El microprocesador

El microprocesador: cómo funciona y qué elementos lo componen

1. EL MICROPROCESADOR O EL MICROPROCESADOR O
CPUCPU
(HARDWARE BÁSICO)
Nuria García Mairena

2. CPU= UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO CPU= UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO
(Central Processing Unit) =MICROPROCESADOR(Central Processing Unit) =MICROPROCESADOR
¿Por qué entonces llamamos CPU a todos los
componentes del PC?

IMPORTANCIA CENTRAL DEL
MICROPROCESADOR= CEREBRO
DEL PC

3. 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

4. MICROPROCESADOR: ¿QUÉ MICROPROCESADOR: ¿QUÉ
ES?ES?
PUNTO DE VISTA ELECTRÓNICO:
Es un chip en cuyo interior existen miles
(o millones) de elementos llamados
transistores.

5. MICROPROCESADOR: ¿QUÉ MICROPROCESADOR: ¿QUÉ
ES?ES?
PUNTO DE VISTA INFORMÁTICO:
CEREBRO DEL PC
Componente 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

6. MICROPROCESADORMICROPROCESADOR
Presente en otros dispositivos
programables:
-Maquinaria industrial
-Automóviles
-Electrodomésticos
-Juguetes
-TV
-Teléfonos móviles

7. ¿DÓNDE SE ENCUENTRA Y CUÁLES SON ¿DÓNDE SE ENCUENTRA Y CUÁLES SON
SUS CARACTERÍSTICAS GENERALES?SUS CARACTERÍSTICAS 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)

8. BOARD ATXBOARD ATX::

9. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?
UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA (ALU)
Arithmetic Logic Unit
UNIDAD DE CONTROL (UC)
MEMORIA CACHÉ
COPROCESADOR MATEMÁTICO
PREFETCH UNIT
UNIDAD DE DECODIFICACIÓN
REGISTROS

10. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?

11. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO 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

12. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO 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.

13. FUNCIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL FUNCIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL
(UC)(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

14. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO 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

15. ¿QUÉ ELEMENTOS LO COMPONEN?¿QUÉ ELEMENTOS LO 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 caché
UNIDAD 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

16. ¿CÓMO FUNCIONA?¿CÓMO FUNCIONA?
4 PASOS:
1)FETCH----LEER
2)DECODE---DECODIFICAR
3)EXECUTE---EJECUTAR
4)WRITEBACK---ESCRIBIR

17. ¿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

18. ¿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

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