Unidad Central De Proceso

La unidad central de proceso y el procesador

Unidad central de proceso (conocida por sus siglas en inglés, CPU), es un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras. Generalmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. La CPU es el verdadero cerebro de la computadora; su misión consiste en coordinar y controlar o realizar todas las operaciones del sistema. Se compone de elementos cuya naturaleza es exclusivamente electrónica (circuitos).

Sus partes principales son Las siguientes:

• La unidad de control (UC).

• La unidad aritmético – lógica (UAL).

• La Memoria Central (MC).

La unidad central de proceso también incorpora un cierto número de registros rápidos (pequeñas unidades de memoria) de propósito especial, que son utilizados internamente por la misma.

Una aproximación al diseño interno de un microprocesador es el siguiente

Como vemos en el esquema, la unidad de control y la unidad aritmético–lógica constituyen lo que se ha venido a denominar el procesador central del sistema; este elemento es parte de la unidad central de proceso encargada del control y ejecución de las operaciones del sistema. Estos elementos en un ordenador personal se encuentran integrados en un único chip llamado microprocesador.

La operación fundamental de la mayoría de los CPU, sin importar la forma física que tomen, es ejecutar una secuencia de instrucciones llamadas "programa". Hay cuatro pasos que casi todos los CPU usan en su operación: leer, decodificar, ejecutar, y escribir.

Todo programa tiene como objetivo realizar diferentes funciones o aplicaciones, solo limitadas por la capacidad e imaginación del programador.

Para que un programa sea ejecutado el mismo se debe hallar en determinadas posiciones de memoria y escrito en un lenguaje que la CPU pueda entender. La CPU lo único que comprende es lenguaje binario.

1. La CPU lee en forma ordenada la lista de instrucciones, luego las interpreta, y posteriormente controla su ejecución de cada una de ellas. Las ejecuciones se realizan en forma consecutiva una tras otra.

2. Para ejecutar cada instrucción la CPU realiza la siguiente serie de pasos:

3. Lee de la memoria la instrucción que hay que ejecutar y la guarda en un registro interior de la CPU.

4. Identifica la instrucción que acaba de leer

5. Comprueba si la instrucción necesita utilizar nuevos de memoria, si fuera así, determina donde debe ir a buscarlos.

6. Busca los datos en la memoria y los trae en CPU.

7. Ejecuta la instrucción propiamente dicha.

8. El resultado de la misma puede ser que se almacene o invoque la necesidad de tener que comunicarse con la memoria o con otro elemento externo a la propia UCP.

9. Vuelve al primer paso para empezar una nueva instrucción.

La anterior es una lista simplificada de los pasos que ejecuta el microprocesador.

La ejecución de cada instrucción implica el movimiento de datos, como estos pasos se deben realizar en forma secuencial y ordenada, para lo cual la CPU sigue las señales dadas por un reloj. El reloj es un elemento simple pero de gran importancia. Para una mejor compresión del funcionamiento de la CPU, la misma se puede dividir en dos unidades la unidad de control y la unidad aritmético-lógica.

Unidad de control (UC)

La unidad de control (UC) es el centro nervioso de la computadora; desde ella se controla y gobiernan todas las operaciones (búsqueda, decodificación, y ejecución de la instrucción). Para realizar su función, consta de los siguientes elementos:

Registro de contador de programas (CP)

Registro de Direcciones (RD)

Registro de Instrucciones (RI)

Decodificador

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