Estructura y funcionamiento del CPU

UNIDAD 2.- Estructura y funcionamiento del CPU

2.1.- Organizacion del procesador

Un procesador, incluye tanto registros visibles por el usuario como registros de control/estado. Los registros visibles por el usuario pueden ser de uso general o tener una utilidad especial, mientras que los registros de control y estado se usan para controlar el funcionamiento del procesador, un claro ejemplo es el contador de programa.

A continuación se muestra cómo se organiza un procesador, para esto se tiene que considerar los siguientes requisitos:

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.

Procesador y bus del sistema

Estructura interna del proceso

2.2.- Estructura de Registros

Es un medio de ayuda a las operaciones realizadas para la unidad de control y la unidad aridmetica y logica. Permite almacenar informacion, temporalmente para facilitar la manipulacion de los datos por parte del CPU.

⦁ Estructura: La informacion que almacena este registro se puede modificar como una interrupcion externa

⦁ Registro Acomulador: Es el registro donde se almacenan los resultados obtenidos en las operaciones realizadas por la unidad aridmetica y logica.

⦁ Registro de Estado: Se utiliza para indicar cambios de estado y condiciones en los otros registros existentes en el sistema informatico.

⦁ Registro puntero de la pila: Almacena la direccion de la zona de la memoria donde esta situada la parte superior de la pila.

2.3.- Ciclo de Instruccion

Un ciclo de instrucción (también llamado ciclo de fetch-and-execute o ciclo de fetch-decode-execute en inglés) es el período que tarda la unidad central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina.

Comprende una secuencia de acciones determinada que debe llevar a cabo la CPU para ejecutar cada instrucción en un programa. Cada instrucción del juego de instrucciones de una CPU puede requerir diferente número de ciclos de instrucción para su ejecución. Un ciclo de instrucción está formado por uno o más ciclos máquina.

Para que cualquier sistema

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