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    2 1 Organizacion Del Procesador PDF

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    Ivonne Díaz
    La CPU está compuesta de cuatro elementos: la unidad de control, la unidad aritmética y lógica (ALU), los registros y las interconexiones. Los registros almacenan datos e instrucciones temporalmente y pueden ser visibles al usuario, como registros de propósito general, de dirección, de datos y de condición, o de control y estado para la ejecución de instrucciones, como el contador de programa y los registros de instrucción, dirección de memoria e intermedio de memoria.

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    La CPU está compuesta de cuatro elementos: la unidad de control, la unidad aritmética y lógica (ALU), los registros y las interconexiones. Los registros almacenan datos e instrucciones temporalmente y pueden ser visibles al usuario, como registros de propósito general, de dirección, de datos y de condición, o de control y estado para la ejecución de instrucciones, como el contador de programa y los registros de instrucción, dirección de memoria e intermedio de memoria.

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    La CPU está compuesta de cuatro elementos: la unidad de control, la unidad aritmética y lógica (ALU), los registros y las interconexiones. Los registros almacenan datos e instrucciones temporalmente y pueden ser visibles al usuario, como registros de propósito general, de dirección, de datos y de condición, o de control y estado para la ejecución de instrucciones, como el contador de programa y los registros de instrucción, dirección de memoria e intermedio de memoria.

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    La CPU está compuesta de cuatro elementos: la unidad de control, la unidad aritmética y lógica (ALU), los registros y las interconexiones. Los registros almacenan datos e instrucciones temporalmente y pueden ser visibles al usuario, como registros de propósito general, de dirección, de datos y de condición, o de control y estado para la ejecución de instrucciones, como el contador de programa y los registros de instrucción, dirección de memoria e intermedio de memoria.

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    2.

    1 Funcionamiento de la CPU


    Organizacin del Procesador


    El procesador o CPU (Unidad Central de Proceso), controla el funcionamiento de la
    computadora y lleva a cabo sus funciones de procesamiento de datos, es uno de los cuatro
    componentes estructurales principales del computador; los otros tres son: Memoria Principal
    (transfiere datos), E/S (transfiere los datos entre el computador y los perifricos), y el Sistema
    de Interconexin (comunica la CPU, la memoria principal y la E/S). A su vez, la CPU se
    compone de cuatro elementos estructurales, los cuales se indican en la figura 2.1.

    Figura 2.1. Estructura de la CPU
    Qu hace cada uno de los componentes de la CPU?

    Unidad de Control: controla el funcionamiento de la CPU y de esta forma el
    del computador.

    Unidad Aritmtico y Lgica (ALU): realiza el procesamiento de los datos que
    entran y salen del computador.

    Registros: se encargan del almacenamiento interno de la CPU.
    o Interconexiones: entrega la comunicacin entre la unidad de control, la
    ALU, y los registros.

    La importancia de los registros de la CPU es servir de memoria interna para
    almacenar los datos e instrucciones temporalmente mientras una instruccin es
    llevada a cabo. De esta forma la posicin de la ltima instruccin queda
    almacenada y la CPU est en condiciones de realizar las funciones que le han
    sido asignadas:

    Captar Instrucciones: lee las instrucciones desde la memoria
    Interpretar Instrucciones: la decodifica para identificar qu accin se debe
    realizar
    Captar Datos: siempre y cuando la ejecucin de una instruccin exige leer
    datos desde la memoria o desde dispositivos de E/S
    Procesar Datos: cuando la ejecucin de una instruccin implica realizar alguna
    operacin aritmtica o lgica con los datos obtenidos
    Escribir Datos: cuando los resultados de una instruccin ejecutada exigen
    escribir datos en memoria o en un mdulo de E/S
    Para terminar de entender la importancia de la CPU, y la similitud que sta
    presenta con la estructura interna del computador es conveniente observar la
    figura 2.2. Notar que al igual que en la estructura del computador, existen tres
    elementos principales: Unidad de Control, ALU y registros, conectados por
    buses o caminos de datos.

    Figura 2.2 Estructura Interna de la CPU

    Memoria Interna del Procesador: Registros 2.2


    Los registros son celdas de memoria de alta velocidad que permiten a la CPU
    almacenar datos temporalmente mientras se efectan alguna operacin. Adems al
    ingresar un dato en un registro se puede desencadenar una secuencia de actividades
    a nivel de procesador, tal como la activacin de algn tipo de circuito. Estos registros
    de la CPU se pueden dividir en dos tipos: Visibles al Usuario y De Control y de Estado,
    no siempre muy distinguibles de acuerdo a las mquinas que se analicen, pero para
    estudiarlos es til caracterizarlos por separado.


    Registros Visibles al Usuario 2.2.1


    Estos registros se definen como aquellos que pueden ser referenciados por lenguaje
    ensamblador, o de mquina con el fin de optimizar el uso de los recursos. Se
    distinguen cuatro categoras, las cuales sern explicadas a continuacin:

    Registros de Propsito General. Cualquier registro de propsito general puede
    almacenar el operando para cualquier cdigo de operacin; como en todo orden de
    cosas, existen algunas restricciones, por ejemplo, podrn existir registros de propsito
    general especficos para operaciones de punto flotante, o de direccionamiento.

    Registros de Direccin. Pueden ser registros de uso parcialmente general, o
    slo dedicados a modos de direccionamientos especficos. Algunos registros de
    direccin ms usados son los Registros ndices y los Punteros de Pila.

    Registros de Datos. Slo se usan para contener datos y no participan en el clculo
    de direcciones de operandos.

    Registros de Condicin . Tambin llamados "flags". Especficamente son bits fijados
    mediante el hardware, por ejemplo, indican si una operacin entrega un resultado
    positivo, negativo, nulo, si hay overflow, etc.

    Registros de Control y de Estado 2.2.2

    A continuacin una lista de registros tiles para la ejecucin de una instruccin:

    Contador de Programa (PC). Contiene la direccin de la siguiente instruccin,
    su valor puede ser actualizado por la CPU despus de la captacin de una
    instruccin (PC=PC+1), o el valor puede ser asignado por un a instruccin de
    bifurcacin o salto. Tambin se le conoce como registro de posicin.

    Registro de Instruccin (IR). Contiene la instruccin actual, aqu se analiza el
    cdigo de operacin.

    Registro de direccin de memoria (MAR). Contiene la direccin de una posicin
    de memoria, y el intercambio de datos con la memoria se realiza conectado
    directamente al bus de direcciones.

    Registro intermedio de memoria (MBR). Contiene la palabra de datos para
    escribir en memoria o la que ha sido leda ms recientemente, el intercambio
    de datos con la memoria se realiza conectado directamente al bus de datos.

    En resumen, los cuatro registros mencionados funcionan de la siguiente forma:
    el registro de posicin o PC tiene la direccin de la prxima instruccin, para
    buscarla, el contenido de la posicin es pasado al MAR. La instruccin
    esperada aparece en el MBR. Se incrementa el PC y la instruccin es
    transferida al control (decodificador) a travs del IR. Luego, el decodificador
    'informa' qu se debe hacer, la instruccin es ejecutada, se efectan algunos
    clculos en la ALU

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