COMPONENTES DEL DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA UNIDAD DE CONTROL

COMPONENTES DEL DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA UNIDAD DE CONTROL

BUS DE DATOS: Interconecta los dispositivos de entrada/salida, la memoria RAM y el CPU.

BUS DE DIRECCIONES: Se utiliza para direccional las localidades de memoria y los dispositivos de entrada/salida.

PROCESADOR: Se considera el cerebro de la computadora .Controla la operación de la computadora y lleva a cabo las funciones del procesamiento de datos. Generalmente se le conoce como cpu por la sigla en ingles de central process unit. Esta formado por la unidad de control la unidad aritmética lógica y registros.

La unidad de control es el núcleo del procesador sus funciones son: A) Leer e interpretar las instrucciones de los programas. B) Dirigir la operación de los componentes internos del procesador. C) Controlar el flujo de entrada/salida de programa y datos en RAM.

LA UNIDAD DE CONTROL ESTA FORMADA POR: REGISTRO DE INTRUCCION: Contienen la configuración que identifica a la instrucción que en ese momento se esta ejecutando.

REGISTRO DE PROPOSITO GENERAL: Memorias de alta velocidad que almacena los datos que requieren procesamiento inmediato e información de control.

CONTADOR DE PROGRAMA: Contiene la dirección de RAM de la siguiente instrucción que se ejecutara. Al inicio contiene la primera dirección del programa. Cada vez que se termina una instrucción, se incrementa automáticamente en uno.

RELOJ: El reloj es un circuito oscilador que genera pulsos a una frecuencia constante. Estos pulsos sincronizan la ejecución de cada instrucción. Si en una computadora el reloj tiene un periodo de 100ns se dice que trabaja a 10 M hz.

EL DECODIFICADOR: Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción que esta en el registro de instrucción lo analiza y determina el conjunto de pasos elementales en que se descompone esa instrucción concreta y emite, a través del secuanciador, las señales necesarias al resto de elementos para su ejecución.

EL SECUENCIADOR: Envía mediante el bus de datos señales de controla también llamadas microordenes a los componentes del sistema. Estas microordenes sincronizadas por el reloj hacen que se vaya ejecutando la instrucción.

DIAGRAMA DE BLOQUES DE UNA COMPUTADORA

UNIDAD DE CONTROL

UNIDAD DE CONTROL (La unidad que va decidir controlar)

La unidad de control es el autentico cerebro que controla y coordina el funcionamiento de la computadora. A raíz de la interpretación de las instrucciones que integran el programa esta unidad genera el conjunto de órdenes elementales necesarias para que se realice la tarea necesitada. Pasos para la unidad de control. 1. Se extrae de la memoria principal la instrucción a ejecutar esa información es almacenada en el contador de instrucciones, la información que se almacena es la próxima instrucción a ejecutar en el registro de instrucción propiamente dicha. 2.- Una vez conocido el código de la operación la unidad de control ya sabe que circuitos de la UAL deben de intervenir pueden establecerse las conexiones eléctricas necesarias a través del secuenciador. 3.- Extrae de la memoria principal los datos necesarios para ejecutar la instrucción en proceso 4.- Ordena la AUL que efectúa las operaciones el resultado de este es depositado en el acumulador de la AUL. 5.- Si la instrucción a proporcionado nuevos datos estos son almacenados en la memoria principal. 6.- Incrementa en una unidad el contenido del contador de instrucciones a ejecutar.

La Unidad de control opera con las instrucciones de control que proporciona el programador y que residen en la memoria Ram; la Unidad de control hace que los datos se lean desde el dispositivo de entrada, se almacenen en la memoria, sean llevados a la Unidad aritmética lógica (ALU) cuando los requiera para las operaciones de cálculo, se guarden y se recuperen datos y valores intermedios en la memoria Ram y finalmente se presenten los datos en los dispositivos de salida.

La función principal de la unidad de control de la UCP es dirigir la secuencia de pasos de modo que la computadora lleve a cabo un ciclo completo de ejecución de una instrucción, y hacer esto con todas las instrucciones de que conste el programa.

La Unidad Aritmético-Lógica

Se denomina Unidad Aritmético-Lógica (UAL) o ALU (Arithmetic and logical unit) a la unidad incluida en la CPU encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre operandos que provienen de la memoria principal y que pueden estar almacenados de forma temporal en algunos registros de la propia unidad

La Unidad Aritmético-Lógica es la parte del sistema computador donde se efectúan las operaciones aritméticas y lógicas sobre los datos. Las ALUs de cualquiera de los procesadores actuales son capaces de realizar una amplia variedad de operaciones entre las que, con toda seguridad, se encuentran las cuatro operaciones aritméticas elementales (suma, resta, multiplicación y división).

En tanto que la suma y la resta son fácilmente implementables mediante circuitos combinacionales, y de hecho existen circuitos integrados que realizan estas operaciones, la multiplicación y la división resultan excesivamente complejas para la implementación

combinacional. En cambio estas operaciones permiten ser implementadas mediante Máquinas Algorítmicas.

Registros

Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son espacios físicos dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador que se emplee. Los registros son direccionables por medio de una viñeta, que es una dirección de memoria. Los bits, por conveniencia, se numeran de derecha a izquierda (15,14,13…. 3,2,1,0), los registros están divididos en seis grupos los cuales tienen un fin especifico. Los registros se dividen en:

Registros de segmento

Registros de apuntadores de instrucciones

Registros apuntadores

Registros de propósitos generales

Registro índice

Registro de bandera.

BUS

EI bus representa básicamente una serie de cables mediante los cuales pueden cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a la CPU. Por así decirlo es la autopista de los datos dentro del PC ya que comunica todos los componentes del ordenador con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde la CPU.

En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuantas más líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original había ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.

MEMORIA PRINCIPAL

La memoria principal o RAM, abreviatura del inglés Randon Access Memory, es el dispositivo donde se almacenan temporalmente tanto los datos como los programas que la CPU está procesando o va a procesar en un determinado momento. Por su función, es una amiga inseparable del microprocesador, con el cual se comunica a través de los buses de datos.

Esta clase de memoria es volátil, es decir que, cuando se corta la energía eléctrica, se borra toda la información que estuviera almacenada en ella.

Por su función, la cantidad de memoria RAM de que disponga una computadora es un factor muy importante; hay programas y juegos que requieren una gran cantidad de memoria para poder usarlos. Otros andarán más rápido si el sistema cuenta con más memoria RAM.

Además de la memoria principal, una computadora cuenta con almacenamiento en memoria secundaria de tipo magnético u óptico. Tal memoria puede considerarse físicamente como dispositivos de entrada/salida, ya que requiere de dispositivos que se conectan fuera del circuito principal de la computadora. Además, la velocidad de acceso a su contenido es mucho más lenta que aquella entre CPU y memoria principal.

La mayoría de la memoria secundaria es magnética, ya sea a una cinta o a un disco. Funcionan muy parecidos a los equipos para grabar sonido, es decir, las cintas y discos están recubiertos de un material magnético que permite borrar, leer y grabar mediante cabezas que contienen sensores o polarizadores electromagnéticos.

Las cintas son los medios magnéticos más baratos y de mayor capacidad. Pueden tener un buen tiempo de acceso si se considera un acceso de tipo secuencial a su contenido. Sin embargo, su tiempo de acceso para acceso aleatorio es pobre. Los discos se presentan como la opción cuando se requiere la combinación de una gran capacidad con la relativa economía y velocidad del acceso aleatorio. Los discos de memoria pueden ser de dos tipos: flexibles (floppy disks) o duros (hard disks).

Los discos flexibles son baratos, lentos, y de baja capacidad. Actualmente, su diámetro estándar es de 3.5 pulgadas, y generalmente son removibles de la unidad de disco que los lee o escribe. Esto los hace una “biblioteca” de almacenamiento casi ilimitado (dependiendo de su número). La información se almacena en líneas concéntricas llamadas tracks, en uno o ambos lados del disco. El número de tracks, y el número

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