Ciclo de Instrucción: Fases de Búsqueda y Ejecución en la CPU

El ciclo de instrucción es el proceso fundamental que sigue la Unidad Central de Procesamiento (CPU) para ejecutar un programa. Este ciclo se divide principalmente en dos fases: la fase de búsqueda y la fase de ejecución.

Fase de Búsqueda de una Instrucción

Durante la fase de búsqueda, la CPU recupera la siguiente instrucción a ser ejecutada desde la memoria. Los pasos involucrados son:

1. La unidad de control (UC) envía una microorden para que el contenido del registro contador de programa (CP), que contiene la dirección de la siguiente instrucción, sea transferido al registro de direcciones de memoria (RDM).
2. La posición de memoria que figura en el registro de dirección de memoria (RDM) es utilizada por el selector para transferir su contenido (instrucción) al registro de intercambio de memoria (RIM).
3. Se transfiere la instrucción desde el registro de intercambio de memoria (RIM) al registro de instrucción (RI).
4. A continuación, el decodificador procede a interpretar la instrucción que acaba de llegar al registro de instrucción (RI), quedando dispuesto para la activación del circuito sumador de la UAL e informado al secuenciador.
5. El registro contador de programa (CP) se autoincrementa con un valor 1, de tal forma que quede apuntando a la siguiente instrucción situada consecutivamente en memoria. Si la instrucción en ejecución es de ruptura de secuencia, el contador de programa (CP) se cargará con la dirección que corresponda.

Fase de Ejecución de una Instrucción

Una vez que la instrucción ha sido recuperada y decodificada, la CPU procede a ejecutarla. Esta fase implica la realización de las operaciones especificadas por la instrucción, como operaciones aritméticas, lógicas, de transferencia de datos, etc. Los pasos típicos en la fase de ejecución son:

1. Se transfiere la dirección del primer operando desde el registro de instrucción (RI) al registro de dirección de memoria (RDM).
2. El selector extrae de la memoria dicho dato depositándolo en el registro de intercambio de memoria (RIM).
3. Se lleva este operando desde el registro de intercambio de memoria (RIM) al registro de entrada 1 (REN1) de la unidad aritmético-lógica (UAL).
4. Se transfiere la dirección del segundo operando desde el registro de instrucción (RI) al registro de dirección de memoria (RDM).
5. El selector extrae de la memoria dicho dato depositándolo en el registro de intercambio de memoria (RIM).
6. Se lleva este operando desde el registro de intercambio de memoria (RIM) al registro de entrada 2 (REN 2) de la unidad aritmético-lógica (UAL).
7. El secuenciador envía una microorden a la unidad aritmético-lógica (UAL) para que se ejecute la operación de que se trate. El resultado de la operación queda almacenado en el registro acumulador (RA).
8. Este resultado es enviado desde el registro acumulador (RA) al registro de dirección de memoria (RDM), indicando la dirección donde ha de almacenarse el resultado en la memoria.
9. Se transfiere el resultado desde el registro de intercambio de memoria (RIM) a la dirección de memoria indicada en el registro de dirección de memoria (RDM).

Fase de Ejecución de una Instrucción (Repetición)

Los siguientes pasos repiten la fase de ejecución, probablemente debido a un error en el documento original. Se incluyen aquí para mantener la integridad del contenido original.

1. Se transfiere la dirección del primer operando desde el registro de instrucción (RI) al registro de dirección de memoria (RDM).
2. El selector extrae de la memoria dicho dato depositándolo en el registro de intercambio de memoria (RIM).
3. Se lleva este operando desde el registro de intercambio de memoria (RIM) al registro de entrada 1 (REN1) de la unidad aritmético-lógica (UAL).
4. Se transfiere la dirección del segundo operando desde el registro de instrucción (RI) al registro de dirección de memoria (RDM).
5. El selector extrae de la memoria dicho dato depositándolo en el registro de intercambio de memoria (RIM).
6. Se lleva este operando desde el registro de intercambio de memoria (RIM) al registro de entrada 2 (REN 2) de la unidad aritmético-lógica (UAL).
7. El secuenciador envía una microorden a la unidad aritmético-lógica (UAL) para que se ejecute la operación de que se trate. El resultado de la operación queda almacenado en el registro acumulador (RA).
8. Este resultado es enviado desde el registro acumulador (RA) al registro de dirección de memoria (RDM), indicando la dirección donde ha de almacenarse el resultado en la memoria.
9. Se transfiere el resultado desde el registro de intercambio de memoria (RIM) a la dirección de memoria indicada en el registro de dirección de memoria (RDM).