Procesador

Introducción

La parte de la computadora que ejecuta el grueso de las operaciones de procesamiento de datos se llama unidad de procesamiento central y se denomina CPU. La CPU está formada de tres partes principales. El conjunto de registros almacena datos intermedios que se usan durante la ejecución de las instrucciones. La unidad aritmética-lógica (ALU) lleva a cabo las micro operacionesrequeridas para ejecutar las instrucciones. La unidad de control supervisa la transferencia de información entre los registros e instruye a la ALU sobre cuál operación ejecutar.
La CPU realiza diversas funciones dictadas por el tipo de instrucciones que se incorporan en la computadora. En ocasiones se define la arquitectura de la computadora como la estructura y el desempeño de la computadora desdeel punto de vista del programador que utiliza instrucciones de leguaje de máquina. Esto incluye los formatos de instrucciones, modos direccionamiento, el conjunto de instrucciones y la organización general los registros de la CPU.

Un límite donde el diseñador de la computadora y el programa aprecian la misma máquina es la parte de la CPU asociada con el conjunto de instrucciones. Desde el puntode vista del diseñador, el conjunto instrucciones de la computadora proporciona las especificaciones para diseño de la CPU. El diseño de una CPU es una tarea que, en gran para representa la elección de la circuitería para implantar las instrucciones máquina. El usuario que programa la computadora en lenguaje ensambla’ o de máquina debe tomar en cuenta el conjunto de registros, la estructura dememoria, el tipo de datos que soportan las instrucciones y la función realiza cada instrucción.

Se desarrollaron ejemplos del diseño de u CPU simples. Este capítulo describe la organización y arquitectura de la con énfasis en el punto de vista del usuario de la computadora. De breve describe cómo los registros se comunican con la ALU mediante explica la operación de la pila (stack) de memoria.Después presenta los tipos de formatos de instrucciones disponibles, los modos de direccionamiento miento que se utilizan para recuperar datos de la memoria y las instrucciones típicas incorporadas por lo regular en las computadoras. La última sección presenta el concepto de computadora con conjunto de instrucciones reduce (RISC).


Unidad aritmética lógica

En los ejemplos de programacióndel capítulo 6 hemos mostrado que necesitan localidades de memoria para almacenar apuntadores, contad direcciones de retorno, resultados temporales, y productos parciales de la multiplicación. Tener que hacer referencia a localidades de memoria esas aplicaciones representa una respetable inversión de tiempo porque acceso a memoria es la operación que consume más tiempo en una computadora. Es másconveniente y eficiente almacenar estos valores internos en registros de procesador. Cuando se incluye una gran cantidad de 1 registros en la CPU es más eficiente conectarlos mediante un canal de s1 común. Los registros se comunican uno con el otro no sólo para transferencia directa de datos, sino también mientras ejecutan diversas microoperaciones Por lo tanto, es necesario proporcionar una unidadcomún que ejecutar todas las microoperaciones aritméticas, lógicas y de corrimiento el procesador.

Una organización de canal para siete registros y la salida de cada registro está conectada a dos multiplexores (MUX) para formar los dos canales A y B. Las líneas de selección en cada multiplexor eligen un registro o los datos de entrada para el canal particular. Los canales A y B forman lasentradas a una unidad aritmética lógica común (ALU). La operación determinada en la ALU establece la microoperación aritmética o lógica que se va a ejecutar. El resultado de la microoperación está disponible para datos de salida y también va a las entradas de todos los registros. El registro que recibe la información del canal se selecciona mediante un decodificador. El decodificador activa una de...