Conceptos fundamentales de la Unidad Central de Procesamiento.

1. Unidad de Procesamiento
AUTOR: HILBERT DELGADO
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA,
CIENCIA Y TECNOLOGIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
Sistemas Digitales II

2. Unidad Central de Procesamiento
La CPU o “Unidad Central de Procesamiento” es
la parte del ordenador que dirige como un
director de orquesta, ya que es la que cumple la
tarea de procesar todas las funciones;
incluyendo el almacenamiento de la
información.
Conceptos
Fundamentales
MAR
Registro de Direcciones de Memoria. Es un
registro específico de alta velocidad,
integrado en el microprocesador. Este registro
contiene la dirección del dato que se quiere
leer o escribir.
PC
El contador de programa (en inglés
Program Counter o PC), también llamado
Puntero de instrucciones (Instruction
Pointer), parte del secuenciador de
instrucciones en algunas computadoras,
es un registro del procesador de un
computador que indica la posición
donde está el procesador en su
secuencia de instrucciones.

3. IR
El registro de instrucción IR es un registro de la unidad de
control de la CPU en donde se almacena la instrucción que se
está ejecutando. En los procesadores simples cada instrucción a
ser ejecutada es cargada en el registro de la instrucción que la
contiene mientras se es decodificada, preparada y al final
ejecutada, un proceso que puede tomar varios pasos.
MBR
registro de datos de
memoria; registro donde
la memoria deposita el
dato leído o el dato que
queremos escribir.

4. Ejecución de una instrucción completa
La función básica que realiza un computador es la ejecución de un programa. Un
programa consiste en un conjunto de instrucciones y datos almacenados en la unidad de
memoria. La CPU es la encargada de ejecutar las instrucciones especificadas en el
programa. La secuencia de operaciones realizadas en la ejecución de una instrucción
constituye lo que se denomina ciclo de instrucción. Lo más cómodo es considerar que el
procesamiento del ciclo de instrucción consta de dos fases:
Fase de Búsqueda
(1) Transferir el contenido del Contador de Programa (CP) al
registro de Direcciones (RD).
(2) Pasar a registro de Memoria (RM) el dato almacenado
en la dirección de memoria indicada por RD.
(3) Transferir el dato leído desde el RM al registro de
instrucción (RI).
(4) Incrementar el valor del Contador de Programa para
apuntar a la instrucción siguiente.
Fase de Ejecución
5. Decodificación de la Instrucción. Por ejemplo la Instrucción ADD.
(la instrucción es cambiada por su código máquina
correspondiente)
6. Transferencia del campo “CD” de la instrucción en curso ( este
campo contiene la dirección de memoria en la que se encuentra el
operando, y que se encuentra en el registro RI desde que finalizó
la fase de búsqueda), al registro RD. Se inicia, por tanto, un proceso
similar al de la fase de búsqueda, pero en esta ocasión para
buscar en memoria el operando de la instrucción.
7. Lanzar un ciclo de lectura de memoria que ponga en RM el
operando almacenado en la dirección indicada por RD.
8. Transferencia del dato leído desde el RM al registro intermedio
,Ro2, del Operador. Paralelamente se puede transferir el otro
operando desde el acumulador, AC, (contenido en él un instante
anterior), al registro intermedio Ro1.
9. Realizar la operación de SUMA (ADD) y almacenar el resultado
en el AC..
La culminación de cada una de
estas fases necesita de uno a
seis ciclos de reloj.

5. Secuenciamiento de señales de control
Secuencionamiento
Hacer que la CPU realice
un serie de micro-
operaciones en la
secuencia correcta, de
acuerdo al programa que
se este ejecutando.
Señales de Control – Entrada
• Reloj: LA señal que hace que se
ejecute una micro-operación por
ciclo de reloj.
• Registro de Instrucción: Código de
operación de la instrucción en curso.
• Indicadores (flags): Estado de la CPU
y resultado de operaciones previas.
• Señales de Control del Bus del
Sistema: Interrupciones y
reconocimiento.
Señales de Control – Salida
• Internas de la CPU: Las que
provocan movimientos de datos,
las que activan funciones
especificas de la ALU.
• Hacia el Bus de Control: Para la
memoria y para los módulos de
I/O.
Ejemplo de Secuencia de Señales de
Control – Búsqueda
• MAR < (PC): La unidad de control
activa la señal para las compuertas
entre el PC y el MAR.
• MBR < (Memoria): Activa las
compuertas entre MAR y el Bus de
direcciones, activa la señal de
control de lectura de la memoria,
activa las compuertas entre el bus
de datos y el MBR.