MICROPROCESADOR
El microprocesador (o simplemente procesador) es el
circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de
ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es
un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos.
Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como
microcomputador.
Es el encargado de ejecutar los programas, desde el
sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones
programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y
lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas
binarias y accesos a memoria.
El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como
números binarios organizados secuencialmente en la
memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en
varias fases:
* Prefetch, prelectura de la instrucción desde la memoria
principal.
* Fetch, envío de la instrucción al decodificador
* Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué
instrucción es y por tanto qué se debe hacer.
* Lectura de operandos (si los hay).
* Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan
a cabo el procesamiento.
* Escritura de los resultados en la memoria principal o en los
registros.
Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos
de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su
grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la
frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para
realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal.
El microprocesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un
cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que
genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo. Este reloj, en la actualidad,
genera miles de megahercios.
FUNCIONES Y CARACTERÍSTICAS DE LOS MICROPROCESADORES
Se encarga del control y el procesamiento de datos en
todo el ordenador. Para esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos
capaces de realizar funciones específicas y así liberar de trabajo costoso y
difícil al microprocesador.
1. Unidad Aritmetico-Lógica (ALU): Lleva a cabo las
funciones de procesamiento de datos.
2. Unidades Funcionales: se encargan de operaciones
matemáticas específicas, y así sacan y facilitan el trabajo al microprocesador.
(sumas, multiplicaciones, dividir por números enteros, etc.)
3. Registros: Almacenan datos durante cierto tiempo,
dentro la CPU.
etc.
Todos estos elementos están conectados entre sí por medio
de un conjunto de circuitos o conexiones nombrado bus. Todo su funcionamiento
se basa en interpretar las señales eléctricas como números y de esta forma
poder operar sobre ellas, para lo cual hace servir métodos como la álgebra de
Boole.
El nombre de microprocesador nos describe sólo el
conjunto de todos los componentes que forman la CPU una vez encajados y listos
para funcionar. Podemos dividir cualquier procesador en dos grandes bloques: la
Unidad de Control (UC) y la Unidad de Proceso (UP), se comunican constantemente
entre ellas. La Unidad de Control es la encargada de gestionar y controlar el
correcto funcionamiento de la Unidad de Proceso, que es la que realiza el
trabajo. Esta tarea de gestión y control de la UC, se lleva a cabo mediante la
activación/desactivación de señales enviadas a la UP, indicadoras de qué
acciones he de tomar en cada momento.
TIPOS DE MICROPROCESADORES
intel celeron
El equipo portátil: es apta para las necesidades
informáticas básicas como procesar textos.
características
• 64
bits del proceso
• 1mb de
memoria cache
• bus de
datos frontal de 800 mshz
• un procesador
con velocidad de hasta 2.2 ghz
• ahorra
energía de acuerdo con las normas establecidas.
intel core 2 duo
el equipo portatil y computadora de escritorio: este
procesador brinda el desempeño necesario para ejecutar multiples tareas al
mismo tiempo.
características:
• memoria
2 núcleos de procesamiento
• memoria
cache de 2mb hasta 6mb
• bus
total frontal. en este caso, dependiendo el número de procesador, el ancho de
banda puede ser de 533 mhz, 800 mhz a 1066 mhz.
intel core 2 quad
Equipo portatil y computadora de escritorio: fue diseñado
con el fin de que su desempeño sea procesar entretenimientos como : videojuegos
de alto nivel, editar videos, fotografias, reproducir peliculas y musica.
caracteristicas:
• 4
nucleos
• memoria
cache de 4 mb, 6mb y 12 mb
• bus de
datos frontal de 800 mhz y 1066 mhz
• procesadoir
con velocidad de 2.53 ghz, 2,60ghz,2.80ghz y 3.06 ghz
intel core i3
este microprocesador utiliza la tecnologia hyper
thereading.
caracteristicas:
• procesador
de dos nucleos
• memoria
cache de 3mb
• velocidad
ddr3 de 800mhsz hasta 1066mhz. ddr3 es la habilidad de hacer trasferencia de
datos ocho veces mas rapido.
• procesador
con velocidad de 2.13ghz y 2.2ghz.
es para uso cotidiano, es posible trabajar en dos tareas
a la vez, y tienen la capacidad de aumentar su velocidad.
caracteristicas:
• posee
4 vias con impulso de velocidad.
• 8mb de
memoria cache
• velocidad
ddr3 de 1333 mshz
• procesador
con velocidad de 2.53 ghz.
es apropiada para editar videos y fotografias, divertirse
con juegos y por supuesto trabajr en varios al tiempo.
caracteristicas:
• posee
un nucleo
• memoria
cache de 4mb, 6mb y 8mb
• velocidad
ddr3 de 800mhz, 1066 mghz y 1333 mgz
• procesador
con velocidad de 3.06 ghz, 2.93 ghz y 2.66 ghz por nucleo.
intel atom
se puede realizar las operaciones basicas, como escribir
textos y navegar por internet desde cualquier sitio.
caracteristicas:
• posee
un nucleo
• memoria
cache de 512kb
• un bus
de datos frontal de 667 mhz
• velocidad
del procesador de 1.66 mhz.
amd phenom II: X3 Y X4
es ideal para entretenimientos en alta definicion como,
juegos, editar video y fotografia.
caracteristicas:
• esta
formando de tres a 4 nucleos
• memoria
cache de 4mb y 6 mb
• un bus
de datos frontal de 1066 mhz
• 32 y
64 bits de proceso.
amd athlon II x2
convierte de una manera rapida la musica y los videos a
otros formatos.
caracteristicas:
• posee
2 nucleos
• memoria
cache de 2mb
• 32 y
64 bits de proceso.
es capaz de
realizar varias tareas a la vez, ideal para la reproducción de vídeo y música.
características:
*memoria ddr2 de
2gb, expandible hasta 4gb, esta memoria es la que permite llevar a cabo varias
tareas al mismo tiempo.
MEMORIA PRINCIPAL
La memoria principal en una computadora se denomina memoria de acceso aleatorio. También es conocida como RAM. Esta es la parte de la computadora que almacena software del sistema operativo, aplicaciones de software y otra información para la unidad de procesamiento central (CPU) y así tener acceso rápido y directo cuando sea necesario para realizar las tareas. Se llama "acceso aleatorio" porque la CPU puede acceder directamente a una sección de la memoria principal, y no debe emprender el proceso en un orden secuencial. La RAM es uno de los tipos más rápidas de memoria, y tiene la capacidad de permitir que los datos sean leídos y escritos. Cuando la computadora está apagada, todo el contenido almacenado en RAM se purga. La memoria principal está disponible en dos tipos: la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) y la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM).
PARTES DE LA MEMORIA PRINCIPAL
Chips de memoria RAM Los chips de memoria son pequeños
rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con
"pines" o contactos. La diferencia entre la RAM y otros tipos de
memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM
es muchísimo más rápida, y que se borra al apagar el ordenador, no como éstos.
El interior de cada chip se puede imaginar como una
matriz o tabla en la cual cada celda es capaz de almacenar un bit. Por tanto,
un bit se puede localizar directamente proporcionando una fila y una columna de
la tabla
Módulos de memoria
Memoria SIMM
SIMM o Single in-line Memory Module (módulo de memoria en
línea simple), pequeña placa de circuito impreso con varios chips de memoria
integrados. Vinieron a sustituir a los SIP, Single in-line Package (encapsulado
en línea simple), chips de memoria independientes que se instalaban
directamente sobre la placa base. Los SIMM están diseñados de modo que se
puedan insertar fácilmente en la placa base de la computadora, y generalmente
se utilizan para aumentar la cantidad de memoria RAM. Se fabrican con distintas
capacidades (4Mb, 8Mb, 16Mb...) y con diferentes velocidades de acceso. En un
principio se construían con 30 contactos y luego aparecieron los de 72
contactos. Recientemente se han desarrollado módulos de memoria DIMM, Dual
in-line Memory Module (módulo de memoria en línea doble), con 168 contactos,
que presentan un doble número de vías de comunicación entre el módulo y la
placa base, al poder utilizar de manera independiente cada lado del conector;
su manejo resulta más sencillo, ya que se pueden emplear de forma aislada,
mientras que los SIMM se utilizan por pares. En los ordenadores portátiles se
usan unos módulos de memoria de perfil muy fino denominados SO-DIMM, Small
Outline DIMM.
Memoria DIMM
Dimm o de Dual In-line Memory Module, (módulo de memoria
en línea doble). Hace referencia a su sistema de comunicación con la placa
base, que se gestiona en grupos de datos de 64 bits, en contraposición con los
módulos SIMM (Single In-line Memory Module, módulo de memoria en línea simple),
que usan una vía simple y sólo transfieren 32 bits de datos cada vez. Se
fabrican con 168 contactos en sus conectores de anclaje con la placa base;
también suele ser habitual disponer de cuatro o más conectores, pudiendo
utilizarse uno o varios de ellos, mientras que los módulos SIMM deben ir por
parejas, además de tener anclajes incompatibles, que son de 30 o 72 contactos.
Esto determina que la mayoría de las placas base puedan utilizar módulos de uno
u otro tipo, pero no ambos.
La extensión en el uso de los módulos DIMM ha coincidido
con un aumento muy sustancial de la capacidad de memoria: actualmente están
disponibles de 64, 128, 256 y 512 MB (megabytes) y de 1, 2 o más gigabytes.
Los módulos de memoria denominados DDR DIMM (Double Data
Rate DIMM, módulos DIMM de doble velocidad de transferencia de datos), han ido
sustituyendo paulatinamente a los módulos DIMM estándar a partir del año 2000;
tienen la ventaja de doblar la velocidad con que se transfieren los datos a la
placa principal. Así, los valores estándar de 100 y 133 MHz, se convertirán en
un módulo DDR en 200 y 266 MHz, respectivamente.
Pines de conexión
Las memorias RAM
de 30 pin SIMM, son las que se les conoce como: Single In-line Memory Module,
que traducido al español quiere decir: Memoria de una sola línea en modulo.
Las Memorias SIMMS son placas de circuito impreso sobre
las que se montan los integrados de memoria DRAM. Estos módulos se colocan en
los zócalos, slots o ranuras de la placa base (motherboard), Los contactos en
ambas caras están interconectados, esta es la mayor diferencia respecto de sus
sucesores los DIMMs.
Las memorias SIMMS de 30 pin o contactos soportan por
cada pin 8 bits de datos, las motherboards que utilizaban este tipo de memorias
tenían 8 zócalos o ranuras que se dividían en 4 zócalos cada uno.
En algunas motherboards cuando se mezclaban memorias de
diferentes capacidades, daban como resultados: mala detección de la cantidad de
memoria del sistema o hacían que la computadora no arrancara.
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA MICROPROCESADOR
El ordenador que estás usando ahora mismo para leer esta
página Web usa un microprocesador para realizar su trabajo. El microprocesador
es el corazón de cualquier ordenador normal. Ya sea un servidor o un ordenador
portátil, todos necesitan uno, y ya sea un Pentium, Sparc o cualquiera de las
muchas marcas existentes o tipos de microprocesadores, harán aproximadamente lo
mismo de una forma muy similar.
Un microprocesador – también conocido como CPU o unidad
de proceso central – es un completo elemento de computación, fabricado en un
solo chip. El primer microprocesador fue el Intel 4004, el cual fue introducido
en 1971. No era demasiado potente – todo lo que podía hacer sumar y restar, y
solo lo podía hacer con 4 bits a la vez. Aun así, lo increíble era que todas
estas funciones estaban en un solo chip. Anteriormente a este primer modelo de
microprocesador, lo ingenieros construían ordenadores con largas colecciones de
chips o con componentes más discretos, como los transistores. Como anécdota, el
microprocesador 4004 fue integrado en una de las primeras calculadoras
electrónicas portables.
El funcionamiento básico de un microprocesador consiste
en leer y ejecutar paso a paso todas y cada una de las órdenes programadas por
el diseñador del sistema.
El proceso de funcionamiento es el siguiente:
1. - El microprocesador, al iniciarse, como todos los
sistemas secuenciales, se inicializará en una posición de memoria definida,
desde donde empieza el proceso.
2. - El sistema lee el dato que hay en esa posición y lo
envía a la unidad de control.
3. - La unidad de control decodifica la instrucción y la
ejecuta dando las señales adecuadas.
4. - Se incrementa el contador de programa (registro
interno que se encarga de indicar a qué posición de memoria hay que ir).
5. - Y se vuelve a repetir desde el punto 2 y así
sucesivamente hasta que una señal exterior interrumpa el proceso
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