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UNIDAD 1-INTRODUCCION 1.1 Introduccin al Microprocesador En esta unidad se ver una panormica general de la familia de microprocesadores de Intel, incluyendo su historia y cmo han impactado al desarrollo de las computadoras. Se abarcar tambin la estructura de bloques de una computadora, donde los bloques constituyen el subsistema de memoria y de entrada/salida (I/O) conectados por el bus del sistema. En esta panormica se ver como fue el desarrollo del microprocesador que llev a la aparicin del 80X86, Pentium 1, Pentium Pro, Pentium III, Pentium 4 y los Microprocesadores Core2. 80X86 es un acrnimo de los procesadores 8086, 8088, 80186, 80188, 80286, 80386, y 80486 que incluyen la serie Pentium. 1.1.1 La era mecnica La idea de un sistema de cmputo no es nueva, est desde antes del desarrollo de los dispositivos elctricos y electrnicos. El clculo con una maquina data de 500 A.C. cuando los Babilonios inventaron el baco, la primera calculadora mecnica, para el registro de sus almacenes de granos. El baco fue mejorado en 1642 cuando el matemtico Blaise Pascal invent una calculadora de ruedas y engranes. El lenguaje de programacin Pascal fue nombrado as en honor a Blaise Pascal. Estos avances contribuyeron a que en 1823 Charles Babbage, otro pionero de la computacin mecnica, fuera comisionado por la Royal Astronomical Society of Great Britain a desarrollar una maquina de calculo programable, segn fue descubierto en 1937 por planos y bitcoras. La maquina fue usada para generar tablas de navegacin para la Marina Real. El reto fue aceptado por Babbage y creo el llamado Motor Analtico, el cual se alimentara por vapor y almacenara un millar de nmeros decimales de 20 dgitos conteniendo un programa variable que poda modificar la funcin de la mquina para

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realizar varios clculos. El sueo de Babbage se vino abajo cuando la tecnologa de su tiempo no poda crear las partes mecnicas de su diseo que requera de 50,000 partes por carecer de la precisin necesaria. 1.1.2. La era elctrica Con la llegada del motor elctrico (concebido por by Michael Faraday); arrib una multitud de maquinas de motor basadas en la calculadora mecnica de Pascal. Estas calculadoras elctricas fueron comunes en oficinas, hasta los aos 70 que apareci la pequea calculadora electrnica de mano. Habr que mencionar tambin que desde 1889 Herman Hollerith desarrollo una manera de almacenar datos en tarjetas perforadas y desarroll tambin mquinas mecnicas controladas por motores elctricos que usaban este tipo de tarjetas. En 1896, Hollerith form una compaa llamada Tabulating Machine Company, la cual se convirti ms tarde en la International Business Machines Corporation (IBM, Inc.). Con el paso de los aos se ha descubierto que en la Segunda Guerra Mundial se crearon algunas computadoras electro-mecnicas usadas en la aviacin y diseo de misiles como por ejemplo la Z3 (Ver Figura 1-1) de relevadores que trabajaba con un reloj de 5.33 Hz.

Figura 1-1 Computadora Z3 a 5.33 Hz.

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Recientemente se descubri, por medio de documentos militares Britnicos desclasificados, que se puso en operacin la primera computadora electrnica en 1943 usadas para romper secretos militares Alemanes. Esta computadora usaba tubos de vaco o bulbos y fue creada por Alan Turing. Turing la llam Colossus, probablemente por su tamao y no poda resolver otros problemas, no era programable a las que hoy en da se les denomina computadoras de propsito especial La primera computadora electrnica programable y de propsito general fue creada en 1946 en la Universidad de Pennsylvania. Esta primera computadora moderna se le llam ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator). La ENIAC era una maquina grande con ms de 17,000 tubos de vaco y ms de 500 millas de cableado. Pesaba ms de 30 toneladas y realizaba 100,000 operaciones por segundo. La ENIAC se re-programaba cambiando el alambrado de sus circuitos y tableros de conexin, actividad que les llevaba varios das. Otro problema que presentaba es que los bulbos tenan un ciclo de vida que requera mantenimiento frecuente. Posteriormente, en 1947 se desarroll el transistor en los Laboratorios Bell por John Bardeen, William Shockley, and Walter Brattain. A esto sigui en 1958 el circuito integrado por parte de Jack Kilby de Texas Instruments. El circuito integrado llevo a la creacin de circuitos integrados digitales RTL o lgica resistor-a-transistor en 1960 y la creacin del primer microprocesador en 1971 por parte de Intel Corporation. En 1971 los ingenieros de Intel Federico Faggin, Ted Hoff y Stan Mazor desarrollaron el Microprocesador 4004, el cual arranc la revolucin de microprocesador, que hoy en da contina.

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1.1.4. La era del Microprocesador El primer Microprocesador que se cre fue el Intel 4004, fue un Microprocesador programable de 4 bits que tena un conjunto de 45 instrucciones y ejecutaba 50 KIPs (kilo-instrucciones por segundo). Mas lento que las 100,000 instrucciones de la computadora ENIAC de 30 toneladas de 1946. Aunque la principal diferencia fue el tamao y peso, la evolucin de los Microprocesadores de 4 bits termin cuando Intel liber el 4040, una versin actualizada del 4004. el 4040 trabajaba a una velocidad ms alta. Por su parte, Texas Instruments lanz el Microprocesador de 4 bits TMS-1000. Los Microprocesadores de 4 bits se usaron en pequeas aplicaciones como hornos de micro-ondas, en algunos sistemas de control, en calculadoras y en telefona. En 1971 Intel, ya viendo que el Microprocesador se volvi comercialmente viable, liber el 8008, una versin extendida del 4004. El 8008 diseccionaba hasta 16 Kbytes de memoria e incorporaba ms instrucciones, para tener un total de 48. El tamao de memoria direccionada y la velocidad del 8008 se quedaron cortas para las demandas de los usuarios, por lo que en 1973 Intel desarroll el Microprocesador 8080. Seis meses despus, Motorola Corporation lanz el Microprocesador MC6800 y pronto, otras compaas lanzaron sus versiones de Microprocesadores de 8 bits como se muestra en la Tabla 1-1. De esos fabricantes solo Intel y Motorola continuaron fabricando Microprocesadores. Motorola vendi su divisin de Microprocesadores a Freescale Semiconductors, Inc. Zilog continua fabricando Microprocesadores pero se ha concentrado principalmente en Microcontroladores. Rockwell ha abandonado el desarrollo de Microprocesadores. Intel hoy en da tiene casi el 100% del mercado de computadoras de escritorio y porttiles y de servidores.

Tabla 1-1 Microprocesadores de 8 bits

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En 1977, Intel desarroll el Microprocesador 8085, una versin actualizada del 8080. El 8085 fue el ltimo Microprocesador de 8 bits de Intel. El 8085 contaba con algunas pequeas ventajas sobre el 8080, trabajaba a ms alta velocidad y contaba con un generador interno de reloj. Intel vendi ms de 100 millones de Microprocesadores 8085 y fue uno de los Microprocesadores de 8 bits ms exitoso. Zilog vendi ms de 500 millones de su Microprocesador de 8 bits Z80. El Z80 era compatible a nivel lenguaje de mquina con el 8085, es decir hubo ms de 700 millones de Microprocesadores que ejecutaban cdigo compatible con 8085/Z-80. 1.1.5. El Microprocesador moderno En 1978 Intel liber el Microprocesador 8086 y un ao despus el Microprocesador 8088. Ambos Microprocesadores fueron de 16 bits que ejecutaban instrucciones ms rpido (en 400 ns) que sus antecesores. Ejecutaban 2.5 MIPs, o 2.5 millones de instrucciones por segundo. El 8086 y el 8088 direccionaban 1 Mbyte de memoria, 16 veces ms que el 8085 que direccionaba hasta 64 Kbytes (1 Mbyte son 1,048,576 localidades de memoria cada una de 8 bits o un byte). El 8086/88 tambin contenan una cola o cache de instrucciones interna de 4 o 6 bytes, donde se almacenaban los cdigos de operaciones de instrucciones que se ejecutaran despus, lo cual fue la base de la memoria cache interna que incorporan los Microprocesadores modernos. El 8086/88 incorporaron una cantidad grande de instrucciones, incluyendo instrucciones de multiplicacin y divisin. A la arquitectura de estos Microprocesadores se le denomin CISC (Complex Instruction Set Computers), por la cantidad y complejidad de sus instrucciones. Estos Microprocesadores de 16 bits incorporaron tambin ms registros de 16 bits que permitieron a los programadores escribir programas ms eficientes. El xito de estos Microprocesadores fue en 1981 cuando IBM decidi usar el 8088 en sus computadoras personales, por lo que las aplicaciones como procesadores de palabras, hojas electrnicas de clculo y otras ms se ejecutaban ms eficientemente. Pronto, el tamao mximo de la memoria de 1 Mbyte fue una limitante para otras aplicaciones como

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bases de datos e Intel introdujo en 1983 el Microprocesador 80286, una actualizacin del 8086. 1.1.6. El Microprocesador 80286 El Microprocesador 80286 fue tambin un Microprocesador de 16 bits, muy parecido al 8086/88, solo que el 80286 poda direccionar hasta 16 Mbytes de memoria, con un conjunto de instrucciones casi idntico al 8086/88 pero con una cantidad pequea de instrucciones adicionales usadas para manejar la memoria extra de 15 Mbytes. La velocidad de reloj en el 80286 se increment a 8 MHz que le permita ejecutar instrucciones en 250 ns (4 MIPs). 1.1.7. El Microprocesador de 32 bits Ya que las aplicaciones comenzaron a demandar velocidades mayores, ms cantidad de memoria y buses de mayor tamao al Microprocesador, esto caus que Intel lanzara en 1986 el 80386. El 80386 fue un cambio mayor en la arquitectura con respecto a sus predecesores de 16 bits el 8086/88 y el 80286. El 80386 fue el primer Microprocesador de 32 bits que contena un bus de datos de 32 lneas y direcciones de memoria de 32 bits. Con estos buses de 32 bits, el 80386 direccionaba hasta 4 Gbytes de memoria. El 80386 estuvo disponible en varias versiones modificadas. El 80386 aceler el desarrollo de aplicaciones grficas como por ejemplo interfaces de usuario o GUI (Graphical User Interface). Dado el tamao del bus de datos de 32 bits, el 80386 poda manejar ms eficientemente nmeros reales de 32 bits usando un solo ciclo de lectura o escritura desarrollndose aplicaciones y paquetes ms poderosos de CAD (Computer-Aided Drafting/Design), como por ejemplo el AUTOCAD y el ORCAD. Adems de usar una velocidad de reloj ms alta, el 80386 incluy una unidad de manejo de memoria (MMU) que permita al Sistema Operativo administrar los recursos de memoria. El conjunto de instrucciones del 80386 era compatible con el 8086/88 y el 80286, salvo que contena instrucciones adicionales para el manejo de memoria adicional y los registros ahora de 32 bits, lo cual permita que

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el software anterior de 16 bits se ejecutara en el Microprocesador 80386. 1.1.8. El Microprocesador 80486 En 1989 Intel liber el Microprocesador 80486, el cual incorpor una Microprocesador del tipo 80386, un coprocesador numrico del tipo 80387 y una memoria cache de 8 Kbytes en un mismo circuito integrado. A pesar de que el 80486 no fue radicalmente diferente al 80386, hubo un cambio sustancial. La arquitectura interna del 80486 fue modificada con respecto al 80386 de manera tal que casi la mitad de instrucciones se ejecutaban en un solo ciclo de reloj en lugar de dos. El 80486 estuvo disponible en una versin de 50 MHz, con lo que casi la mitad de las instrucciones se ejecutaban en 25 ns (50 MIPs). Existieron varias versiones del 80486 con mayor o menor cantidad de memoria cache o que trabajaban a una velocidad de reloj mayor o menor.

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En la Tabla 1-2 se muestra una lista de Microprocesadores fabricados por Intel y Motorola con el tamao de su palabra y cantidad de memoria. Intel ha sido el fabricante que ms xito ha tenido con sus Microprocesadores.

Tabla 1-2 Microprocesadores fabricados por Intel y Motorola

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1.1.9. El Microprocesador Pentium En 1993, Intel introdujo el Microprocesador Pentium, el cual fue similar a los Microprocesadores 80386 y 80486. Originalmente Intel lo llam 80586 o P5. El Pentium se presentaba en dos versiones bsicas, una trabajaba con un reloj de 60 MHz. y la otra con un reloj de 66 MHz., ejecutando 110 MIPs. Hubo otras versiones posteriormente del Pentium que trabajaban con un reloj de ms alta frecuencia. La velocidad ms alta fue de 233 MHz. El Pentium increment el tamao de su memoria cache de 8 Kbytes a 16 Kbytes. 8 Kbytes para la memoria cache de datos y 8 Kbytes para memoria cache de instrucciones, lo cual benefici a los programas que hacan transferencias de grandes cantidades de datos en memoria. El Pentium poda direccionar hasta 4G de memoria con un bus de datos incrementado de 32 a 64 bits. Con este bus de datos poda manejar nmeros de punto flotante de doble precisin que permita al software y video de realidad virtual manejar imgenes ms reales comparables a la televisin comercial. Algunas versiones del Pentium incluyeron instrucciones llamadas extensiones de multimedia o MMX, las cuales Intel esperaba que fueran ampliamente usadas pero no haba lenguajes de alto nivel que las pudieran usar. Una de las ventajas principales del Pentium es su procesador de enteros dual. El Pentium puede ejecutar simultneamente dos instrucciones que no sean dependientes entre s ya que contiene esos dos procesadores internos de enteros a lo cual llam tecnologa superescalar, lo que permite al Pentium ejecutar dos instrucciones por periodo de reloj. El Pentium incorpora tambin una tecnologa de prediccin de saltos que acelera la ejecucin de ciclos en un programa. El Pentium contiene tambin un coprocesador de punto flotante, lo cual le permiti reemplazar algunos procesadores RISC (Reduced Instruction Set Computer) en algunas mquinas. Por su parte, Motorola, Apple e IBM fabricaron al PowerPC, el cual fue un Microprocesador RISC con dos unidades de enteros y una unidad de punto flotante. El PowerPC se uso en la Apple Macintosh. Recientemente Apple reemplazo al PowerPC con el Pentium de Intel.

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1.1.10. El Procesador Pentium Pro El Procesador Pentium Pro fue lanzado por Intel en 1995. Inicialmente fue llamado Microprocesador P6 y contiene 21 millones de transistores, tres unidades de enteros y una unidad de punto flotante. La frecuencia de trabajo en sus versiones bsicas es de 150 MHz y 166 MHz. Tiene una memoria cache nivel uno (L1) de 16K (8K para datos y 8K para instrucciones) y una memoria cache nivel dos (L2) de 256K. Contiene tres motores de ejecucin y fue lanzado junto con Windows NT. Puede direccionar hasta 4 Gbytes o 64 Gbytes de memoria si se configura con un bus de direcciones de 36 bits. 1.1.11. Los Microprocesadores Pentium II y Pentium Xeon El Microprocesador Pentium II, liberado en 1997, representa una nueva direccin para Intel. En lugar de ser un circuito integrado, como en las versiones anteriores, Intel coloco al Pentium II en una pequea tarjeta de circuito impreso. La principal razn de este cambio fue que la memoria cache L2 que se encontraba en la tarjeta de circuito impreso principal de la computadora junto con el Pentium trabajaba muy lentamente lo cual no era bueno para el Pentium II. En un sistema con Pentium, la memoria cache L2 trabajaba a la velocidad del bus de 60 o 66 MHz. Ahora, la memoria L2 y el Microprocesador se encuentran en una tarjeta de circuito impreso llamada mdulo Pentium II. El Microprocesador en este mdulo es el Pentium Pro con extensiones MMX. A mediados de 1998, Intel anunci una nueva versin del Pentium II llamada Xeon, el cual diseado especficamente para aplicaciones de servidores y estaciones de trabajo. La principal diferencia entre el Pentium I y el Pentium II Xeon es que el segundo usa una memoria cache L1 de 32 Kbytes y una cache L2 de 512K, 1M o 2 Mbytes. El Xeon fue diseado para trabajar con cuatro Xeons en el mismo sistema, lo cual representa un cambio en la estrategia de Intel. Intel ahora produce una versin profesional y una versin domstica/oficina del Microprocesador Pentium II.

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1.1.12. El Microprocesador Pentium III El Microprocesador Pentium III usa un ncleo ms rpido que el Pentium II, pero sigue siendo un Procesador P6 o Pentium Pro. Esta disponible en una versin montada en un cartucho plstico y en una versin en un socket 370 llamada slip-chip. El Pentium III trabaja con una frecuencia de reloj de hasta 1 GHz. 1.1.13. Los Microprocesadores Pentium 4 y Core2 El Microprocesador Pentium 4 estuvo disponible en el ao 2000. Una de las versiones recientes de Pentium es el Core2. Los Microprocesadores Pentium 4 y Core2, al igual que los Pentium Pro a Pentium III, usan la arquitectura P6. La diferencia principal es que Pentium 4 trabaja a velocidades de 3.2 GHz. y usa memoria de tecnologa RAMBUS o DDR en lugar de tecnologa estndar SDRAM. Esta manera de trabajar a altas velocidades fue gracias a mejoras en el proceso de fabricacin del tamao de la integracin interna (0.045 micrones o 45 nm). Otro cambio fue que se us cobre en lugar de aluminio en las conexiones internas del Microprocesador. En la Tabla 1-3 se muestran los diferentes Microprocesadores de Intel que usan la arquitectura P. Tabla 1-3 Microprocesadores de Intel que usan la arquitectura P

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1.1.14. Los Microprocesadores Pentium 4, Core2 y Multiple Core de 64 bits Recientemente Intel hizo modificaciones a sus procesadores Pentium 4 y Core2 que incluyen uno o mltiples cores de 64 bits. La modificacin a 64 bits permite al Microprocesador direccionar ms de 4 Gbytes de memoria. Las ltimas versiones permiten direccionar hasta 1 TByte de memoria. Los 64 bits permiten tambin manejar aritmtica de enteros de 64 bits, pero la ventaja principal es la inclusin de mltiples cores. Cada core ejecuta una tarea separada del programa, incrementando la velocidad de ejecucin del programa llamado aplicaciones multithreaded. Actualmente Intel fabrica versiones dual, quad core y Corei7, pero en el futuro la cantidad de cores se incrementar a 8 o 16. Intel ha incrementado los cores ya que incrementar la velocidad del reloj no es una buena opcin para tener Microprocesadores ms rpidos. Recientemente Intel mostr una versin de Core2 que contiene 80 cores, la cual usa una tecnologa de fabricacin de 45 nm. Intel espera liberar esta versin de 80 cores en los siguientes aos. 1.1.15. El futuro de los Microprocesadores Es difcil hacer predicciones, pero el xito de Intel indica que su familia de Microprocesadores continuar usndose en los prximos aos e Intel podra cambiar a la tecnologa RISC. Por otra parte, Intel ha trabajado en los ltimos aos con Hewlett-Packard y en 2002 lanzaron un procesador de 64 bits llamado Itanium. La arquitectura usada se le denomino EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing). Este procesador fue diseado para servidores y en el futuro podra ser usado en computadoras de escritorio y porttiles. El Itanium permite un paralelismo mayor al de Pentium III o Pentium 4, e incluye 128 registros de enteros, 128 registros de punto flotante, 64 registros de predicado y muchas unidades de ejecucin.

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En la Figura 1-3 se muestra una vista conceptual y una comparacin de los Microprocesadores 80486 al Pentium 4. Cada vista muestra la estructura interna, incluyendo la CPU, el coprocesador y la memoria cache. Esta figura muestra la complejidad y el nivel de integracin en cada versin de Microprocesador.

Figura 1-3 Vista conceptual y una comparacin de los Microprocesadores 80486 al Pentium 4

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1.2. Arquitectura de una computadora basada en un Microprocesador La arquitectura de las computadoras ha pasado por muchos cambios a travs de la historia, sobre todo recientemente. Las mquinas que una vez fueron muy grandes hoy han reducido su tamao gracias a los Microprocesadores. Muchas empresas han reemplazado sus mainframes de los aos 80, o anteriores, a computadoras basadas en Pentium Core. Muchas empresas desde hace tiempo dejaron de fabricar mainframes y minicomputadoras. A continuacin se cubrir la estructura de una computadora basada en un Microprocesador. La Figura 1-4 muestra un diagrama de bloques de una computadora, incluyendo mainframes, servidores y computadoras personales. La figura muestra los tres principales componentes de la computadora interconectados por buses (un bus es un conjunto de lneas que trasmiten el mismo tipo de informacin, por ejemplo, el bus de direcciones con 20 o ms lneas que contiene la direccin de una localidad de memoria). En este curso se ver primero el Microprocesador, su arquitectura, conjunto de instrucciones, programacin, conexin a la memoria, y posteriormente se cubrir la operacin del Microprocesador con dispositivos de entrada/salida. En cuanto a la memoria de las computadoras personales basadas en Intel, incluyendo las primeras basadas en 8088 e introducidas por IBM en 1981, hasta las ms poderosas y veloces de hoy en da basadas en Pentium 4 y Core, su estructura es similar, abarcando tambin las compatibles con IBM de otros fabricantes. 1.2.1. El Microprocesador Es el corazn de una computadora basada en Microprocesador. Algunas veces se le llama CPU (Central Processing Unit). Es el elemento que controla la computadora. El Microprocesador controla la memoria y las operaciones entrada/salida por medio de los buses. Los buses permiten seleccionar un dispositivo de entrada/salida o una localidad de memoria y transferir datos entre los dispositivos de entrada/salida o con la memoria. Los dispositivos de entrada/salida y

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la memoria son controlados por instrucciones almacenadas en la memoria y ejecutadas por el Microprocesador.

Figura 1-4 Diagrama de bloques de un computadora basada en Microprocesador

El Microprocesador realiza tres tareas principales en una computadora: (1) transferencia de datos en el mismo (usando registros), con la memoria o con dispositivos de entrada/salida, (2) operaciones aritmticas y lgicas y (3) decisiones que controlan el flujo del programa. En la Tabla 1-4 se muestran las operaciones aritmticas y lgicas ejecutadas por los Microprocesadores de Intel. Estas operaciones son muy bsicas, pero sirven para resolver problemas complejos. Los datos se encuentran en memoria o en registros internos del Microprocesador. El tamao de los datos es variable e incluye un byte (8 bits), una palabra (16 bits) y una palabra doble (32 bits). Solo del 80386 al Core2 manejan nmeros de 8, 16 y 32 bits. Los anteriores, del 8086 al 80286 manejan nmeros de 8 y 16 bits y no nmeros de 32 bits. A partir de 80486, el Microprocesador contiene un coprocesador numrico que le permite realizar aritmtica compleja de

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punto flotante. El coprocesador numrico, similar a un chip de una calculadora, fue un componente adicional en las computadoras basadas en el 8086 al 80386. El coprocesador numrico puede ejecutar tambin instrucciones con palabras cudruples (quadwords-64 bits).

Tabla 1-4 Operaciones aritmticas y lgicas ejecutadas por los Microprocesadores de Intel

Otra caracterstica del Microprocesador es que puede realizar decisiones simples basadas en resultados numricos. Por ejemplo, un Microprocesador puede decidir si un nmero es cero o si es positivo. Estas decisiones permiten controlar el flujo del programa. 1.2.3. Los buses Un bus es un grupo de lneas que tienen una funcin comn que interconectan los componentes de una computadora. Los buses transfieren direcciones, datos o informacin de control entre el Microprocesador y su memoria o con sus dispositivos de entrada/salida. En la Figura 1-5 se muestran estos buses interconectando al Microprocesador con la memoria de lectura/escritura (RAM), con la memoria de solo lectura (ROM o flash) y con los dispositivos de entrada/salida.

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Figura 1-5 Buses que interconectan al Microprocesador con la memoria RAM, memoria ROM y con los dispositivos de entrada/salida El bus de direcciones solicita el contenido de una localidad de la memoria o de un dispositivo de entrada/salida. Si se direcciona un dispositivo de entrada/salida, el bus de direcciones contiene una direccin de 16 bits, de la 0000H a la FFFFH. La direccin de 16 bits, o nmero de puerto, selecciona uno de 64K diferentes dispositivos de entrada/salida. Si se direcciona memoria, el bus de direcciones contiene la direccin de una localidad de memoria, cuyo tamao (cantidad de lneas o bits) o ancho vara con respecto a la versin Microprocesador. El 8086/88 puede direccionar 1 Mbyte de memoria usando direcciones de 20 bits, de la localidad 00000H a la FFFFFH. El 80286 y 80386SX pueden direccionar 16 Mbytes de memoria usando direcciones de 24 bits, de la localidad 000000H a la FFFFFFH. El 80386SL, 80386SLC y el 80386EX pueden direccionar 32 Mbytes de memoria usando direcciones de 25 bits, de la localidad 000000H a la 1FFFFFFH. El 80386DX, 80486SX y el 80486DX pueden direccionar 4 Gbytes de memoria usando direcciones de 32 bits, de la localidad 00000000H a la FFFFFFFFH. El Pentium tambin puede direccionar hasta 4 Gbytes de memoria, pero usando un bus de datos de 64 bits, accediendo hasta 8 bytes de memoria al mismo tiempo. Del Pentium Pro al Core2 tienen un bus de datos de 64 bits y un bus de direcciones de 32 bits y direccionan hasta 4G de memoria, de la localidad 00000000H a la FFFFFFFFH o un bus de direcciones de 36 bits que direccionan hasta

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4G de memoria, de la localidad 000000000H a la FFFFFFFFFH, dependiendo de su configuracin. En la Tabla 1-5 se indican tanto el tamao de los buses como el tamao de la memoria para la familia de Microprocesadores de Intel. En los Microprocesadores ms recientes, en las extensiones de 64 bits de la familia Pentium, se proporcionan 40 lneas de direcciones, que permiten acceder hasta 1 Tbyte de memoria (240 es 1 Tera). En los procesadores Itanium de 64 bits el bus de direcciones es de 52 y 64 bits, permitindoles acceder hasta 4 PBytes (Peta Bytes) de memoria.

Tabla 1-5 Tamao de los buses y tamao de la memoria para la

familia de Microprocesadores de Intel

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Como ya se indic anteriormente, el bus de datos transfiere informacin entre el Microprocesador y la memoria o con el espacio de direcciones de entrada/salida. El tamao del dato varia, de 8 bits a 64 bits en los Microprocesadores de Intel. El 8088 tiene un bus de datos de 8 bits y transfiere datos de 8 bits al mismo tiempo. El 8086, 80286, 80386SL, 80386SX y 80386EX transfieren 16 bits por su bus de datos. El 80386DX, 80486SX y 80486DX transfieren 32 bits por su bus de datos. Del Pentium al Core2 transfieren 64 bits por su bus de datos El contar con un bus de datos de ms lneas tiene la ventaja de ejecutar ms rpido las aplicaciones. Por ejemplo, si se accede un dato de 32 bits en memoria, le tomar al 8088 cuatro operaciones de transferencia para manipularlo, ya que su bus de datos es de 8 bits. Al 80486 le tomar una operacin, ya que su bus de datos es de 32 bits. Como referencia, en la Figura 10 se muestran los tamaos de memoria y cantidad de bits en cada localidad de memoria para el 8086 al 80486 y para el Pentium al Core2. En todos los Microprocesadores de la familia de Intel la memoria es numerada por byte.

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El bus de control contiene lneas que seleccionan la memoria o al dispositivo de entrada/salida y permiten que se realice la operacin de lectura o escritura. En el bus de control de la mayora de los Microprocesadores existen las siguientes cuatro lneas: MRDC (memory read control), MWTC (memory write control), IORC (I/O read control), y IOWC (I/O write control). La barra indica que la seal de control es activo bajo, esto es, que est activa cuando presenta un cero lgico. Por ejemplo, si el Microprocesador escribe un dato a un dispositivo de entrada/salida cuya direccin se encuentra en el bus de direcciones, la lnea IOWC ser 0. El nombre de estas seales de control vara ligeramente en cada Microprocesador.