ARQUITECTURA DE UN MICROPROCESADOR
1.
Contenido
1.1.
Definición
Es el circuito integrado central más
complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar
por analogía el “cerebro” de un computador.
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.
1.2.
Partes
a.
Encapsulado: es
lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su
deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los
conectores externos que lo acoplaran a su zócalo de la placa base.
b.
Memoria caché: es
una memoria ultrarrápida que emplea el procesador para tener alcance directo a
ciertos datos que “predeciblemente” serán utilizados en las siguientes
operaciones, sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo así el tiempo de
espera para adquisición de datos. Todos los micros compatibles
c.
Coprocesador matemático:
Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos,
antiguamente estaba en el exterior del procesador en otro chip. Esta parte está
considerada como una parte “lógica” junto con los registros, la
unidad de control, memoria y bus de datos.
d.
Memoria: es
el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de los programas y sus
datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y
el procesador las accede desde allí. La memoria es una parte interna de la
computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de almacenamiento
para el trabajo en curso.
e.
Puertos: es
la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es
análogo a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora
con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un “número
de puerto” que el procesador utiliza como si fuera un número de
teléfono para llamar circuitos o a partes especiales.
1.3.
Funcionamiento
Desde el punto de vista lógico, singular y
funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica, y dependiendo del
procesador, puede contener una unidad de coma flotante.
El microprocesador
ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados
secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones
se puede realizar en varias fases:
ü Prefetch, prelectura de la
instrucción desde la memoria principal.
ü Fetch, envío de la
instrucción al decodificador
ü Decodificación de la instrucción, es decir,
determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer.
ü Lectura de
operandos (si los hay).
ü Ejecución, lanzamiento de las máquinas de
estado que llevan a cabo el procesamiento.
ü Escritura de los
resultados en la memoria principal o en los registros.
1.4.
Conexión con el procesador mainboard
Dentro de la placa base, en ella existe un
circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran
conectados a ella los principales son:
Microprocesador:
Conectado en un elemento llamado Stocket
(el zocalo)
1.5.
Buses del procesador.
Todos los procesadores poseen un bus principal o de sistema por el cual
se envían y reciben todos los datos, instrucciones y direcciones desde los
integrados del chipset o desde el resto de dispositivos. Como puente de
conexión entre el procesador y el resto del sistema, define mucho del
rendimiento del sistema, su velocidad se mide en bits por segundo.
Ese bus puede ser implementado
de distintas maneras, con el uso de buses seriales o paralelos y con distintos
tipos de señales eléctricas. La forma más antigua es el bus paralelo en el cual
se definen líneas especializadas en datos, direcciones y para control.
En la arquitectura tradicional
de Intel (usada hasta modelos recientes), ese bus se llama front-side bus y es de
tipo paralelo con 64 líneas de datos, 32 de direcciones además de múltiples
líneas de control que permiten la transmisión de datos entre el procesador y el
resto del sistema. Este esquema se ha utilizado desde el primer procesador de
la historia, con mejoras en la señalización que le permite funcionar con
relojes de 333 MHz haciendo 4 transferencias por ciclo.7
En algunos procesadores de AMD
y en el Intel Core i7 se han usado otros tipos para el bus principal de tipo
serial. Entre estos se encuentra el bus HyperTransport de AMD, que maneja
los datos en forma de paquetes usando una cantidad menor de líneas de
comunicación, permitiendo frecuencias de funcionamiento más altas y en el caso
de Intel, Quickpath
Los microprocesadores de Intel
y de AMD (desde antes) poseen además un controlador de memoria de acceso
aleatorio en el interior del encapsulado lo que hace necesario la
implementación de buses de memoria del procesador hacia los módulos.
Ese bus
esta de acuerdo a los estándares DDR de JEDEC y consisten en líneas de bus
paralelo, para datos, direcciones y control. Dependiendo de la cantidad de
canales pueden existir de 1 a 4 buses de memoria.
2.
Resumen
El microprocesador es una herramienta que se encarga de
ejecutar los programas, desde el sistema operativo (cual quiera que fuese) y
las aplicaciones propias que el usuario maneje, esta herramienta tiene ciertas
partes donde podemos describir algunos de estos como por ejemplo, la memoria
caché la cual hace la función de guardar información temporalmente esto
ayuda a disminuir el trabajo de la memoria
RAM, los coprocesadores este es
otro de las partes importantes también la cual podemos decir que este se
encarga básicamente de realizar los cálculos matemáticos, puertos, este cumple la función de “punto de comunicación”
se puede decir ya que lo que hace es ser el intermediario en cuanto el
procesador necesite comunicarse dentro de la circuitería, y así entre otros que
ya se describe anteriormente. Ahora en lo que es la parte del funcionamiento
del microprocesador en breve podemos decir que este ejecuta las instrucciones
que almacena este lo hace en números binarios la cual se
organizan en una secuencia como estén guardados en la memoria principal y luego ya este se
transforma en lo que al usuario le aparezca en interfaz de lo que esté
manipulando algún software u otro.
En la siguiente figura se puede observar la ubicación del
procesador en la placa madre.
A lo que son los buses
su función es trasladar los datos que estén en proceso y que de él depende la
velocidad del sistema, esto será de acuerdo a la cantidad de bits ya que
mediante esto se mide su velocidad.
3.
Sumary
The
microprocessor is a tool that is responsible for implementing the programs from
the operating system (which whatever it was) and own applications the user to
manage, this tool has certain parts which can describe some of these such as
cache which makes the function of storing information temporarily this helps to
reduce the workload of RAM, coprocessors this is another important part also
which we can say that this is basically responsible for performing
mathematical, ports calculations, this meets the function "communication
point" can be said because what it does is be the intermediary as the
processor needs to communicate within the circuitry, and thus among others that
already described above. Now what is the part of the operation of the
microprocessor in short we can say that this executes instructions that stores
this does in binary numbers which are arranged in a sequence and are stored in
main memory and then and this becomes what that the user interface appears to
him in what is manipulating any software or other.
The following figure shows the location of the processor on
the motherboard, To which are the buses function is to transfer data that is in
process and it depends on the speed of the system, this will be according to
the number of bits because through this speed is measured.
4.
Recomendaciones
ü Si de los buses depende la velocidad del sistema entonces
se deben crear buses con mayor volumen de bits.
ü Aumentar el número de puertos.
ü Implementar una ventilación de una alta velocidad de esta
manera las PC tendrán un poco de vida mayor.
5.
Conclusiones
Se puede
concluir de que el procesador con ayuda de otros componentes hace “la magia” de que transforme todo el
trabajo que realiza a pasarlo a una interfaz gráfica para el usuario, en si no
podemos decir que esta herramienta es la más importante que los demás ya que
también necesita de otros dispositivos para que este pueda realizar su función
por ejemplo se necesita de los buses que también es primordial para que
funcione, se puede realizar una lista en un
orden de la cual amerite a cada herramienta, pero mas no se puede decir
que uno sea el más contundente por el simple hecho de que “uno necesita de otro”.
6.
Apreciación del equipo
En cuanto a
nuestro punto de vista, primer lugar hemos aprendido la forma como es de que el
procesador hace sus funciones con otras partes de la circuitería y lo que se
maneja internamente en lo que son los buses de dirección, de datos la
importancia de los puertos que no son muy mencionados pero que son
fundamentales las ubicaciones de ciertas herramientas que se encuentran
alrededor de la placa base, y en general esta es una manera de mejorar nuestros
conocimientos a lo que es nuestro objetivo principal del tema, también de que
esto es un forma reforzar lo aprendido en clase ya que al realizar este trabajo
uno investiga más
7.
Glosario de términos
a. front-side: También conocido por su acrónimo FSB (del inglés
literalmente "bus de la parte frontal"), es el tipo de bus usado como
bus principal en algunos de los antiguos microprocesadores de la marca Intel
para comunicarse con el circuito integrado auxiliar o chipset
b.
Quickpath: Es
una conexión punto a punto con el procesador desarrollado por Intel para competir con HyperTransport. Antes de revelar su
nombre, Intel lo mencionaba como Common System.
c.
HyperTransport: Es
una tecnología de comunicaciones bidireccional, que funciona tanto en serie
como en paralelo, y que ofrece un gran ancho de banda en conexiones punto a
punto de baja latencia.
d.
Bus: Es un sistema digital
que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre varias
computadoras.
DIAPOSITIVA:
http://www.slideshare.net/JorgeParedesToledo/microprocesadores-65899155
DIAPOSITIVA:
http://www.slideshare.net/JorgeParedesToledo/microprocesadores-65899155
8.
Linkografía
ü Definición base de
Microprocesadores. Sábado, 10 de Septiembre del 2016, Microprocesador. Recuperado de, https://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador
ü Definición
HyperTransport, Sábado, 10 de Septiembre del 2016, HyperTransport, Recuperado de, https://es.wikipedia.org/wiki/HyperTransport.
ü Definición QuickPath.
Sábado, 10 de Septiembre del, QuickPath. Recuperado de, https://es.wikipedia.org/wiki/Intel_QuickPath_Interconnect
ü Definición FrontSide.
Sábado, 10 de Abril del 2016, concepto frontSide. Recuperado de, https://es.wikipedia.org/wiiki/front_side
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