PAC


PRINCIPIOS DE ARQUITECTURA COMPUTACIONAL

“FUNCIONAMIENTO DE LA UCP
Y SUS COMPONENTES”

Lic. Mónica Ivett Salinas Rodríguez

Licenciatura en Ciencias Computacionales

Eder Rodrigo Banda Reyes
Luis Guillermo Rodríguez Quintanilla
Daniel Sánchez Arias


Monterrey, Nuevo León
26 de Agosto de 2015
Contenido

1 Introducción 3
2 Unidad Central de Proceso 4
3 Componentes de la UCP 5
4 UnidadAritmético-Lógica 6
5 Unidad de Control 6
5.1 Instrucciones 7
5.1.1 Ciclo de Instrucción 7
5.1.2 Ejecución de una Instrucción 9
6 Memoria Interna del Procesador 10
6.1 Memoria Caché 10
6.2 Registros 11
6.2.1 Registros Visibles al Usuario 11
6.2.2 Registros de Direcciones 11
6.2.3 Registros de Condición (Flags) 12
6.2.4 Registros de Control y Estado 13
7 Interconexión de Bus 14
7.1 Estructura de Bus14
7.2 Elementos de Diseño del Bus 14
8 Conclusiones 16
9 Fuentes de Consulta 18


1 Introducción
Hoy día se está implementando el uso de las computadoras en todos los campos de trabajo. Las computadoras están en todos lados y existen en muchas formas, tamaños y colores. Por ejemplo: una calculadora de bolsillo, el reloj de un microondas, el control remoto de un televisor, los juegos de video, y elcajero automáticos, entre otros. Las computadoras se encargan de realizan miles de tareas gracias a la combinación de un hardware y un software. El CPU, el cerebro de la computadora, se encarga de controlar todo el funcionamiento de un computador interpretando y llevando a cabo las instrucciones que se le dan.
Dado a nuestro enfoque, es fundamental conocer la manera en que se procesan las tareas ylos componentes que se ven involucrados en ellas.
En la presente investigación, se dará a conocer lo que es la Unidad Central de Proceso, así como sus componentes y la manera en que influye cada una en la realización de las instrucciones que se le den a la computadora.
Además, se expondrán las características y el funcionamiento individual de cada componente, así como su relación al momento deprocesar las instrucciones. Como también el ciclo completo que se lleva a cabo para tomar, decodificar, almacenar y ejecutar una instrucción.
2 Unidad Central de Proceso
El procesador o CPU (Unidad Central de Proceso), controla el funcionamiento del computador, es el encargado de interpretar las instrucciones de los programas y lleva a cabo sus funciones de procesamiento de datos, es uno de loscuatro componentes estructurales principales del computador; los otros tres son: Memoria Principal (transfiere datos), E/S (transfiere los datos entre el computador y los periféricos), y el Sistema de Interconexión (comunica la CPU, la memoria principal y la E/S).








Fig.1 Estructura de la UCP
El procesador no es de una sola pieza (Fig.1). Está formado por una serie de componentes cada uno delos cuales tiene una función concreta. El procesador trabaja de forma conjunta con la memoria RAM, que es la que almacena las instrucciones y los datos de todos los programas que se están ejecutando en el ordenador en un momento dado. El procesador trabajará a manera de interprete decodificando instrucciones para su ejecución. Las funciones que realiza para ejecutar instrucciones son:
Buscarinstrucciones: Se deben leer instrucciones de la memoria.
Interpretar instrucciones: La instrucción debe ser decodificada.
Buscar datos: Se deben leer datos de la memoria o de algún módulo E/S.
Procesar datos: Ejecución de la instrucción.
Escribir datos: Escribir datos en la memoria o en algún módulo de E/S.


3 Componentes de la UCP
Un procesador está formado por una serie de componentes que trabajan deforma coordinada para ejecutar las instrucciones que forman los programas. Estos componentes son los siguientes:
Unidad de interface con el bus: es quien recibe las instrucciones y los datos directamente de la memoria RAM a través del bus del sistema (o front side bus -FSB-).
Unidad de decodificación: se encarga de decodificar la instrucción para determinar a qué instrucción corresponde la...