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Ciclo Ejecucion De Una Instruccion
La unidad central de procesamiento (CPU), donde los cálculos y las operaciones de la lógica de tener lugar, contiene un número limitado de lugares de almacenamiento registros con nombre, un reloj de alta frecuencia, una unidad de control, y una unidad aritmética lógica.
(a) El reloj se sincroniza las operaciones internas de la CPU con otros componentes delsistema.
(b) La unidad de control (CU) coordina la secuencia de los pasos involucrados en la ejecución de la máquina instrucciones.
© La unidad aritmética lógica (ALU) realiza las operaciones aritméticas como la suma y la resta y operaciones lógicas tales como AND, OR y NOT.
Diagrama de bloques de un ordenador personal
La CPU está conectada al resto del equipo a través de los pines adjunta allaCPU en la placa base del equipo . La mayoría de los pines son para conectar el bus de datos, el bus de control y el bus de direcciones. La unidad de almacenamiento de memoria es donde las instrucciones y los datos se llevan a cabo al mismo tiempo que un programa de ordenador está funcionando. La unidad de almacenamiento recibe las solicitudes de datos de la CPU, las transferencias de datos deacceso aleatorio la memoria (RAM) a la CPU, y las transferencias de datos de la CPU en la memoria.
Reloj.Cada operación que implique la CPU y el bus del sistema se sincroniza con un reloj interno pulso a un ritmo constante. La unidad básica de tiempo para instrucciones de la máquina es un ciclo de la máquina (o de ciclo de reloj). La duración de un ciclo de reloj es el tiempo necesario para un pulsode reloj completa.
La duración de un ciclo de reloj es la inversa de la velocidad del reloj, se mide en oscilaciones por segundo.Un reloj que oscila 1 mil millones de veces por segundo (1 GHz), por ejemplo, produce un reloj de ciclo con una duración de una mil millonésima de segundo (1 nanosegundo). Una instrucción de la máquina requiere al menos un ciclo de reloj para ejecutar, y algunosrequieren de más de 50 relojes (la instrucción de multiplicación en el procesador 8088, por ejemplo). Instrucciones de memoria que requiere de acceso a menudo tienen ciclos de reloj vacía llamada estados de espera debido a las diferencias en las velocidades de de la CPU, el bus del sistema, y los circuitos de memoria.(La investigación reciente sugiere que en el futuro cercano podrá abandonar el modelo decomputación sincronizados en favor de un tipo de operación asincrónica que No sería necesario un reloj del sistema).
Ciclo de ejecución de instrucciones
La ejecución de una instrucción de la máquina solo puede dividirse en una secuencia de operaciones individuales llamado el ciclo de ejecución de la instrucción. Antes de ejecutar un programa se carga en memoria. El puntero de la instruccióncontiene la dirección de la siguiente instrucción. La cola de la instrucción contiene un grupo de instrucciones a punto de ser ejecutado. La ejecución de una instrucción de la máquina requiere de tres pasos básicos: fetch, decodificar, y ejecutar. Dos pasos son necesarios cuando se utiliza la instrucción de un operando de memoria: buscar operando y operando de salida. Cada uno de los pasos que sedescribe como sigue:
Fetch. Que la unidad de control T recupera la instrucción de la cola de la instrucción y los incrementos de la puntero de instrucción (IP). El puntero de instrucción es también conocido como el contador de programa.
Decode. Que la unidad de control T función decodifica la instrucción para determinar lo que la instrucción hacer. Operandos de entrada de la instrucción se pasan ala unidad aritmética lógica (ALU), y las señales son enviadas a la ALU que indica la operación a realizar.
Fetch operandos. Si la instrucción utiliza un insumo que se encuentra operando en la memoria, la unidad de control utiliza un operación de lectura para recuperar el operando y copiarla en los registros internos. Registros internos no son visible para programas de usuario.
Ejecutar. La ALU...