El Procesador 2015I

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

PROFESOR: Ing. EMERSON CARRANZA
MILLA

Definición de un Computador

Modelo Lógico de un Computador

El Procesador: Funciones
El procesador debe:
– Captar instrucciones de la memoria
– Interpretar instrucciones
– Captar datos de la memoria
– Procesar datos
– Enviar datos hacia la memoria o periférico

El Procesador: Estructura Básica

CPU
Computer

Arithmetic
andLogin Unit

Registers

I/O
System
Bus
Memory

CPU

Internal CPU
Interconnection

Control
Unit

El Procesador: Componentes internos
• Unidad de control
• Unidad aritmética y
lógica
• Coprocesador
matemático (FPU, NPU)
• Memorias Caché
• Registros
• Bus interno

Componentes internos: Unidad de
Control

Control Unit
CPU

Sequencing
Login

ALU
Internal
Bus
Registers

Control
Unit

Control UnitRegisters and
Decoders

Control
Memory

Unidad de Control (CU)
•
•

•

El microprocesador es el cerebro del computador, la unidad de control es el
cerebro del microprocesador.
CU es la encargada de activar o desactivar los diversos componentes del
microprocesador en función de la instrucción y de la correspondiente etapa
que el microprocesador esté ejecutando.
Tipos de unidades de control:
– Lascableadas, usadas generalmente en máquinas sencillas
– Las microprogramadas, usadas generalmente en máquinas complejas.

CU: Unidad de Control Microprogramada

Sus componentes habituales son:
• Microcontador de programa
• Micromemoria ROM, programable en algunos
casos.
• Decodificador
• Circuito secuenciador

CU: Unidad de Control Cableada

Sus componentes habituales son:
• Circuito de lógicacombinacional de
reconocimiento de instrucción.
• Circuito de lógica secuencial de control de
estado.
• Circuito de lógica combinacional de emisión de
señales de control.

Componentes internos: Unidad
Aritmética y Lógica
• Una ALU puede realizar un conjunto de operaciones
aritméticas básicas y un conjunto de operaciones lógicas, a
través de líneas de selección.

Unidad Aritmética y Lógica
• Operacionesaritméticas

Unidad Aritmética y Lógica
• Operaciones Lógicas

Unidad Aritmética y Lógica
• Operaciones integradas ALU

Componentes internos: Registros del
Procesador
•
•
•
•

Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en
ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad
aritmética.
Los registros son elementos de almacenamiento temporal dentrodel
microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits.
Los registros son direccionables por medio de una viñeta, que es una
dirección de memoria.
Los registros se dividen en:
– Registros de segmento
– Registros de apuntadores de instrucciones
– Registros apuntadores
– Registros de propósitos generales
– Registro índice
– Registro de bandera.

Registros del Procesador

Memorias Cache
• Es unamemoria temporal, generalmente de
existencia oculta y automática para el usuario
• Proporciona acceso rápido a los datos de uso más
frecuente o previsible.
• Se sitúa entre el microprocesador y la memoria RAM
• Se basa en dos suposiciones que generalmente
resultan ciertas:
– Los ordenadores tienden a utilizar las mismas instrucciones
y los mismos datos repetidamente.
– La información requerida seencuentra almacenada en
forma adyacente, o cuando menos muy cercana, en
memoria o disco.

Memoria Cache
• Constituye una pequeña cantidad de memoria rápida
• Normalmente se sitúa entre la memoria principal y CPU
• Puede localizarse en el chip CPU o módulo

Memorias Cache
Objetivos:
• Mantener el menor tiempo de acceso promedio a la memoria .
• Reducir el ancho de banda entre memoria principal yprocesador
Operación de cache:
La dirección generada por el procesador es comparada
con los datos que están almacenados en cache:
• Si el dato está presente, el procesador lo lee desde cache
• Si el dato no está presente, se transfiere desde la memoria
principal a cache.

Memorias Cache
Terminología
• Bloque : unidad mínima de almacenamiento en cache
• Acierto : palabra buscada pertenece a bloque...