Download Estructura básica de un ordenador Unidad central de proceso (CPU)

Estructura básica de un
ordenador
? CPU
.Unidad Central de proceso
? Memoria
Unidad central de proceso (CPU)
?
?
?
Naturaleza electrónica,
Microprocesador
Controlar y coordinar todas las
operaciones del sistema
Ejecuta instrucciones de programas
»
»
»
?
Busca una a una las instrucciones en
memoria
Las decodifica para conocer que debe
realizar
Da las ordenes a los diferentes elementos del
sistema
Componentes:
»
Unidad de control (UC), Unidad aritmético
lógica (ALU)
Relaciones Laborales. D38
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Unidad central de proceso (CPU)
Unidad de control (UC)
? Gobernar el funcionamiento del ordenador y la
transferencia de la información entre los distintos
elementos
Relaciones Laborales. D38
Unidad central de proceso (CPU)
Relaciones Laborales. D38
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Unidad central de proceso (CPU)
?
CP: Dirección siguiente instrucción a ejecutar
Relaciones Laborales. D38
Unidad central de proceso (CPU)
?
RI: Instrucción que se esta ejecutando
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Unidad central de proceso (CPU)
?
D:Interpreta la RI
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Unidad central de proceso (CPU)
?
S:Genera las microordenes, a partir de la señal de
Decoficador
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Unidad central de proceso (CPU)
?
Reloj:Proporciona impulsos eléctricos constantes que
marcan los instantes que han de comenzar cada paso
Relaciones Laborales. D38
Unidad central de proceso (CPU)
Unidad aritmético lógica (ALU)
? Operaciones aritméticas: +, -, x, /
? Operaciones lógicas: >, <, =, ...
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Unidad central de proceso (CPU)
Unidad aritmético lógica (ALU)
Registro de datos: datos u
operandos que van a ser
tratados
Relaciones Laborales. D38
Unidad central de proceso (CPU)
Unidad aritmético lógica (ALU)
Circuito operacional: conjunto de
circuitos que permiten realizar
las operaciones sobre los datos
Relaciones Laborales. D38
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Unidad central de proceso (CPU)
Unidad aritmético lógica (ALU)
Registro Acumulador:Resultados
de las operaciones, se puede
enviar a MC o de nuevo al los
registro de datos.
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Unidad central de proceso (CPU)
Funcionamiento general de la CPU
? Trae de MC la instrucción indicada en el CP y la
guarda en el RI
? Decodifica la instrucción que contiene el RI y
envía la información al secuenciador
? El secuenciador sincronizado con el reloj envía las
microordenes a la ALU
? Cuando la instrucción ha finalizado vuele a traer la
siguiente instrucción
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Unidad central de proceso (CPU)
Características
? Velocidad de proceso: número de operaciones por
unidad de tiempo(MIPS,MFOPLS)
? Frecuencia de reloj: medida en Mhz, millones de
ciclos por segundo
? Memoria cache: memoria rápida dentro del chip,
para evitar accesos a la MC
Relaciones Laborales. D38
Unidad central de proceso (CPU)
Características
»
Bus del sistema: Conjunto de circuitos
encargados de la conexión entre la CPU y
resto de unidades.
?
?
?
?
»
Líneas de datos: 16 líneas, bus de 16 bits.
Líneas de control:Ordenes de la UC al resto
Líneas de direcciones: Dirección de destino
de los datos que van por las líneas de datos
Bus interno o del sistema:Longitud de
palabra del ordenador 80286 (16 bits),
80486 (32 bits), Pentium(64 bits)
Bus externo: Comunica con los diferentes
elementos del sistema, 32 bits.
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Unidad central de proceso (CPU)
?
Rendimiento de un sistema informático influye:
?
?
?
?
?
?
?
?
CPU
Memoria central
Memoria caché
Almacenamiento auxiliar
Bus del sistema
Aplicaciones que se van a ejecutar
Benchmark, medir rendimiento de sistemas
informáticos según las necesidades
Benchmark estándar (specmarks, winstone,
sysmark)
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Memoria
?
?
?
?
Parte del ordenador donde se
almacenan los datos y programas
Es un conjunto de celdas o
posiciones consecutivas donde
cada una tiene una dirección que
la identifica
Una celda de memoria puede
almacenar 8, 16 o 32bits
Operaciones básicas:
»
»
escritura: dirección, dato y señal
control de escritura
lectura: dirección y señal de control
de lectura
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Memoria
Características
? Velocidad de transferencia, bits por unidad de
tiempo
»
?
?
longitud de palabra: cantidad de información que
transfiere en una operación (8, 16, 32, 64bits)
Velocidad de memoria, tiempo en realizar una
operación de lectura o escritura
Capacidad: Bit, Byte(8 bits), Kb,Mb, Gb,
Tb ( 210 Gb)
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Memoria
Características
? Tipo de acceso, secuencial o directa
? Duración de la información
»
»
»
Permanentes o ROM: no pueden borrarse,
CD-ROM
Volátiles, la información desaparece si se
deja de alimentar eléctricamente, RAM
Duraderas: información se mantiene hasta
una próxima escritura, discos duros
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Memoria
Jerarquía de la memoria
–
?
El precio es directamente proporcional a su rapidez y su
capacidad
Niveles de memoria:
?
?
?
?
Registro interno: capacidad 32 bits, acceso muy rápido,
tecnología cara. CPU
Memoria caché: acceso rápido (< registros), CPU, nivel 1(L1)
o nivel 2(L2). Datos mas usados
Memoria principal RAM: contiene toda la información para
realizar una determinada tarea. Velocidad y precio aceptables.
Tecnología semiconductores
Memoria auxiliar o secundaria: Información duradera.
Magnéticas u ópticas
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Memoria
Memoria principal
? En ellas se almacena toda la información necesaria
para ejecutar las instrucciones
? 32, 64, 128 Mb
? Pastillas integradas
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Memoria
Memoria principal
»
»
»
»
RDM, dirección a la que
queremos acceder
L/E, bit de control
operación de lectura o
escritura
RIM, dato que tenemos que
escribir ( escritura) o dato
leído (lectura)
Selector, activa la celda que
se usará en la operación
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Memoria
Memoria principal
Operación de lectura/escritura
»
»
»
»
Fase de posicionamiento: seleccionar la celda
correspondiente
Fase de acceso: Desde que se inicia la operación hasta
hasta que el dato esta en RIM
Fase de regeneración: tiempo que tarda la circuitería en
estabilizarse eléctricamente para la siguiente operación
Ciclo de memoria: acceso+ regeneración
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Memoria
Memoria principal
Clasificación
? Durabilidad:
»
»
?
Volátil: DRAM necesitan refresco, memoria principal
No volátil: SRAM sin refresco, alta velocidad, memoria
cache
Operaciones:
»
»
Solo lectura: ROM, PROM
Lectura y escritura: EPROM, EEPROM, Memoria
auxiliar
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Memoria
?
Mapa de memoria
»
»
»
8088/8086, bus 20 bits, 1Mb RAM
80286, bus 24 bits, 16 Mb RAM
80386/80486, Pentium, 32 bits, 4 Gb RAM
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Gracias por vuestra atención.
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