Unidad de Control y Unidad Aritmético-Lógica del procesador: esquema y sistemas de numeración

Resumen

Resumen de la arquitectura del procesador centrado en la Unidad de Control, con sus registros (contador de programa, instrucción), decodificador, secuenciador y reloj, y en la Unidad Aritmético-Lógica, con su circuito operacional, registros de entrada, de estado y acumulador. Incluye además una breve guía de conversiones entre sistemas de numeración binario, octal, decimal y hexadecimal.

Puntos clave

La Unidad de Control analiza e interpreta las instrucciones, controla los demás componentes del ordenador y atiende las interrupciones.
El registro contador de programa (CP o CI) contiene la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar.
El registro de instrucción (RI) guarda la instrucción que se está ejecutando.
El secuenciador envía microórdenes sincronizadas con los pulsos del reloj.
La UAL realiza operaciones aritméticas (suma, productos) y lógicas (comparación).
El circuito operacional (COP) ejecuta las operaciones con los datos de los registros de entrada, y el registro de acumulador guarda sus resultados.
El registro de estado recoge condiciones de la última operación que afectan a operaciones posteriores.
Para pasar de hexadecimal a octal se convierte primero a binario y después a octal.

Ponte a prueba

Arquitectura del Procesador

Unidad de Control (UC)

Analiza e interpreta instrucciones del programa que se está ejecutando.
Controla los demás componentes físicos del ordenador (memoria, periféricos, etc.).
Atiende y decide sobre posibles interrupciones que se pueden producir en el proceso.
Compuesta por: Registro de programa, instrucciones y decodificador, secuenciador y reloj.

Esquema básico de la unidad de control

Registro contador de programa (CP o CI): Contiene la dirección de memoria donde se encuentra la siguiente instrucción a ejecutar.
Registro de instrucción (RI): Contiene la instrucción que se está ejecutando. Ej: 1110/1011111/
Decodificador (D): Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción en curso (o la dirección (posición) de memoria a la que la UC debe acceder para leer o escribir en ella).
Secuenciador (S): Envía una serie de microórdenes al resto de elementos que, sincronizada con los pulsos de reloj.
Reloj (R): Indica en qué momento debe comenzar una determinada operación y en qué momento debe finalizar.

Unidad Aritmético-Lógica (UAL)

Lleva a cabo las operaciones que puede realizar el ordenador, que pueden ser aritméticas (suma, productos, etc.) o lógicas (operaciones de comparación).

Compuesta por: Circuito Operacional, Registro de Entrada 1 y 2, Registro de Estado y Registro de acumulador.

Esquema básico de la Unidad Aritmético-Lógica

Circuito Operacional (COP): Encargado de realizar las operaciones con los datos suministrados por el registro de entrada.
Registro de Entrada 1 y 2 (R.EN.A y R.EN.B): Utilizados para almacenar los datos u operandos que intervienen en una instrucción antes de la realización de la operación por parte de COP.
Registro de Estado: En él queda constancia de algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada y que se tendrá que tener en cuenta en otras operaciones.
Registro de acumulador (RA): En él se depositan los resultados de las operaciones llevadas a cabo por el circuito operacional.

Sistemas de Numeración

Conversiones:

Binario .Octal .Hexadecimal = Decimal. Ejemplo: Aplicamos 5x8³
Decimal = Binario .Octal .Hexadecimal. Ejemplo: Aplicamos División 567/8
Octal a Binario: Ejemplo: 74 = 111/100
Binario a Octal: Ejemplo: 111/100 = 74
Hexadecimal a Binario: Ejemplo: DD = 1101/1101
Binario a Hexadecimal: Ejemplo: 1101/1101 = DD
Hexadecimal a Octal: Primero pasamos a Binario (0000) y después a Octal (000).
Octal a Hexadecimal: Primero a Binario (000) y después a hexadecimal (0000).

Preguntas frecuentes

¿Qué hace la Unidad de Control del procesador?

Analiza e interpreta las instrucciones del programa en ejecución, controla los demás componentes del ordenador como la memoria y los periféricos, y decide sobre las posibles interrupciones.

¿Para qué sirve el registro de acumulador en la UAL?

En él se depositan los resultados de las operaciones realizadas por el circuito operacional.

¿Cómo se convierte un número de binario a octal?

Se agrupan los bits de tres en tres, empezando por la derecha, y cada grupo se transforma en su dígito octal equivalente. Por ejemplo, 111/100 equivale a 74.