Estructura y funcion del cpu

Estructura y funciones del CPU

Organización del procesador
Un procesador incluye registros visibles para el usuario y registros de control/estado. Los primeros pueden referenciarse, implícita o explícitamente en las instrucciones máquina.
Los registros de control y de estado se usan para controlar el funcionamiento de la CPU.
Los procesadores utilizan la segmentación de instruccionespara acelerar la ejecución. Las instrucciones se mueven a través de estas etapas.
Para comprender la organización de la CPU, consideremos los requisitos que debe hacer:
a) Captar instrucciones: la CPU lee instrucciones de la memoria
b) Interpretar instrucciones: lo codifica para tomar la acción necesaria
c) Captar datos: ejecución de la instrucción
d) Procesar datos
e) Escribirdatos
Organización de los registros
Se dividen en dos tipos:
Registros visibles para el usuario: permiten al programador de lenguaje maquina o ensamblador, minimizar las referencias a memoria principal cuando optimiza el uso de los registros.
Un registro visible para un usuario es uno que puede ser referenciado por medio del lenguaje maquina que ejecuta la CPU. Se clasifican en la siguientecategoría:

a) Uso general
b) Datos
c) Direcciones
d) Códigos de condición
Los registros de uso general pueden ser asignados por el programador a diversas funciones. Es decir, cualquier registro de uso general puede contener el operando para cualquier código de operación.
En algunos casos, los registros de uso general pueden ser utilizados para funciones de direccionamiento(por ejemplo, indirecto por medio de registro, con desplazamiento).
Los registros de uso general pueden usarse únicamente para contener datos y no se pueden emplear en el calculo de una dirección de operando.

Registros de control y de estado: son utilizados por la unidad de control para controlar el funcionamiento de la CPU. La mayoría de ellos en la mayoría de las maquinas, no son visiblespara el usuario. Alguno de ellos pueden ser visibles a instrucciones ejecutadas en un modo de control o de sistema operativo.
Diferentes maquinas tendrán diferente organizaciones de registro y usaran distinta terminología. A continuación se mostrara una lista de tipos de registros con su descripción:
Son esenciales cuatro registros para la ejecución de una instrucción
*Contador de programa (Program Counter, PC ) contiene la dirección de la instrucción a captar.
*Registro de instrucción ( Instruction Register. IR ) contiene la instrucción captada mas recientemente.
*Registro de dirección de memoria ( Memory Address Register. MAR ) contiene la dirección de una posición de memoria.
*Registro intermedio de memoria (Memory Buffer Register. MBR ) contiene la palabra de datos aescribir en la memoria o la palabra leída más recientemente.
Normalmente , la CPU actualiza el contador de programa después de cada captación de instrucción . La instrucción captada se carga en IR, donde son analizados el código de operación y los campos de operando. Se intercambian datos con la memoria por medio de MAR y de MBR. En un sistema de organización de bus. Mar conecta directamente al bus dedirecciones y MBR directamente al bus de datos. Los datos visibles para le usuario intercambian repetidamente datos con MBR.
Los cuatro registros que se acaban de mencionar se usan para la transferencia de datos entre la CPU y la memoria. Dentro de la CPU los datos tiene que ofrecerse a la ALU para el usuario. La ALU ouede tener acceso directo a MBR y a los registros visibles para el usuario.Todos los diseños de CPU incluyen un registro o un conjunto de registros, conocidos a menudo como palabra de estado del programa (program status Word. PSW). Que contiene información de estado esta normalmente contiene los códigos de condición además de otra información de estado, entro los campos o indicaciones comunes se incluyen:
Signo: contiene el bit de signo del resultado de la ultima...