EL MICROPROCESADOR EL MICROPROCESADOR O CPUO CPU

(HARDWARE BÁSICO)

Nuria García Mairena

CPU= UNIDAD CENTRAL DE CPU= UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO PROCESAMIENTO

(Central Processing Unit) (Central Processing Unit) =MICROPROCESADOR=MICROPROCESADOR

¿Por qué entonces llamamos CPU a todos los componentes del PC?

IMPORTANCIA CENTRAL DEL MICROPROCESADOR= CEREBRO DEL PC

UN POCO DE HISTORIA:UN POCO DE HISTORIA: Constituido por UN Circuito Integrado (CI) PROCESADORES INTEGRADOS EN UNA SÓLA PASTILLA Años 70: miniaturización y estandarización a través de los CHIPS MICROPROCESADORES COMPLEJOS en pocos milímetros (se

fabrican en serie) LEY DE MOORE INTEGRATED ELECTRONICS (INTEL): C 4004 Y 8080

MICROPROCESADOR: MICROPROCESADOR: ¿QUÉ ES?¿QUÉ ES?PUNTO DE VISTA ELECTRÓNICO: Es un chip en cuyo interior existen

miles (o millones) de elementos llamados transistores.

MICROPROCESADOR: MICROPROCESADOR: ¿QUÉ ES?¿QUÉ ES?PUNTO DE VISTA INFORMÁTICO:

CEREBRO DEL PCComponente del PC que

INTERPRETA y EJECUTA las INSTRUCCIONES contenidas en los programas y PROCESA LOS DATOS (4 PASOS)

Proporciona la característica fundamental de la computadora digital: LA PROGRAMABILIDAD

MICROPROCESADORMICROPROCESADORPresente en otros dispositivos

programables:- Maquinaria industrial- Automóviles - Electrodomésticos- Juguetes- TV - Teléfonos móviles

¿DÓNDE SE ENCUENTRA Y CUÁLES ¿DÓNDE SE ENCUENTRA Y CUÁLES SON SUS CARACTERÍSTICAS SON SUS CARACTERÍSTICAS GENERALES?GENERALES? Unido a la placa base/madre (board) a través

de un zócalo o socket específico Necesita un sistema de refrigeración

(ventilador + disipador) debido a las velocidades que alcanza (VELOCIDAD DE RELOJ)

Se comunica a través de un conjunto de circuitos llamado Bus (interno/externo)

MULTINÚCLEO (NÚCLEO= CORE): 2 ó + microprocesadores en un solo encapsulado y en un solo circuito integrado

Incorpora MEMORIA CACHÉ (Distintos niveles L1, L2, L3)

BOARD ATXBOARD ATX::

¿QUÉ ELEMENTOS LO ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?COMPONEN?UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA

(ALU) Arithmetic Logic Unit UNIDAD DE CONTROL (UC)MEMORIA CACHÉCOPROCESADOR MATEMÁTICO PREFETCH UNITUNIDAD DE DECODIFICACIÓNREGISTROS

¿QUÉ ELEMENTOS LO ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?COMPONEN?

¿QUÉ ELEMENTOS LO ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?COMPONEN?UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA

(ALU): Es la parte inteligente del chip. Realiza:-Cálculos matemáticos (suma, resta, etc..)-Operaciones lógicas (“yes-no-or-and”) y comparaciones (“igual, mayor que, menor que”)-Transfiere los datos entre las posiciones de almacenamiento-Los mensajes de la Unidad de Control le dicen qué debe hacer

¿QUÉ ELEMENTOS LO ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?COMPONEN?UNIDAD DE CONTROL: -Núcleo del procesador.-Regula el proceso entero de cada

operación que realiza.-Dirige la ejecución del programa y

controla tanto el movimiento entre memoria y ALU, como las señales que circulan entre la CPU y los periféricos.

FUNCIONES DE LA UNIDAD DE FUNCIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL (UC)CONTROL (UC) Controlar la secuencia de

instrucciones a ser ejecutadas. Controlar el flujo de datos entre las

diferentes partes que conforman el ordenador.

Interpretar las instrucciones. Regular tiempos de acceso y

ejecución en el procesador. Enviar y recibir señales de control de

periféricos externos

¿QUÉ ELEMENTOS LO ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?COMPONEN?MEMORIA CACHÉ: Memoria

ultrarrápida que almacena ciertos bloques de datos e instrucciones que posiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la RAM

Aumenta la VELOCIDAD y RENDIMIENTO del procesador y con ello del PC-Varios Niveles: L1, L2, L3

¿QUÉ ELEMENTOS LO ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?COMPONEN?COPROCESADOR MATEMÁTICO

(FTU=Floating Point Unit) especializado en esos cálculos matemáticos.PREFETCH UNIT: Decide cúando pedir

los datos desde la memoria principal (RAM) o de la cachéUNIDAD DE DECODIFICACIÓN:

Traduce códigos electrónicos en algo fácil de entender para ALU y registros.REGISTROS: Pequeñas memorias donde

se almacenan resultado de las operaciones realizadas por ALU en un corto periodo de tiempo

¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA? 4 PASOS:1) FETCH----LEER2) DECODE---DECODIFICAR3) EXECUTE---EJECUTAR4) WRITEBACK---ESCRIBIR

¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?1) FETCH---LEER: Recupera una instrucción de la memoria (antes de ser leída la instrucción debe ser recuperada: IMPORTANCIA CACHÉ) Contador de programa: almacena un nº que identifica la posición de la instrucción en el programa Dirige a la CPU a una dirección de memoria Contador de programa cuenta un paso y le indica a la CPU qué debe hacer

¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?2) DECODE---DECODiFICAR:La instrucción es dividida en partes Es interpretada en un conjunto de

instrucciones (ISA ó Instruction Set Architecture)

Un grupo de nºs llamados “opcode” indica qué operación realizar

Para ello se ayuda de un microprograma

¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?3) EXECUTE---EJECUTAR: ALU ejecuta la operación con las entradas que se les proporciona y facilita el resultado4) WRITEBACK---ESCRIBIR: Escribe los resultados del proceso de ejecución en la memoria:-Registro interno para acceso rápido (CACHÉ)-Memoria principal (RAM)