CPU: es ("Central Process Unity") ó unidad central de proceso,

siendo el microprocesador principal que utiliza la computadora

en su conjunto para el proceso de datos en general.

GPU & VPU: significan ("Graphic Process Unity") ó unidad de

proceso de gráfico / ("Video Process Unity") ó unidad de proceso

de video respectivamente. Ambas siglas se refieren a un mismo

procesador independiente del principal; que se encarga

específicamente del proceso de video y gráficos, y así libera de

esta carga de trabajo al CPU.

3

7

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:

Preselecciona (PreFetch): pre-lectura de la instrucción desde la memoria principal.

Selecciona (Fetch): envío de la instrucción al decodificador.

Decodificación (Decode) de la instrucción: determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer.

Lectura de operandos (si los hay)

Ejecución (Execute): lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento.

Escritura (Store) de los resultados en la memoria principal o en los registros.

Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un oscilador, normalmente un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo.

Son el elemento mas pequeño que puede retener

un dato. Usado para almacenar temporalmente

información dentro e la CPU. Los registros pueden

ser de propósito general o especializado

Los tipos de registros son :

• Registro acumulador (ACC)

• Registro temporales o auxiliares

• Registro de estado(PSW, processor estado: word

o palabra de estado del procesador.)

• Registro SP(Stack Pointer) o la pila

• Registro CP (Contador de Programa)

• Registro interno.

Acumulador + el contenido de una

posición de memoria.

Acumulador + Otro registro.

Acumulador + instrucción de la ALU

•OF (Overflow Flag o Bandera de

Desbordamiento)

•SF (Sign Flag o Bandera de Signo)

•ZF (Zero Flag o Bandera de Cero)

•PF (Parity Flag o Bandera de Paridad)

•CF (Carry Flag o Bandera de Acarreo)

•IF (Interrupt Flag o Bandera de Interrupciones)

•AF (Auxiliary Flag o Acarreo Auxiliar)

•DF (Decimal Flag o Bandera decimal)

Registro de instrucciones (Re)

Registro de direcciones (RDIR)

Registro de datos (RDAT)

16

17

La Unidad Aritmético Lógica “Arithmetic LogicUnit” (ALU), es un circuito digital que calcula operaciones. Las operaciones que realiza son las siguientes: suma, resta, multiplicación, división, comparación (mayor que, menor que, igual a) y aquellas que trabajan con dígitos binarios (10 que se conoce como operaciones lógicas: AND, NOR, NOT, NAND, OR, X-OR, etc) entre dos números.Los más complejos ALU son construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos como el Core Duo Quad. Estos procesadores tienen dentro de ellos un ALU muy complejo y poderoso que pueden tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU.

Muchos otros circuitos pueden contener ALU: GPU (Graphics Processing Unit) como los que están en las tarjetas gráficas NVidia y ATI, FPU (Floating Point Unit) como el viejo coprocesador numérico 80387, y procesadores digitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido Sound Blaster, lectoras de CD y las TV de alta definición.

Las Instrucciones Son Las Operaciones Que El

Procesador Puede Cumplir Y Tiene Dos Campos:

• El Código De Operación Que Representa La Acción

Que E Procesador Debe Ejecutar.

• El Código Operando Que Define Los Parámetros De

La Acción.

El numero de bits en una instrucción varia de acuerdo

al tipo de información entre 1 Y 4 bytes de 8 bits

20

Para que un programa pueda ser ejecutado por un ordenador, ha de estar almacenado en la memoria central (memoria RAM). El microprocesador tomará una a una las instrucciones que lo componen e irá realizando las tareas correspondientes.

21

Un típico símbolo esquemático para una ALU: A y B son operandos; R es la salida; F es la entrada de la unidad de control; D es un estado de la salida

22

23

La Unidad de control (CU) es la encargada de activar o desactivar los diversos componentes del microprocesador en función de la instrucción que el microprocesador esté ejecutando y en función también de la etapa de dicha instrucción que se esté ejecutando.La unidad de control (UC) interpreta y ejecuta las instrucciones almacenadas en la memoria principal y genera las señales de control necesarias para ejecutarlas.

Existen dos tipos de unidades de control, las cableadas, usadas generalmente en máquinas sencillas, y las microprogramas, propias de máquinas más complejas. En el primer caso, los componentes principales son el circuito de lógica secuencial, el de control de estado, el de lógica combinacional, y el de emisión de reconocimiento señales de control. En el segundo caso, la microprogramación se encuentra almacenada en una micromemoria (se accede a las mismas de manera secuencial (1, 2, ..., n), y posteriormente se ejecuta cada una de ellas).

Registro Contador

Decodificador de

Instrucciones

26

El intercambio de datos entre la CPU y la memoria RAM es una de las tareas que se hacen con mayor frecuencia.

Dado que la RAM es mucho más lenta que la CPU se ha incorporado a la CPU y a la Motherboard, un circuito de memoria Caché, la cuál es una memoria de alta velocidad. Esta es una de las cosas que mejora el desempeño del sistema en general.

la memoria caché es un circuito de memoria de alta velocidad en el que se almacenan bloques de instrucciones del programa en ejecución y un bloque de datos del conjunto de datos que se está utilizando. esto bajo el supuesto de que los siguientes datos o instrucciones que se van a ejecutar están inmediatamente después de los últimos datos o instrucciones utilizados.

Existen dos tipos de memoria caché:

Caché N1 (de Nivle 1 = L1)

Caché N2 (de Nivle 2 = L2)

Antiguamente, la memoria caché solo venía en circuitos montados sobre la motherboard. Actualmente, se puede encontrar memoria caché incorporada dentro del microprocesador.

La caché que está más cerca del procesador es la de nivel 1.

La caché de nivel 2 puede encontrarse en la motherboard, o incluso en un segundo bloque de caché dentro del procesador.

La memoria caché funciona de la siguiente manera:

Cuando un programa está ejecutándose y la CPU necesita ir a traer datos (o más instrucciones) a la RAM, primero verifica que los datos estén en la memoria caché.

Si no los encuentra en la caché, traerá una copia de esos datos de la RAM a la CPU y también realizará una copia en la memoria caché.

La próxima vez que los necesita, los irá a buscar a la memoria caché, de donde los podrá extraer más rápidamente.

El último bloque de datos leído desde la RAM también se copia en la memoria caché. Este bloque es, con mucha probabilidad, el mismo que se necesitará en la próxima lectura de datos.