Ciclos De Control

Ciclos de control
La ejecución de una instrucción implica la ejecución lógica de una secuencia de pasos más pequeños normalmente llamados ciclos.
Cada ejecución puede constar de ciclos de captación, acceso indirecto a memoria, ejecución e interrupción.
Cada ciclo se compone de una serie de operaciones más elementales llamadas microoperaciones. Una microoperación implica una transferencia entreregistros y bus externos, o una operación sencilla de la ALU.
La unidad de control del procesador realiza dos tareas:
1) Hace que el procesador ejecute las microoperaciones en la secuencia correcta, determinada por el programa que se está ejecutando.
2) Genera las señales de control que provocan la ejecución de cada micro operación.
Las señales de control generadas por la unidad de control causanla apertura y el cierre de ciertas puertas lógicas, lo que da como resultado una transferencia de datos hacía, o desde, los registros y una operación de la ALU.
Microoperaciones
El funcionamiento del computador, cuando ejecuta un programa, consiste en una secuencia de ciclos de instrucción, con una instrucción maquina por ciclo. Esta secuencia de ciclos de instrucción no es necesariamente la mismaque la secuencia escrita de instrucciones que constituye un programa, debido a la existencia de instrucciones de salto. Secuencia temporal de ejecución de instrucciones.
Cada ciclo de instrucción puede considerarse compuesto por varias unidades más pequeñas. Una subdivisión práctica es captación, ciclo indirecto, ejecución e interrupción, si bien solo aparecen los ciclos de captación y deejecución.
Las microoperaciones son las operaciones funcionales, o atómicas, de un procesador.
Figura 4.1. 1 elementos que constituyen la ejecución de un programa






Ciclo de captación
Tiene lugar al principio de cada ciclo de instrucción y hace que una instrucción sea captada de la memoria.
Hay 4 registros implicados:
1) Registro de dirección a memoria (MAR): Conectado a las líneas de dirección debus del sistema. Especifica la dirección de memoria de una operación de lectura o escritura.
2) Registro intermedio de memoria (MBR): Contiene el valor a almacenar en memoria o el último valor leído de memoria.
3) Contador de programa (PC): Contiene la dirección de la siguiente instrucción.
4) Registro de instrucción (IR): Contiene la última instrucción captada.
El ciclo de captación constarealmente de 3 pasos y 4 microoperaciones. Cada microoperación implica la transferencia de datos hacía adentro o hacía afuera de un registro. Con tal de que estas transferencias no interfieran entre si, varias de ellas pueden tener lugar durante un paso, ahorrando tiempo.
Simbólicamente se puede escribir a una secuencia de eventos de la siguiente forma:
T1: MAR  PC
T2: MBR  Memoria(PC)  (PC) + I
T3: IR  (MBR)
Se dispone de un reloj a efectos de temporización, emite pulsos de reloj espaciados regularmente. Cada pulso define una unidad de tiempo. Así todas las unidades tienen la misma duración. Cada microoperación puede llevarse a cabo dentro de una unidad de tiempo.
Ejemplo:
Imagen 4.1.1. 1 secuencia de eventos del ciclo de captación







Ciclo deejecución
Los ciclos de captación, indirecto y de interrupción son sencillos y predecibles. Cada uno implica una secuencia pequeña y fija de microoperaciones y, en todos los casos, se repiten las mismas para cada ejecución de una instrucción.
En el ciclo de ejecución no. En una maquina con N códigos de operación diferentes pueden ocurrir N secuencias diferentes de microoperaciones.
Ejemploshipotéticos:
**Instrucción suma:
ADD R1, X “suma el contenido de X al registro R1”
Secuencia de microoperaciones:
T1: MAR  (IR (dirección))
T2: MBR  Memoria
T3: R1  (R1) + (MBR)
IR contiene la instrucción ADD:
1) La parte de dirección de IR se carga a MAR
2) Lee la posición referenciada.
3) La ALU suma los contenidos de R1 y MBR
** Incrementar y saltar si cero:
ISZ X “el contenido de X...