procesadores
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Publicado: 22 de octubre de 2013
La arquitectura de los Microprocesadores
El microprocesador es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.
ARQUITECTURA CISC
La tecnología CISC (Complex Instruction Set Computer)nació de la mano de Intel, creador en 1971 del primer microchip que permitiría el nacimiento de la informática personal. Más concretamente, sería en 1972 cuando aparecería el 8080, primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras. Con la posibilidad de colocar todos los circuitos en un solo chip y la capacidad de manejar número y letras nacería la cuarta generaciónde ordenadores, la de los conocidos como PC u ordenadores personales.
Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos.
Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que en la actualidad la mayoría delos sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples, llamadas generalmente microinstrucciones.
La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquítecturas CISC. La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado enuna memoria en el circuito integrado del procesador. Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj, al menos uno por microinstrucción. Es así entonces como los chips CISC utilizan comandos que incorporan una gran diversidad de pequeñas instrucciones para realizar unaúnica operación.
Cuando el sistema operativo o una aplicación requiere de una de estas acciones, envía al procesador el nombre del comando para realizarla junto con el resto de información complementaria que se necesite. Pero cada uno de estos comandos de la ROM del CISC varían de tamaño y, por lo tanto, el chip debe en primer lugar verificar cuanto espacio requiere el comando para ejecutarse y poderasí reservárselo en la memoria interna. Además, el procesador debe determinar la forma correcta de cargar y almacenar el comando, procesos ambos que ralentizan el rendimiento del sistema.
ARQUITECTURA RISC
Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecución de programas compilados directamente conmicroinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser mas eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado.
La idea estuvo inspirada también por el hecho de que muchas de las características que eran incluidas en los diseños tradicionales de CPU para aumentar la velocidad estabansiendo ignoradas por los programas que eran ejecutados en ellas. Además, la velocidad del procesador en relación con la memoria de la computadora que accedía era cada vez más alta.
Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, éstas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones...
El microprocesador es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.
ARQUITECTURA CISC
La tecnología CISC (Complex Instruction Set Computer)nació de la mano de Intel, creador en 1971 del primer microchip que permitiría el nacimiento de la informática personal. Más concretamente, sería en 1972 cuando aparecería el 8080, primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras. Con la posibilidad de colocar todos los circuitos en un solo chip y la capacidad de manejar número y letras nacería la cuarta generaciónde ordenadores, la de los conocidos como PC u ordenadores personales.
Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos.
Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que en la actualidad la mayoría delos sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples, llamadas generalmente microinstrucciones.
La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquítecturas CISC. La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado enuna memoria en el circuito integrado del procesador. Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj, al menos uno por microinstrucción. Es así entonces como los chips CISC utilizan comandos que incorporan una gran diversidad de pequeñas instrucciones para realizar unaúnica operación.
Cuando el sistema operativo o una aplicación requiere de una de estas acciones, envía al procesador el nombre del comando para realizarla junto con el resto de información complementaria que se necesite. Pero cada uno de estos comandos de la ROM del CISC varían de tamaño y, por lo tanto, el chip debe en primer lugar verificar cuanto espacio requiere el comando para ejecutarse y poderasí reservárselo en la memoria interna. Además, el procesador debe determinar la forma correcta de cargar y almacenar el comando, procesos ambos que ralentizan el rendimiento del sistema.
ARQUITECTURA RISC
Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecución de programas compilados directamente conmicroinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser mas eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado.
La idea estuvo inspirada también por el hecho de que muchas de las características que eran incluidas en los diseños tradicionales de CPU para aumentar la velocidad estabansiendo ignoradas por los programas que eran ejecutados en ellas. Además, la velocidad del procesador en relación con la memoria de la computadora que accedía era cada vez más alta.
Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, éstas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones...
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