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Organización del Procesador

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by

Samuel Ram

on 23 September 2013

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Transcript of Organización del Procesador

ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR
Puntos Clave

Requisitos que ha de cumplir.
El procesador y el bus del sistema
Estructura interna del procesador
Fuentes de información
Organización y arquitectura de computadoras, séptima edición, William Stallings
http://rquitecturadecomputadorass.blogspot.mx/2012/09/organizacion-del-procesador.html

Presenta:

Avelino Rojas Jesús Alonso.
Martínez García Jhon Erick.
Ramos Ramírez Samuel.

Un procesador incluye registros visibles para el usuario y registros de control/estado. Los primeros pueden referenciarse, implícita o explícitamente, en las instrucciones máquina.Los registros visibles para el usuario pueden ser de uso general, o tener una utilidad especial, tal como almacenamiento de números en coma fija o coma flotante, direcciones,índices o punteros de segmento. Los registros de control y de estado se usan para controlar el funcionamiento de la CPU. Un ejemplo obvio es el contador de programa. Otro ejemplo importante es la palabra de estado del programa (PSW. program status word),que contiene diversos bits de estado y condición. Éstos incluyen bits para reflejar el resultado de la operación aritmética más reciente, bits de habilitación de interrupciones y un indicador de si la CPU funciona en modo supervisor o usuario.
¿Lo Sabias?
Lenguaje Ensamblador


Un procesador puede interpretar y ejecutar instrucciones máquina. Estas instrucciones son simplemente números binarios almacenados en el computador. Si un programador quisiera programar directamente en lenguaje máquina, necesitaría introducir los programas como datos binarios.
Puntero
Un puntero (u apuntador) es una variable cuyo contenido es una dirección de memoria (generalmente de otra variable)

Desde el punto de vista del almacenamiento, un puntero posee un tamaño de
2 bytes para punteros near (dentro del mismo segmento de datos)
4 bytes para punteros far (fuera del segmento de datos)

Importante:
El contenido de estos bytes se interpreta como una dirección

Interrupción
Una interrupción es un mecanismo que permite ejecutar un bloque de instrucciones interrumpiendo la ejecución de un programa, y luego restablecer la ejecución del mismo sin afectarlo directamente. De este modo un programa puede ser interrumpido temporalmente para atender alguna necesidad urgente de la computadora y luego continuar su ejecución de manera normal y como si nada hubiera pasado.
Los procesadores utilizan la segmentación de instrucciones para acelerar la ejecución.Fundamentalmente, la segmentación de cauce supone dividir el ciclo de instrucción en varias etapas separadas que operan secuencialmente, tales como captación de instrucción, decodificación de instrucción, y escritura del operando resultado. Las instrucciones se mueven a través de estas etapas como en una cadena de montaje, de modo que, en principio, cada etapa puede estar trabajando en una instrucción diferente al mismo tiempo. La existencia de saltos y dependencias entre instrucciones complica el diseño y el uso de los cauces segmentados.
Segmentación
La segmentación de cauce(pipelining) es una forma particularmente efectiva de organizar el hardware de la CPU para realizar más de una operación al mismo tiempo.
*Captar instrucciones: el procesador lee una instrucción de memoria (registro, cache o memoria principal).
*Interpretar instrucción: la instrucción se codifica para determinar qué acción es necesario.
*Captar datos: la ejecución de una instrucción puede exigir leer datos de memoria o de un módulo de E/S.
*Procesar datos: la ejecución e una instrucción puede exigir llevar a cabo alguna operación aritmética o lógica con los datos.
*Escribir datos: los resultados de una ejecución pueden exigir escribir datos en la memoria o en el módulo de E/S.
Para hacer estas cosas, el procesador necesita almacenar instrucciones y datos temporalmente mientras una instrucción esta ejecutándose, en otras palabras el procesador necesita una pequeña memoria interna.
En la imagen siguiente, se muestra una visión simplificada de un procesador, que indica su conexión con el resto de sistema, a través del bus del sistema. La ALU lleva a cabo el verdadero cálculo o procesamiento de datos. La unidad de control controla la transferencia de datos e instrucciones así a dentro y así afuera del procesador, y el funcionamiento de la ALU. Además la figura muestra una memoria interna mínima, que consta de un conjunto de posiciones de almacenamiento llamadas registros.
En la siguiente imagen, se indican los caminos de transferencia de datos y de la lógica de control, que incluye un elemento con el rotulo bus interno del procesador. También se muestran los elementos básicos típicos de la ALU. Hay que observar la similitud entre la estructura interna del computador en su totalidad y la estructura interna del procesador. En ambos casos hay una pequeña colección de elementos principales (computador: procesador, E/S, memoria; procesador: unidad de control, ALU, registros) conectados por caminos de datos.
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