x86, AMD64
Sockets: •Socket A•Socket 754•Socket 939•Socket AM2
Cores: •Thoroughbred B/Thorton•Barton•Paris•Palermo (Socket 754, 939)•Manila (Socket AM2)
TIPOS DE CPU
UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA
Es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (suma, resta, etc.) y operaciones lógicas (OR, NOT, XOR, etc.), entre dos números.
A: OperandoB: OperandoF: entrada de la unidad de controlD: Estado de salidaR: Salida
La ALU se compone básicamente de:
• Circuito Operacional
• Registros de Entradas
• Registro Acumulador
• Registro de Estados
UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA
Circuito Operacional:
Contiene los circuitos electrónicos para la realización de las operaciones con datos procedentes de los Registros de Entradas.
Registros de Entradas:
Prácticamente es el registro en el cual se almacenan los operandos para luego ser procesados.
UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA
Registro acumulador:
Almacena resultados de las operaciones ejecutadas por el CO; se encuentra conectado con los Registros de Entradas y a el bus de datos del sistema con el propósito de enviar los resultados a la Memoria principal o (RAM) o a algún periférico.
Registro de estado:
Registros de memoria en los que se deja constancia algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada y que habrán de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores.
UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA
OPERACIONES BÁSICASLas operaciones básicas de la ALU son aritméticas y lógicas, claro
está todo en sistema binario o hexadecimal(lenguaje maquina).
XY
Z
XY
Z10101111
11001+
10100011
0111
-
OPERACIONES BÁSICAS• Operaciones lógicas
XY
salida
XY
salida
OR
AND
X salidaNOT
10001000
10000+
OPERACIONES BÁSICAS• Operaciones aritméticas
11001011
10111+
00111101
10000+
10001000
0000-
11001011
0001-
11010011
1010-
0111<- complementa 11000<- complementa 2
0100<- complementa 10101<- complementa 2
1100<- complementa 11101<- complementa 21000
100010000
+11000101
10001+
11011101
11010+
ELEMENTOS DE CONVERSIÓNUn programa en lenguaje ensamblador es una serie de
instrucciones que corresponden al flujo de órdenes ejecutables que pueden ser cargadas en la memoria de una computadora.
(10110000 01100001)2=(0xb061)16
La representación equivalente en lenguaje ensamblador:
MOV al, 061h = Mueva el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro "al".
Otra forma de representar esta línea de código es la siguiente:
movb 0x61,%al =mover el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro 'al'.)
ELEMENTOS DE CONVERSIÓN
Este es un programa hecho en lenguaje ensamblador o también conocido como lenguaje maquina
BITS DE CONVERSIÓNLas computadoras son capaces de manejar información en
distintos sistemas numéricos aparte de binario y decimal, como lo son el hexadecimal, octal o BCD.
DECIMAL BINARIO HEXADECIMAL OCTAL BCD
201 11001001 C9 311 0010 0000 0001
195 11000011 C3 303 0001 1001 0101
11001001= 1x27 + 1x26 +1x23 +1x20 =201 DECIMAL
BITS DE CONVERSIÓN
Ejemplos de conversión:
1100 1001 = C9 HEXADECIMAL
11 001 001 = 311 OCTAL
201= 0011 0000 0001 BCD