ORGANZACIÓN DE LA CPU

La CPU esta organizada en las siguientes partes fundamentales:

• Unidad de control

• Unidad aritmética y lógica • Registros

UNIDAD DE CONTROLLa unidad de control es el autentico cerebro que controla y

coordina el funcionamiento de la computadora.

Interpreta de las instrucciones que integran el programa y genera el conjunto de ordenes elementales necesarias para que se realicen.

UNIDAD DE CONTROL

¿ Cómo trabaja ?

Memoriaprincipal

Contador de

instrucciones

Instrucción a ejecutar

Paso 1

PróximaInstrucción a ejecutar

Se extrae de la memoria principal la instrucción a ejecutar, esa información es almacenada en el contador de instrucciones, y esa es la próxima instrucción a ejecutar en el registro de instrucción.

códigosCircuitos a intervenir

Elección Secuenciador

Conexiones eléctricasOrdena

Paso 2

Una vez conocido el código de la operación, la unidad de control ya sabe que circuitos de la ALU deben de intervenir, pueden establecerse las conexiones eléctricas necesarias a través del secuenciador.

UNIDAD DE CONTROL

Paso 3

UNIDAD DE CONTROL

Se extraen los datos necesarios de la memoria principal para ejecutar la instrucción en proceso.

Memoriaprincipal

Instrucción

datos

Paso 4

La ALU efectúa las operaciones el resultado de este es depositado en el acumulador de la ALU.

Operaciones en la

ALU

Acumulador de la

ALU

Resultado

UNIDAD DE CONTROL

Si la instrucción a proporcionado nuevos datos estos son almacenados en la memoria principal.

Paso 5Acumulad

or ALU

MemoriaNuevos datos

Contador de

instrucciones

+1 PróximaInstrucción a ejecutar

Paso 6

Incrementa en una unidad el contenido del contador de instrucciones a ejecutar.

UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICAEs la unidad que desempeña funciones aritméticas como

por ejemplo, suma y resta, de lógica por ejemplo AND y OR.

X*Y=ZXY

Z

X+Y=ZXY

Z

10101111

11001+

REGISTROSLa CPU contiene un conjunto de localidades de

almacenamiento temporal de datos de alta velocidad llamada registro.

Características:

• Los registros se ejecutan a la misma velocidad que el CPU; de lo contrario habría un cuello de botella grave sobre el rendimiento completo del sistema.

• El número de registros de CPU dependen estrictamente en el diseño arquitectónico del CPU mismo.

• No hay forma de cambiar el número de registros de CPU.

REGISTROS

TIPOS DE CPU Pentium II

Un Pentium II Slot 1 (parte frontal)

Producción:Desde mediados de 1997 hasta comienzos de 1999

Fabricante: Intel

Velocidad de CPU: 233 Mhz a 450 Mhz

Velocidad de FSB: 66 MHz a 100 MHz

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.35 µm a 0.25 µm

Conjunto de instrucciones:

x86

Microarquitectura: P6

•Sockets: Slot 1•MMC-1•MMC-2•Mini-Cartridge

Cores: •Klamath•Tonga•Deschutes•Dixon

Pentium III

Intel Pentium III (Coppermine)

Producción:Desde 1999 hasta 2003

Fabricante: Intel

Velocidad de CPU: 450 MHz a 1.4 GHz

Velocidad de FSB: 100 MHz a 133 MHz

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.25 µm a 0.13 µm

Conjunto de instrucciones:

x86 (686)

Microarquitectura: Intel P6

•Sockets: Slot 1•Socket 370

Cores:

•Katmai•Coppermine•Coppermine-T•Tualatin

TIPOS DE CPU

Pentium 4

Pentium 4 (Northwood) / 1,80 GHz

Producción: Desde 2000 hasta 2008

Fabricante: Intel

Velocidad de CPU: 1.3 GHz a 3.8 GHz

Velocidad de FSB: 400 MT/s a 1066 MT/s

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.18 µm a 0.065 µm

Conjunto de instrucciones:

x86 (i386), x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3

Microarquitectura: NetBurst

Sockets: •Socket 423•Socket 478•LGA 775

Cores: •Willamette•Northwood•Prescott•Cedar Mill

TIPOS DE CPU

Celeron

Celeron (Coppermine 128) / 600 MHz

Producción: Abril de 1998

Fabricante: Intel

Velocidad de CPU: 266 MHz a 3.6 GHz

Velocidad de FSB: 66 MT/s a 800 MT/s

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.25 µm a 0.065 µm

Conjunto de instrucciones:

x86, EM64T

Microarquitectura:P6, NetBurst, Intel Core

•Sockets: Slot 1•Socket 370•Socket 478•LGA 775•Socket M

Cores: •Covington•Mendocino•Coppermine-128•Tualatin-256•Willamette-128•Northwood-128•Prescott-256

TIPOS DE CPU

Intel Core 2 Duo

Intel Core 2 Duo E6600 "Conroe"

Producción: 2006 -

Fabricante: Intel

Velocidad de CPU: 1.60 GHz a 3.33 GHz

Velocidad de FSB: 667 MT/s a 1333 MT/s

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.065 µm a 0.040 µm

Conjunto de instrucciones:

EM64T

Socket: LGA775

Número de Cores: 1, 2, o 4 (2x2)

Cores:

•Conroe-L•Allendale•Conroe•Merom•Kentsfield•Yorkfield•Wolfdale

TIPOS DE CPU

Duron

AMD Duron "Spitfire" / 600 MHz

Producción:Desde mediados de 2000 hasta 2006

Fabricante: AMD

Velocidad de CPU: 600 Mhz a 1.8 GHz

Velocidad de FSB: 200 MT/s a 266 MT/s

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.18 µm a 0.13 µm

Conjunto de instrucciones:

x86

Socket: Socket A

Cores: •Spitfire•Morgan•Applebred

TIPOS DE CPU

TIPOS DE CPU Athlon

AMD AthlonXP 1700 "Thoroughbred"

Producción:Desde mediados de 1999 hasta 2005

Fabricante: AMD

Velocidad de CPU: 500 MHz a 2.33 GHz

Velocidad de FSB: 100 MHz a 200 MHz

Procesos:(Longitud de canal del MOSFET)

0.25 µm a 0.13 µm

Conjunto de instrucciones:

x86

Sockets: •Slot A•Socket A

Cores:

•K7 (Argon)•K75 (Pluto/Orion)•Thunderbird•Palomino•Thoroughbred A/B•Barton•Thorton

Semprom

Sempron 3000+, Socket-A

Producción: Desde julio de 2004

Fabricante: AMD

Velocidad de CPU: 1.4 GHz a 2.2 GHz

Velocidad de FSB: 166 MHz a 200 MHz

Conjunto de instrucciones: x86, AMD64

Sockets: •Socket A•Socket 754•Socket 939•Socket AM2

Cores: •Thoroughbred B/Thorton•Barton•Paris•Palermo (Socket 754, 939)•Manila (Socket AM2)

TIPOS DE CPU

UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA

Es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (suma, resta, etc.) y operaciones lógicas (OR, NOT, XOR, etc.), entre dos números.

A: OperandoB: OperandoF: entrada de la unidad de controlD: Estado de salidaR: Salida

La ALU se compone básicamente de:

• Circuito Operacional

• Registros de Entradas

• Registro Acumulador

• Registro de Estados

UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA

Circuito Operacional:

Contiene los circuitos electrónicos para la realización de las operaciones con datos procedentes de los Registros de Entradas.

Registros de Entradas:

Prácticamente es el registro en el cual se almacenan los operandos para luego ser procesados.

UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA

Registro acumulador:

Almacena resultados de las operaciones ejecutadas por el CO; se encuentra conectado con los Registros de Entradas y a el bus de datos del sistema con el propósito de enviar los resultados a la Memoria principal o (RAM) o a algún periférico.

Registro de estado:

Registros de memoria en los que se deja constancia algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada y que habrán de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores.

UNIDAD ARITMETICA Y LÓGICA

OPERACIONES BÁSICASLas operaciones básicas de la ALU son aritméticas y lógicas, claro

está todo en sistema binario o hexadecimal(lenguaje maquina).

XY

Z

XY

Z10101111

11001+

10100011

0111

-

OPERACIONES BÁSICAS• Operaciones lógicas

XY

salida

XY

salida

OR

AND

X salidaNOT

10001000

10000+

OPERACIONES BÁSICAS• Operaciones aritméticas

11001011

10111+

00111101

10000+

10001000

0000-

11001011

0001-

11010011

1010-

0111<- complementa 11000<- complementa 2

0100<- complementa 10101<- complementa 2

1100<- complementa 11101<- complementa 21000

100010000

+11000101

10001+

11011101

11010+

ELEMENTOS DE CONVERSIÓNUn programa en lenguaje ensamblador es una serie de

instrucciones que corresponden al flujo de órdenes ejecutables que pueden ser cargadas en la memoria de una computadora.

(10110000 01100001)2=(0xb061)16

La representación equivalente en lenguaje ensamblador:

MOV al, 061h = Mueva el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro "al".

Otra forma de representar esta línea de código es la siguiente:

movb 0x61,%al =mover el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro 'al'.)

ELEMENTOS DE CONVERSIÓN

Este es un programa hecho en lenguaje ensamblador o también conocido como lenguaje maquina

BITS DE CONVERSIÓNLas computadoras son capaces de manejar información en

distintos sistemas numéricos aparte de binario y decimal, como lo son el hexadecimal, octal o BCD.

DECIMAL BINARIO HEXADECIMAL OCTAL BCD

201 11001001 C9 311 0010 0000 0001

195 11000011 C3 303 0001 1001 0101

11001001= 1x27 + 1x26 +1x23 +1x20 =201 DECIMAL

BITS DE CONVERSIÓN

Ejemplos de conversión:

1100 1001 = C9 HEXADECIMAL

11 001 001 = 311 OCTAL

201= 0011 0000 0001 BCD