Fundamentos de la CPU: Componentes y Funcionamiento Esencial del Procesador
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Unidad Central de Proceso (CPU)
La UCP o CPU, como suele llamarse incluso en español, consiste en un circuito integrado que interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas almacenados en memoria.
La CPU está formada por:
La Unidad de Control (UC), que interpreta y ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal y genera las señales de control necesarias para ejecutarlas.
La Unidad Aritmético-Lógica (UAL o ALU), que recibe los datos sobre los que efectúa operaciones de cálculo y comparaciones, toma decisiones lógicas y devuelve el resultado; todo ello bajo la supervisión de la Unidad de Control.
Los Registros de Trabajo o de Propósito General, donde se almacena información temporal, que constituyen el almacenamiento interno de la CPU. La UC, la UAL y los registros van a constituir el procesador central del sistema, encargado del control y la ejecución de todas las operaciones del sistema; podemos establecer una similitud entre microprocesadores y estos componentes de la UCP.
Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus.
El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento y los dispositivos de salida.
La Unidad de Control
La Unidad de Control se encarga de interpretar y ejecutar las instrucciones máquina que conforman los programas y de generar las señales de control necesarias para llevarlas a cabo.
A. Componentes de la UC
Para realizar sus funciones, la UC, además del contador de programa y el registro de instrucción, cuenta con los componentes siguientes:
Descodificador de Instrucción (DI): Se encarga de extraer y analizar el código de operación de la instrucción en curso contenida en el RI, y genera las señales de control necesarias para ejecutar correctamente la instrucción.
Reloj: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes. Marca los tiempos de ejecución de los pasos a realizar para cada instrucción y el ritmo de funcionamiento del descodificador de instrucción. La velocidad de reloj se mide en gigahercios (GHz).
Secuenciador: Este dispositivo genera órdenes o microórdenes elementales que, sincronizadas con los impulsos de reloj, hacen que se ejecute paso a paso y de manera ordenada la instrucción cargada en él.