1-ELPROCESADOR (CPU)
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1 El Microprocesador
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[ Arquitectura de Computadoras ]
1 El Microprocesador (CPU)
Competencia a Desarrollar
Analizar la arquitectura y comprender el
funcionamiento de un microprocesador
elemental
Conocer las diferentes arquitecturas
desarrolladas en la evolucioacuten de losmicroprocesadores puntualizando las
diferencias y mejoras durante su evolucioacuten
Analizar y comprender la operacioacuten de las
arquitecturas multinuacutecleo actuales
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Estrategias de aprendizaje
bull Exposicioacuten por parte del docente de los conceptos maacutes
representativos sobre microprocesadores
bull Buscar la arquitectura baacutesica de un microprocesador entextos Internet etc
bull Identificar componentes y analizar su funcionamiento en el
microprocesador baacutesico
bull Investigar y analizar la evolucioacuten de los microprocesadores
bull Buscar la arquitectura y desempentildeo de un microprocesadormultinuacutecleo en textos manual del fabricante internet etc
bull Analizar la mejora en el desempentildeo de un microprocesadormultinuacutecleo al ejecutar aplicaciones multihilos
bull Sintetizar mediante el uso de la memoria a corto y largoplazo algunos conocimientos
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Evidencias
Resumen sobre la exposicioacuten del docente
Contenido (Apuntes
)Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Cuadro comparativo donde se destaquen las ventajas y
desventajas entre las diferentes arquitecturas
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y formaReporte de la investigacioacuten
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Reporte de lectura analiacutetica
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Liacutenea del tiempo sobre la evolucioacuten de los
microprocesadores
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Examen escrito o en plataforma
C
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Arquitectura de una computadora
bull Interface entre el software de bajo nivel y el hardware
bull Posibilita implementaciones de diverso costerendimiento para varios software
bull Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador
de lenguaje de maacutequina
ndash Repertorio de instrucciones
ndash Formato de instrucciones
ndash Coacutedigos de operacioacuten
ndash Modos de direccionamiento
ndash Registros y posiciones de memoria manipulables directamente
ndash Nordm de bits (datos)
ndash Mecanismos de entradasalida
bull Ha posibilitado los uacuteltimos avances en rendimiento
ndash Segmentacioacutenndash Paralelismo
ndash Computadoras RISC
bull El objetivo es encontrar un lenguaje de maacutequina que
ndash facilite la construccioacuten del hardware y de los compiladores
ndash Maximice el rendimiento
ndash Minimice el costo
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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[ Arquitectura de Computadoras ]
1 El Microprocesador (CPU)
Competencia a Desarrollar
Analizar la arquitectura y comprender el
funcionamiento de un microprocesador
elemental
Conocer las diferentes arquitecturas
desarrolladas en la evolucioacuten de losmicroprocesadores puntualizando las
diferencias y mejoras durante su evolucioacuten
Analizar y comprender la operacioacuten de las
arquitecturas multinuacutecleo actuales
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Estrategias de aprendizaje
bull Exposicioacuten por parte del docente de los conceptos maacutes
representativos sobre microprocesadores
bull Buscar la arquitectura baacutesica de un microprocesador entextos Internet etc
bull Identificar componentes y analizar su funcionamiento en el
microprocesador baacutesico
bull Investigar y analizar la evolucioacuten de los microprocesadores
bull Buscar la arquitectura y desempentildeo de un microprocesadormultinuacutecleo en textos manual del fabricante internet etc
bull Analizar la mejora en el desempentildeo de un microprocesadormultinuacutecleo al ejecutar aplicaciones multihilos
bull Sintetizar mediante el uso de la memoria a corto y largoplazo algunos conocimientos
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Evidencias
Resumen sobre la exposicioacuten del docente
Contenido (Apuntes
)Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Cuadro comparativo donde se destaquen las ventajas y
desventajas entre las diferentes arquitecturas
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y formaReporte de la investigacioacuten
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Reporte de lectura analiacutetica
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Liacutenea del tiempo sobre la evolucioacuten de los
microprocesadores
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Examen escrito o en plataforma
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Arquitectura de una computadora
bull Interface entre el software de bajo nivel y el hardware
bull Posibilita implementaciones de diverso costerendimiento para varios software
bull Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador
de lenguaje de maacutequina
ndash Repertorio de instrucciones
ndash Formato de instrucciones
ndash Coacutedigos de operacioacuten
ndash Modos de direccionamiento
ndash Registros y posiciones de memoria manipulables directamente
ndash Nordm de bits (datos)
ndash Mecanismos de entradasalida
bull Ha posibilitado los uacuteltimos avances en rendimiento
ndash Segmentacioacutenndash Paralelismo
ndash Computadoras RISC
bull El objetivo es encontrar un lenguaje de maacutequina que
ndash facilite la construccioacuten del hardware y de los compiladores
ndash Maximice el rendimiento
ndash Minimice el costo
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Estrategias de aprendizaje
bull Exposicioacuten por parte del docente de los conceptos maacutes
representativos sobre microprocesadores
bull Buscar la arquitectura baacutesica de un microprocesador entextos Internet etc
bull Identificar componentes y analizar su funcionamiento en el
microprocesador baacutesico
bull Investigar y analizar la evolucioacuten de los microprocesadores
bull Buscar la arquitectura y desempentildeo de un microprocesadormultinuacutecleo en textos manual del fabricante internet etc
bull Analizar la mejora en el desempentildeo de un microprocesadormultinuacutecleo al ejecutar aplicaciones multihilos
bull Sintetizar mediante el uso de la memoria a corto y largoplazo algunos conocimientos
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Evidencias
Resumen sobre la exposicioacuten del docente
Contenido (Apuntes
)Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Cuadro comparativo donde se destaquen las ventajas y
desventajas entre las diferentes arquitecturas
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y formaReporte de la investigacioacuten
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Reporte de lectura analiacutetica
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Liacutenea del tiempo sobre la evolucioacuten de los
microprocesadores
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Examen escrito o en plataforma
C
5
5
5
10
5
10
H
5
5
10
5
5
10
V
4
4
4
4
4
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Arquitectura de una computadora
bull Interface entre el software de bajo nivel y el hardware
bull Posibilita implementaciones de diverso costerendimiento para varios software
bull Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador
de lenguaje de maacutequina
ndash Repertorio de instrucciones
ndash Formato de instrucciones
ndash Coacutedigos de operacioacuten
ndash Modos de direccionamiento
ndash Registros y posiciones de memoria manipulables directamente
ndash Nordm de bits (datos)
ndash Mecanismos de entradasalida
bull Ha posibilitado los uacuteltimos avances en rendimiento
ndash Segmentacioacutenndash Paralelismo
ndash Computadoras RISC
bull El objetivo es encontrar un lenguaje de maacutequina que
ndash facilite la construccioacuten del hardware y de los compiladores
ndash Maximice el rendimiento
ndash Minimice el costo
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
httpslidepdfcomreaderfull1-elprocesador-cpu 3435
Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Evidencias
Resumen sobre la exposicioacuten del docente
Contenido (Apuntes
)Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Cuadro comparativo donde se destaquen las ventajas y
desventajas entre las diferentes arquitecturas
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y formaReporte de la investigacioacuten
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Reporte de lectura analiacutetica
Contenido
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Liacutenea del tiempo sobre la evolucioacuten de los
microprocesadores
Ortografiacutea y redaccioacuten
Entrega en tiempo y forma
Examen escrito o en plataforma
C
5
5
5
10
5
10
H
5
5
10
5
5
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V
4
4
4
4
4
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Arquitectura de una computadora
bull Interface entre el software de bajo nivel y el hardware
bull Posibilita implementaciones de diverso costerendimiento para varios software
bull Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador
de lenguaje de maacutequina
ndash Repertorio de instrucciones
ndash Formato de instrucciones
ndash Coacutedigos de operacioacuten
ndash Modos de direccionamiento
ndash Registros y posiciones de memoria manipulables directamente
ndash Nordm de bits (datos)
ndash Mecanismos de entradasalida
bull Ha posibilitado los uacuteltimos avances en rendimiento
ndash Segmentacioacutenndash Paralelismo
ndash Computadoras RISC
bull El objetivo es encontrar un lenguaje de maacutequina que
ndash facilite la construccioacuten del hardware y de los compiladores
ndash Maximice el rendimiento
ndash Minimice el costo
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
httpslidepdfcomreaderfull1-elprocesador-cpu 1535
bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Arquitectura de una computadora
bull Interface entre el software de bajo nivel y el hardware
bull Posibilita implementaciones de diverso costerendimiento para varios software
bull Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador
de lenguaje de maacutequina
ndash Repertorio de instrucciones
ndash Formato de instrucciones
ndash Coacutedigos de operacioacuten
ndash Modos de direccionamiento
ndash Registros y posiciones de memoria manipulables directamente
ndash Nordm de bits (datos)
ndash Mecanismos de entradasalida
bull Ha posibilitado los uacuteltimos avances en rendimiento
ndash Segmentacioacutenndash Paralelismo
ndash Computadoras RISC
bull El objetivo es encontrar un lenguaje de maacutequina que
ndash facilite la construccioacuten del hardware y de los compiladores
ndash Maximice el rendimiento
ndash Minimice el costo
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Arquitectura de una computadora
bull Interface entre el software de bajo nivel y el hardware
bull Posibilita implementaciones de diverso costerendimiento para varios software
bull Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador
de lenguaje de maacutequina
ndash Repertorio de instrucciones
ndash Formato de instrucciones
ndash Coacutedigos de operacioacuten
ndash Modos de direccionamiento
ndash Registros y posiciones de memoria manipulables directamente
ndash Nordm de bits (datos)
ndash Mecanismos de entradasalida
bull Ha posibilitado los uacuteltimos avances en rendimiento
ndash Segmentacioacutenndash Paralelismo
ndash Computadoras RISC
bull El objetivo es encontrar un lenguaje de maacutequina que
ndash facilite la construccioacuten del hardware y de los compiladores
ndash Maximice el rendimiento
ndash Minimice el costo
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull La arquitectura de un microprocesador ode cualquier procesador se define por el
conjunto de instrucciones que puede
obedecer y las maneras en que lasinstrucciones pueden especificar lalocalizacioacuten de los datos por procesar
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull
Las instrucciones que obedece unmicroprocesador estaacuten codificadas como
digitos binarios en un sistema de memoriacada instruccioacuten se divide en uno o mascampos todas las instrucciones tienen un
campo de codigo de operacioacuten que defineel propoacutesito de intruccioacuten como sumar o
mover datos
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
httpslidepdfcomreaderfull1-elprocesador-cpu 3135
CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Arquitectura de computadora ldquoClaacutesicardquo
El modelo claacutesico de arquitectura de computadoras
fue disentildeado por John Von Newman que consta de
los siguientes elementos
Dispositivos de entrada de proceso de
almacenamiento y de salida
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Procesador uacutenico
bull
Arquitectura de Von Neumannbull Solo una instruccioacuten soacutelo un dato
MODELO DE VON NEUMANN Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemaacutetico John Von Neumann De acuerdo con el una caracteriacutestica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas se almacenan en la memoria antes de ser utilizados
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Componentes internos
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
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bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull
La estructura de un microprocesador sedivide en dos partes
bull Una para procesamiento
bull Y otra para controlEn las que se encuentran
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bull
La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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La unidad aritmeacutetica y loacutegica ( ALU )bull La unidad de tiempo y control
bull El controlador
bull El registrobull El acumulador
bull El decodificador
bull Los buses internos
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
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bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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httpslidepdfcomreaderfull1-elprocesador-cpu 3135
CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull La ( ALU ) es la parte que ejecuta todos loscaacutelculos numeacutericos y loacutegicos durante la
operacioacuten del procesador
bull La unidad de control su objetivo esmantener la secuencia adecuada y elcontrol de todas las operaciones del ( CPU
) y responde a todas las sentildeales externas
bull El controlador decodifica las instruccionesde maquina y genera sentildeales que dirigen laparte procesada del microprocesador
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull
El registro tiene por misioacuten almacenar elcodigo de operacioacuten de la instruccioacuten leida
desde la memoria este codigo esdecodificado y con esta informacioacuten se
logran todos los micro-pasos
bull Los buses son interconexiones internasllevando informacioacuten de un lado a otro
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Componentes exteriores
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Componentes exteriores
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bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
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bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Bus de direcciones
bull Bus de datos
bull Lineas Vcc y GND
bull Bus de control donde se encuentran
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
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13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull
Lineas de inicializacioacuten ( RES )bull Lineas de interrupcioacuten ( IQR e NMI )
bull Lineas de autorizacioacuten ( RW )
bull Lineas de solicitud ( SYNC SO RDY )bull Lineas de reloj ( 0 1 y 2 )
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Los bus de direcciones estan formados por
16 liacuteneas A0 hasta A15 y son liacuteneas de
salida
bull Los bus de datos estan formados por 8lineas D0 hasta D7 estas liacuteneas son de
entrada y salidao Alimentacioacuten requiere solamente de 2
liacuteneas de alimentacioacuten 0 y 5 V con un
margen de 5 y consume una corrientemaacutexima de 200 mA
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Bus de control conjunto de liacuteneas deentrada y otras de salida y se agrupan
seguacuten su funcioacuten en los siguientes bloques
bull Lineas de inicializacioacuten recibe la orden deparada de todos sus registros internosrecomenzando el arranque
bull Liacuteneas de interrupcioacuten son de liacuteneas de
entrada que le dan al microprocesador
diferentes tipos de ordenes para quedetenga de forma temporal la ejecucioacuten
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
5172018 1-ELPROCESADOR (CPU) - slidepdfcom
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Liacuteneas de autorizacioacuten son lineas de salida
y recibe ordenes de diferentes bloques
internos
bull Lineas de solicitud con estas lineas elmicroprocesador y el resto de los bloques
establecen un dialogo de impulsoselectroacutenicos
bull Lineas de reloj sirven para entregar al
microprocesador y a otros bloques delsistema una o varias ordenes cuadradas
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Mas microprocesadoresgif
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Funcionamiento
bull El microprocesador ejecuta instruccionesalmacenadas como nuacutemeros binariosorganizados secuencialmente en la memoriaprincipal
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
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13 Arquitectura multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull PreFetch- Pre lectura de la instruccioacuten
desde la memoria principal
bull Fetch- enviacuteo de la instruccioacuten aldecodificador
La ejecucioacuten de las instrucciones se puederealizar en varias fases
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
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de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Decodificacioacuten de la instruccioacuten- es decir
determinar queacute instruccioacuten es y por tanto queacutese debe hacer
bull Lectura de operandos- (si los hay)
bull Ejecucioacuten-(Lanzamiento de las Maacutequinas deestado que llevan a cabo el procesamiento)
bull Escritura de los resultados-Estos se realizanen la memoria principal o en los registros
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
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bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Arquitecturas
bull 8080 La Arquitectura de 8 bits
bull 8086 La Arquitectura de 16 bits
bull 80386 la Arquitectura de 32 bits
bull 80486 la Integracioacuten Total
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Tipos De
Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
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ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
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ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
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datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
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de datos muacuteltiple)
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Microprocesadoresbull Intel 8008bull Mos 6502bull Zilog z80bull Intel 8086bull Amd80386bull Intel 80486bull
Intel Pentium AMD K5bull Amdbull Intel pentum probull Intel pentium 4
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Como Circuito Fiacutesico
Programable
bull Un microprocesador permite sustituir a losviejos subsistemas de componentes fiacutesicos(vaacutelvulas) o de circuiteriacutea cableada dentro
de sistemas informaacuteticos maacutes complejos
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1 El Microprocesador (CPU)
11 Arquitectura baacutesica y sus operaciones
12 Tipos de arquitecturas en la evolucioacuten del CPU
13 Arquitectura multinuacutecleo
14 Multiprocesamiento (multihilos) en multinuacutecleo
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Baacutesicamente nos encontramos con dostipos de disentildeo de los
microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
Introduccioacuten
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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Familia de computadoras
bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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Clasificacioacuten de las computadoras
bull Basada en el nordm de procesadores nordm de
programas y estructura de memoria ndash Flynn
ndash SISD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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Mas microprocesadoresgif
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Instruction-Set Computing) y CISC
(complex-instruction-set computing)Los microprocesadores RISC se basan en
la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
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bull Un conjunto de computadoras forma una familia cuando
tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
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ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
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datos uacutenico)
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datos muacuteltiple)
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poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
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bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
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68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
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datos muacuteltiple)
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la idea de que la mayoriacutea de las
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poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
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bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
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ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
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datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
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microprocesadores RISC (Reduced-
Instruction-Set Computing) y CISC
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la idea de que la mayoriacutea de las
instrucciones para realizar procesos en
el computador son relativamente simples
por lo que se minimiza el nuacutemero de
instrucciones y su complejidad a la
hora de disentildear la CPU
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CISC
bull Esta abreviatura representa las iniciales
de Complex Instruction Set Computable
bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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RISC
Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
IBM Aplle y Motorola y los
microprocesadores SPARC de la firma SUN Microsystems
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tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras
bull Surge el concepto de compatibilidad
ndash Programa escrito para un modelo se ejecuta en otro
modelo de la serie con diferencias en tiempo deejecucioacuten
ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
ndash Repertorio de instrucciones similar o ideacutentico
ndash Velocidad en incremento
ndash Nordm de puertos ES en incremento
ndash Tamantildeo creciente de la memoria
ndash Coste creciente
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datos uacutenico)
ndash SIMD (Flujo de instruccioacuten uacutenico flujo de
datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos uacutenico)
ndash MIMD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
de datos muacuteltiple)
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bull Esta abreviatura representa las iniciales
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bull denominaacutendose asiacute a toda una serie de
arquitecturas de microprocesadores que
poseen un amplio
bull y complejo set de microinstrucciones paradefinir las operaciones loacutegicas
matemaacuteticas y de
bull acceso a memoria que es capaz de realizar
una CPU Se destacan dentro de estasarquitecturas
bull los microprocesadores de la familia Intel
(excepto el Pentium) entre otros
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Por otro lado se encuentran las tecnologiacuteas tipoRISC Reduced Instruction Set
Computable en donde la idea es tener un set de
instrucciones lo maacutes reducido posible quitaacutendole
un poco de versatilidad al microprocesador pero
dotaacutendolo de tiempos lo maacutes reducidos posiblesde secuencias de ejecucioacuten de instruccioacuten dando como
resultado general computadoras maacutes
raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
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ndash Sentido ascendente
bull Caracteriacutesticas
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datos uacutenico)
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datos muacuteltiple)
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un poco de versatilidad al microprocesador pero
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raacutepidas Se destacan dentro de estas arquitecturas los
microprocesadores de la familia 6800 y
68000 de Motorola RS 6000 de IBM el Power-PC de
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datos uacutenico)
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datos muacuteltiple)
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de datos uacutenico)
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datos muacuteltiple)
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datos uacutenico)
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datos muacuteltiple)
ndash MISD (Flujo de instruccioacuten muacuteltiple flujo
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de datos muacuteltiple)
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datos uacutenico)
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datos muacuteltiple)
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