Transcript Microprocesador Unidad Decodificación Unidad de Ejecución Unidad Aritmética Lógica

Microprocesador
Unidad Decodificación
Unidad de Ejecución
Unidad Aritmética Lógica
Unidad de Decodificación: Se encarga de Interpretar el código para averiguar el
tipo de instrucción a realizar por Ej: Instrucciones de suma, resta, almacenamiento
de datos en memoria. Etc
Unidad de Ejecución: Es la encargada de dar las ordenes necesarias a las diversas
partes del microprocesador para poder ejecutar c/u de las instrucciones.
ALU: Las operaciones que realiza son: Suma, Resta, Multiplicación,
División y trabajan con dígitos binarios
CPU
• En la suma saber como funciona en microprocesador
implica saber como se va ejecutando c/u de las
instrucciones del programa que se almacena en la memoria
Los pasos globales que se siguen a la hora de
consumar una instrucción son
Búsqueda de
la instrucción
Decodificación
del la
instrucción
Búsqueda de
Operandos
Ejecución de
la Instrucción
Almacenamiento
del Resultado
Microprocesador
Unidad Decodificación
Unidad de Ejecución
Unidad Aritmética Lógica
EL microprocesador esta compuesto por 2 unidades
BUS DE DATOS
REGISTRO
A
UNIDAD DE CONTROL
B
RAM
C
ALU
BUS DE DIRECCIONES
Unidad de Control
Es el centro nervioso del ordenador ya que
desde ella se controlan y gobiernan todas las
operaciones como funciones básicas tiene:
Tomar las instrucciones de memoria
Decodificar e interpretar las instrucciones
Ejecutar las instrucciones
Elementos de la
Unidad de control
Elementos de la Unidad de Control
CONTADOR DE
PROGRAMA
Reloj
SECUENCIADOR
DECODIFICADOR
REGISTRO DE
INSTRUCCIÓN
MBR
Contador de Programa
• Contiene permanentemente la dirección de
memoria de la siguiente instrucción a ejecutar
Registro de instrucción
• Contiene la instrucción que se está ejecutando
en cada momento.
EL DECODIFICADOR
• Es el que se encarga de extraer el código de
operación de instrucción en curso, lo analiza y
emite las señales y mensajes al resto de los
elementos para su ejecución a través del
secuenciador
EL SECUENCIADOR
• En este dispositivo se generan ordenes muy
fundamentales, micro órdenes, que
sincronizados por impulsos de reloj hacen que
se vallan ejecutando poco a poco la
instrucciones que esta cargada en el registro
del instrucción.
EL RELOJ
• Proporciona una sucesión de impulsos
eléctricos o ciclos en intervalos contantes.
• La velocidad de la computadora esta ligada a
al reloj ej si la veloc. es de 800Mhs quiere
decir que hace 800 millones de tic por
segundo, o el tiempo que se toma para hacer
que un transistor se apague y vuelva a
encender.
Hoy
hablamos
de 3GHz
LA UNIDAD ARITMETICA LOGICA
ACUMULADOR
FLAGS
CIRCUITO OPERACIONAL
REN 1
Reg. de entrada
REN2
CIRCUITO OPERACIONAL
• Contiene los circuitos necesarios para la
realización del las operaciones con los datos
procedentes de los registros de entrada
REN
• En ellos se almacenan los datos u operandos
que intervienen en una instrucción antes de la
realización de las operaciones por parte del
circuito operacional
CIRCUITO ACUMULADOR
• Almacena los resultados llevadas a cabo por el
circuito operacional
FLAGS (variable booleana)
O REGISTRO DE ESTADO
• Se trata de unos registros de memoria en las
que se deja constancia de algunas condiciones
que se dieron en la ultima operación realizada
y que habrán de ser tenidas en cuenta en las
operaciones.
BUS DE DATOS
REN1
REN2
REGISTRO
RI
A
B
C
ALU
RAM
D
cache
+1
PC
UC
RELOJ
BUS DE DIRECCIONES
RESET
Memoria Cache
• En informática, una caché es un conjunto de datos duplicados
de otros originales, con la propiedad de que los datos
originales son costosos de acceder, normalmente en tiempo,
respecto a la copia en la caché. Cuando se accede por primera
vez a un dato, se hace una copia en el caché; los accesos
siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo
de acceso medio al dato sea menor.
• Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida
por caché inteligente en la cual el sistema puede reconocer
cierto tipo de datos usados frecuentemente
Mas Inf
Los cache
• El cache está presente en varias partes de una computadora.
Ej disco duro y tarjeta de red para acelerar el acceso a los
datos.
• La cache de L1 conservar instrucciones que se han ejecutado
recientemente. El cache L2 aloja las instrucciones que
probablemente se utilicen enseguida. El cache L3 contiene
muchas de las instrucciones posibles.
En todos los casos el CPU puede acceder a la memoria caché de
manera más rápida, dando como resultado una ejecución mas
rápida del programa.
MAPA
BUS
• BUS= Conjunto de cables conductores que viaja desde
la CPU comunicando componentes de hardware como
el conjunto de chipset (Norte Y Sur) la memoria ram,
zócalos de expansión etc.
• Físicamente encontramos el bus como un conjunto de
pistas conductoras grabadas en la placa base.
• Precisamente su característica más importante es el
número de tales pistas, pues cuanto mayor sea el
número, mayor es la cantidad de bits de la señal que
transporta.
Ejemplo de bus
Tipos de Bus
• Bus de datos= transportamos datos, la función de
este Bus es de enviar y recibir datos, por eso se dice
que es bidireccional.
• Bus de direcciones= Como su única función será
localizar un dispositivo y enviar por este bus una
notificación, a un dispositivo en particular sabiendo
su dirección, y avisarle de la existencia de
información en el Bus de Datos para ser utilizada) se
dice que es unidireccional.
• Bus de Control= Comunicará que operación desea
realizar el microprocesador, por ejemplo: leer o
escribir.
BUS
Bus de datos
Bus de datos= transportamos datos La función de este Bus es de enviar y recibir datos,
por eso se dice que es bidireccional.
BUS DE DIRECCIONES
¿Cómo se enteran los dispositivos si el microprocesador quiere recibir información y no
enviarla?
BUS DE CONTROL
El bus de control gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones.
Como éstas líneas están compartidas por todos los componentes, tiene que
proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de
control transmiten tanto órdenes como información de temporización entre los
módulos. Mejor dicho, es el que permite que no haya colisión de información en el
sistema.
Investigar
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•
Tipos de software
Sistema operativo
Kernel
Firmware (“Software firme, fijo o solido”)
Hercios
• (Hercio). Unidad de frecuencia (número de
veces que se repite por segundo cualquier
fenómeno) electromagnética. Cada unidad
equivale a un ciclo por segundo. Por ejemplo,
500 hertz equivalen quinientos ciclos por
segundo.
En computadoras, los hertz o hercios se
suelen utilizar para medir la frecuencia de
reloj (la velocidad relativa) de un
microprocesador, generalmente en MHz
(megahertz) o GHz (gigahertz).
Velocidad de micro
• Al igual que el microprocesador, la velocidad del bus se mide
en megahertz(MHz) debido a que cuenta con su propia
velocidad del reloj.
• Ósea que mientras más rápida sea la velocidad del reloj, mas
rápido podrá transferir datos entre sus partes
cpu
Un bus de 8 cables trans_____
Un bus de 16 bit tras______
Un bus FSB de 4 byte tras____
Ram
Medidas en hz
• Un Hz equivale a un tic de ese reloj por segundo. Se utiliza
muy frecuentemente como unidad de medida de la
frecuencia de trabajo de un dispositivo de hardware.
• Un Megahertz equivale a un millón de tics por segundo. Si el
reloj de un motherboard es (o está configurado) a 100 MHz,
éste es un sistema PC100.
• Un Megahercio (MHz) equivale a 10 exp 6 hercios (1 millón).
• Otros múltiplos comunes del hercio (Hz) son:
Kilohercio (kHz), equivalente a 10 exp3 Hz (1.000).
Gigahercio (GHz), equivalente a 10exp9 Hz (1.000 millones).
Megahercios en informática
• Se ha venido utilizando desde el nacimiento de los computadores
personales, originando la guerra por los MHz, con velocidades iniciales de
4 MHz ="4.000.000 Hercios " hasta 3.800 MHz ="3.800.000.000 Hercios"
esta velocidad fue alcanzada por el PIV 3.8 recordemos que cada hercio es
un ciclo por segundo, lo que significa que un procesador a 3.800 MHz
viene realizando tres mil ochocientos millones de operaciones por
segundo que bien pueden ser suma, resta, multiplicación y división, pero
es más común que se mencione como 3,8 GHz en vez de 3.800 MHz,
debido a que 1.000 MHz es equivalente a 1 GHz, la desventaja de tanta
velocidad es el calentamiento del procesador, así un procesador a 2,66
GHz utilizando el procesador al máximo, mantiene una temperatura de
70 ºC, lo que podría ocasionar que el componente se queme.
• Otras bases de datos, así como memorias del ordenador, también operan
a diferentes frecuencias, y habitualmente también del orden de
megahercios, aunque estas especificaciones técnicas son menos
anunciadas por los vendedores de ordenadores que la frecuencia del
microprocesador.
FSB/Multiplicador
• El front-side bus, ("bus de la parte frontal"), es el tipo de bus
usado como bus principal en algunos de los
microprocesadores de la marca Intel para comunicarse con el
chipset. Ese bus incluye señales de datos, direcciones y
control, así como señales de reloj que sincronizan su
funcionamiento. En los nuevos procesadores de Intel y hace
tiempo en los de AMD se usan otros tipos de buses como el
Intel QuickPath Interconnect y el HyperTransport
respectivamente.
• INV =HYPERTHREADING
Velocidad de componentes
•
La frecuencia de trabajo del microprocesador se obtiene como resultado de
multiplicar la frecuencia de reloj del FSB (en MHz, no en MT/s) por un factor
multiplicador. Este factor multiplicador, así como la frecuencia de reloj del FSB
pueden alterarse a través de la configuración de la placa base, generalmente a
través de la BIOS, permitiendo así el overclocking. Por ejemplo, una CPU de 1.000
MHz podría funcionar con una frecuencia de reloj de 133 MHz y un factor
multiplicador de 7,5.
• El ancho de banda del FSB depende de su tamaño de palabra (si es de 16, 32 o 64
bits), su frecuencia de reloj medida en megahercios y el número de transferencias
que realiza por cíclo de reloj. Por ejemplo, un FSB de 32 bits de ancho (4 bytes),
funcionando a 100 MHz y que realice 4 transferencias por cada ciclo, ofrece un
máximo teórico de 1.600 megabytes por segundo.
• Por otra parte si se usa la tecnología Quad Pumping, si el bus funciona a 100 MHz
de señal de reloj, en cada ciclo de reloj hay cuatro transferencias de datos. Se dice
entonces que el bus funciona a 400 MT/s,(millones de trasferencia por segundo) y
su ancho de banda se expresa mediante la siguiente sencilla fórmula:
• 4 bytes x 100 MHz x 4 = 1.600 MB/s.
Ancho de
frecuencia
operaciones
dato