MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE CÓMPUTO, DISEÑO E INSTALACION DE CABLEADO ESTRUCTURADO – 752369

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE -SENA

EL PROCESADOR

ADOLFO ZARCO ROMAN

ADELINO JOSE ARAGON BERRIO

JUAN ALFONSO REDONDO

JUAN SEBASTIAN FAJARDO ROJAS

IVAN ANDRES MORALES

YAIR VERGARA FLOREZ

CARTAGENA DE INDIAS – 22 DE AGOSTO DE 2014

INTRODUCCION

Dentro del hardware de las computadoras se encuentra una serie de componentes, los cuales son vitales para el funcionamiento básico de las mismas, es decir el hardware conocido como crítico. Y entre estos hay una pieza particular conocida como el microprocesador, procesador o respectivamente micro.

Los microprocesadores han venido a ser el resultado del desarrollo en el camino Emprendido por la Electrónica Digital hacia la miniaturización, primeramente Implementando una unidad de procesos completa en una sola pastilla o chip de circuito Integrado, y posteriormente, mediante el aumento de la rapidez, capacidad de trabajo y Potencia de dicha unidad.

El procesador es conocido como “el cerebro de la computadora” ya que aquí se realiza el proceso y ejecución de todas las instrucciones dadas por el usuario, en este documento se detallara este dispositivo y como funciona.

EL PROCESADOR

El microprocesador o micro, es un dispositivo basado en circuitos integrados sumamente complejos, integrados por componentes electrónicos de tamaño microscópico que se encuentran alojados en su interior. Permite el procesamiento de información numérica, es decir en formato binario. Así como la ejecución de instrucciones almacenadas en la memoria.

El procesador interpreta todas las instrucciones que recibe de los dispositivos y luego las ejecuta, este circuito electrónico funciona a la velocidad de un reloj interno. Este funciona gracias a un cristal de cuarzo que es sometido a una corriente eléctrica, enviando así una serie de pulsos denominados “picos”. Un procesador actual puede estar constituido por millones de transistores, a menor tamaño de estos transistores mayor es el número de ellos en el mismo espacio, el procesador así podrá contener mas núcleos, una pequeña unidad de procesamiento de gráficos y más memoria interna

El primer procesador fue el Intel 4004, fabricado en 1971. Se diseñó originalmente para una calculadora, este resulto ser muy avanzado para su época, revolucionando así la industria, consistía de 2300 transistores, su arquitectura era de 4 bits, este podía llevar acabo 60000 operaciones por segundo y trabaja a una frecuencia de 700 KHz.

Proceso de fabricación de un procesador

Los procesadores deben ser fabricados bajo unas elevadas condiciones de higiene y pureza del aire, las fábricas son extremadamente limpias, ya que una simple mota de polvo podría echar a perder millones de microprocesadores, para evitarlo cuentan con sistemas de filtración que renuevan el aire cada cierto periodo de tiempo (diez veces por minuto), esto quiere decir que son 10000 más limpias que un quirófano, los operarios y trabajadores van completamente forrados con un traje estéril que una persona sin experiencia tardaría más de media hora en colocarse.

El proceso de fabricación es complejo y extenso, pero se puede resumir en varias etapas:

- Exposición: Se expone una capa de dióxido de silicio al calor y a determinados gases para lograr que crezca y obtener una oblea o lamina de silicio tan fina que es imperceptible al ojo humano.

- Fotolitografía: se aplica luz ultravioleta sobre la oblea a través de una plantilla, el dibujo de dióxido de silicio resultante se fija con productos

químicos, un procesador consta de varias de esas capas, cada una con una plantilla distinta, cada una más fina que la anterior.

- Implantación de iones: la oblea se bombardea con iones para alterar la forma en la que el silicio conduce la electricidad en esas zonas.

- Divisiones: en cada oblea se ha creado miles de micros, una vez el trazado de su circuito ha sido comprobado, estos son cortados individual con una sierra de diamante.

- Empaquetado: la parte más sencilla del proceso, cada micro es insertado en el paquete protector, que le da la apariencia que todos conocemos y que le permite conectarse a otros dispositivos.

Principales fabricantes a nivel mundial

-AMD

-Intel

-VIA

NUCLEOS

Un núcleo físico hace referencia a una porción interna de un procesador, este núcleo es cuasi-independiente y realiza todas las actividades de una CPU solitaria, ejecutan las instrucciones y pueden ser vistos como unos micros en miniatura.

Un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de repartir más eficientemente el procesamiento. Sería como dividir un núcleo físico en dos.

CONSTITUCION LOGICA DE UN PROCESADOR

Registros: los registros son unas memorias de alta velocidad y de poca capacidad, estos vienen integrados en el procesador y permiten guardar transitoriamente y acceder a valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas. Los registros se encuentran en la cúspide de la jerarquía de las memorias y son la manera más rápida de almacenar datos, estos se miden por el número de bits que almacenan.

Unidad de control: Es la circuitería encargada de controlar el flujo de datos a través del procesador. Su función varía dependiendo la arquitectura.

- Componentes de la unidad de control:-Registro de instrucciones-Registro contador de programa-controlador y decodificador-secuenciador

-Reloj

- Unidad Aritmético Lógica (ALU): Arithmetic logic unit es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas y operaciones lógicas entre dos números. Una ALU debe procesar números usando el mismo formato que el resto del circuito digital, para los procesadores modernos, este formato casi siempre es la representación del número binario de complemento a dos

- Unidad de coma flotante: (FPU) o conocido también como coprocesador matemático, se especializa en el cálculo de operaciones en coma flotante, básicas como sumas y restas, algunas más complejas realizan cálculos trigonométricos o exponenciales.

EJECUCION DE INSTRUCCIONES

Prefetch: prelectura de la instrucción desde la memoria principal Fetch: envió de la instrucción al decodificador Decodificación de la instrucción: Determinar que instrucción es y por

tanto que debe realizarse Lectura de operandos (si hay presencia de los mismos) Ejecución: lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el

procesamiento Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros

SOBRE EL RENDIMIENTO DE UN MICROPROCESADOR

FSB o bus frontal de datos: Es el medio por el cual el procesador se comunica con el subsistema de memoria y los distintos dispositivos. se refiere a la velocidad máxima con la que es capaz de transmitir datos con la tarjeta principal ("Motherboard") y el sistema en general. La frecuencia del bus frontal es multiplicada de tal manera el procesador trabaja internamente a una velocidad mayor de ahí nace el concepto de multiplicador, este valor en algunos casos puede modificarse en la motherboard con jumper o en el BIOS SETUP.

Se implementaron nuevas tecnologías para usar en los procesadores de 64-bits:

- Tecnología Hypertransport – desarrollada por AMD: consiste de un bus serial con controlador de memorias independiente que permite la conexión

directa con la memoria RAM sin necesidad del uso del NorthBridge de la tarjeta principal.

- Tecnología quickpath interconnect – Desarrollada por Intel: consiste en un controlador de memoria que permite el control de memoria RAM directamente desde el microprocesador. La unidad de medida utilizada en esta nueva gama de productos es la unidad GT/s, lo cual significa literalmente GigaTransferencias/segundo. Esta tecnología coexiste aún con FSB.

La velocidad de reloj es un factor que también influye en la velocidad de procesamiento, esta determina la velocidad a la que se realizan las operaciones y se mide en ciclos por segundo es decir en hercios.

La velocidad del bus La velocidad del bus determina el número de bits de información que el procesador de la computadora puede enviar.  Es un factor importante y más su el procesador tiene un multiplicador muy alto.

32 y 64 bits

 Los bits en la nomenclatura del microprocesador, hacen referencia a el ancho de palabra que puede transmitir de manera simultánea, por lo tanto entre mayor sea la capacidad, mayor eficiencia tendrá al momento de recibir y enviar información. Esto es, si tenemos que el bus podía enviar 32 bits, ahora es posible que se envíen 64 bits al mismo tiempo, esto es "ensanchar" el bus.

MEMORIA CACHE

La unidad cache es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad de tipo SRAM, basada en transistores por ello su alta velocidad. Es intermedia entre el procesador y la RAM, guarda los valores que son usados con más frecuencia y evita volver a buscarlos en la memoria RAM agilizando así los procesos.

Los microprocesadores pueden integrar de una a tres caches de memoria denominadas respectivamente como L1, L2 y L3. Es decir nivel 1, 2 y 3 (level en ingles).

Memoria L1: se encuentra integrada dentro de los circuitos del microprocesador y eso la hace más cara y más complicado en el diseño, pero también mucho más eficiente por su cercanía al microprocesador, ya que funciona a la misma velocidad que él. Esta a su vez se subdivide en 2 partes.

- L1 DC: "Level 1 date cache": se encarga de almacenar datos usados

frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, inmediatamente los utiliza, por lo que se agilizan los procesos.

- L1 IC: "Level 1 instruction cache": se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos.

Memoria L2: esta anteriormente se encontraba en tarjetas de memoria, para ser insertada en una ranura especial de la tarjeta principal (Motherboard) y funciona a la velocidad de trabajo de la misma. Actualmente la memoria L2 viene integrada en el microprocesador, se encarga de almacenar datos de uso frecuente y agilizar los procesos; determina por mucho si un microprocesador es la versión completa ó un modelo austero. Pueden contar con una capacidad de almacenamiento Caché de 8 MB, 9 MB, 16 MB en procesadores AMD e Intel® y hasta 15 MB en procesadores Intel®.

Memoria L3: Con este nivel de memoria se agiliza el acceso a datos e instrucciones que no fueron localizadas en L1 ó L2. Si no se encuentra el dato en ninguna de las 3, entonces se accederá a buscarlo en la memoria RAM. Pueden contar con una capacidad de almacenamiento Caché de hasta 8 Mb y 9 Mb sumando L2+L3 en el caso de la nomenclatura AMD.

REFRIGERACION

Ya que el procesador mantiene en uso permanente y con altas cargas de trabajo, genera grandes cantidades de calor y puede quemarse, aun así cuenta con un sistema que apaga automáticamente el sistema en caso de sobrecalentamiento. Pero para evitar eso existen diferentes sistemas como lo son el disipador con cooler o bien por enfriamiento de agua por medio de radiadores.

El procesador es una pieza delicada debe manipularse con cuidado ya que no hay forma de repararlo, además de que son costosos y sin ellos la computadora es inservible,

CONCLUSION

El procesador es una de los dispositivos más importantes y complejos del hardware de una computadora. Con sus diversos aspectos se puede determinar cómo va “correr” nuestra pc en términos de rendimiento, y que tipo de procesador es necesario para determinados tipos de actividades. Además de las diferentes tecnologías y utilidades que cada versión de procesadores tiene.

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BIBLIOGRAFIA

http://www.informaticamoderna.com/Microprocesadores.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

http://tecno-conocimiento.bligoo.com.co/procesadores#.U_cDR_l5Moo

http://es.kioskea.net/contents/397-procesador