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Presentación

El presente trabajo es realizado con la mayor seriedad y veracidad, ya que hemos tratado de buscar datos en las fuentes de alta credibilidad; tales como Libros de diferentes autores y por supuesto la gran ayuda de nuestros navegadores a través de internet. Hemos desarrollado el tema del Microprocesador.

Daremos paso al desarrollo del punto mencionado esperando que el contenido de éstos sea suficiente para cubrir la expectativa del Sr. profesor

Antes de concluir con esta modesta introducción quiero expresar mis agradecimientos a todas las personas que apoyaron en la realización de esta pequeña Recopilación, en forma muy especial a los Padres que día a día desde donde se encuentran, por su apoyo incondicional.

Por los errores que se pudieran encontrar nuestras disculpas y agradeceremos hacerlas  llegar, para ir corrigiéndolas en los trabajos posteriores.

Los Estudiantes ESCO.

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1. Introducción:

La presente exposición que realizaremos a continuación hablaremos de un pequeño, pero poderoso aparato “el microprocesador” explicaremos al detalle lo que realmente significa, significó y significará en el tiempo y en la evolución de la sociedad.Les daremos a conocer el arte de la mente humana hecha objeto. Es preciso y necesario este saber ya que el ser humano evoluciona y la sociedad también. Somos consientes de ello desde los pitecántropos hasta seres que conocen masa allá que su mundo.Por favor pongan mucha atención a lo dicho en esta exposición porque esto es solo el principio de lo que aun tienen un final.

2. ¿Qué es... el microprocesador?

El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.

El microprocesador es un circuito integrado que contiene algunos o todos los elementos hardware, y el de CPU, que es un concepto lógico. Una CPU puede estar soportada por uno o varios microprocesadores, y un microprocesador puede soportar una o varias CPU. Un núcleo suele referirse a una porción del procesador que realiza todas las actividades de una CPU real.

2.1. Historia del microprocesador

El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora, y resultaba revolucionario

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Facultad de Ciencias Jurídicas y Empresariales para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1979 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores. Entre ellos figuran el Intel Pentium Pro, con 5,5 millones de transistores; el UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contiene 5,4 millones de transistores; el PowerPC 620, desarrollado conjuntamente por Apple, IBM y Motorola, con 7 millones de transistores, y el Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, con 9,3 millones de transistores.

2.1.1. Microprocesador en el futuro.

La tecnología de los microprocesadores y de la fabricación de circuitos integrados está cambiando rápidamente. En la actualidad, los microprocesadores más complejos contienen unos 10 millones de transistores. Se prevé que en el 2000 los microprocesadores avanzados contengan más de 50 millones de transistores, y unos 800 millones en el 2010.

Las técnicas de litografía también tendrán que ser mejoradas. En el año 2000, el tamaño mínimo de los elementos de circuito será inferior a 0,2 micras. Con esas dimensiones, es probable que incluso la luz ultravioleta de baja longitud de onda no alcance la resolución necesaria. Otras posibilidades alternativas son el uso de haces muy estrechos de electrones e iones o la sustitución de la litografía óptica por litografía que emplee rayos X de longitud de onda extremadamente corta. Mediante estas tecnologías, las velocidades de reloj podrían superar los 1.000 MHz en el 2010.

Se cree que el factor limitante en la potencia de los microprocesadores acabará siendo el comportamiento de los propios electrones al circular por los transistores. Cuando las dimensiones se hacen muy bajas, los efectos cuánticos debidos a la naturaleza ondulatoria de los electrones podrían dominar el comportamiento de los transistores y circuitos. Puede que sean necesarios nuevos dispositivos y diseños de circuitos a medida que los microprocesadores se aproximan a dimensiones atómicas. Para producir las generaciones futuras de microchips se necesitarán técnicas como la epitaxia por haz molecular, en la que los semiconductores se depositan átomo a átomo en una cámara de vacío ultra elevado, o la microscopía de barrido de efecto túnel, que permite ver e incluso desplazar átomos individuales con precisión.

2.2. Características:

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Los micros, como los llamaremos en adelante, suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro, y van o bien sobre un elemento llamado zócalo (socket en inglés) o soldados en la placa o, en el caso del Pentium II, metidos dentro de una especie de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en sí está soldado en el interior de dicho cartucho).

El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, Microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital nos ayudará a entender el microprocesador.

todo microprocesador o procesador como le queramos llamar contiene un  disipador de calor o abanico es necesario en un microprocesador ya que este sirve para disipar el calor producido por el mismo, un microprocesador produce un calor aproximadamente de 35 a 45 grados Celsius y necesita, es una obligación ponerle un disipador de calor para que refresque de la mejor manera y podamos trabajar de la cómodamente y a una gran velocidad, en caso de que el disipador este mal puesto sobre el microprocesador el computador se apagaría en menos de 2 minutos y dañaríamos automáticamente el micro, y tendríamos que comprar otro por no instalar debidamente el abanico o disipador

2.3. Partes del microprocesador

En un micro podemos diferenciar diversas partes:

el encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.

la memoria caché: una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera.Todos los micros "compatibles PC" desde el 486 poseen al menos la llamada caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.

el coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; antiguamente estaba en el exterior del micro, en otro chip.

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el resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, (prácticamente la parte interna del microprocesador), etc.)

2.4. Tipos de microprocesador

Según la posición para instalarlo:

Horizontales: Tienen forma cuadrada con una ligera muesca en una de sus esquinas que indica el primer Pin. Por lo general van acompañados de un disipador de calor y un fancooler y se instalan de forma horizontal, de allí su nombre.

Están presentes en equipos de la familia X86 que no vallan montados en el Slot1, sino directamente en el Socket de la tarjeta madre. Socket 3-5 para equipos 80-486,586,686, AMD y Cyrix; Socket 7 para equipos Pentium I, algunos AMD y Cyrix ; Socket 370 [2] FTPGA o PPGA para equipos Pentium III Intel Coopermine o algunos Celeron.

Las velocidades varían desde 33 Mhz para 80-286, 200 Mhz para Pentium I, 1.1 Ghz para Celeron y Pentium III y 1.2 a 2 Ghz para algunos Pentium IV. La característica de Velocidad, Memoria Caché y Voltaje del Microprocesador casi siempre son indicadas por el fabricante en la parte frontal del Microprocesador.

Verticales: Se caracterizan porque están montados en una tarjeta electrónica con disipador de calor y fanCooler incorporado y se instalan verticalmente en un Slot parecido a una ranura de expansión. Las velocidades varían desde 233 Mhz para algunos Pentium II hasta 800 Mhz para Pentium III. La característica de Velocidad, Memoria Caché y Voltaje del Microprocesador casi siempre son indicadas por el fabricante en una de las partes laterales del Disipador de calor del Microprocesador.

2.5. ¿Cómo funciona el microprocesador?

Para entender cómo funciona el microprocesador hay que tener en primer lugar una clara idea acerca de las partes o bloques que la componen de otra manera será prácticamente imposible hacerse una idea sobre su funcionamiento de una forma global podemos considerar al microprocesador en tres grandes bloques:

Unidad De decodificación: esta unidad se encarga de interpretar ese código para averiguar el tipo de instrucción a realizar por ejemplo instrucciones de Suma, multiplicación, almacenamiento de datos en memoria, etc.

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Unidad De Ejecución: es la encargada de dar órdenes necesarias a las diversas partes del microprocesador para poder ejecutar cada uno de los instrucciones a realizar.

Unidad Aritmético – Lógica: las operaciones que realiza son los siguientes: suma, multiplicación, división y aquellos que trabajan con dígitos binarios:

En conclusión podemos considerar a un microprocesador compuesta por las dos grandes unidades:

UNIDAD DE CONTROL (Unidad de decodificación y Ejecución) UNIDAD ARIMETICO – LOGICA (ALU)

UNIDAD DE CONTROLEs el centro nervioso del ordenador, ya que desde ella se controlan y gobiernan todas las operaciones como funciones básicas tiene:

Tomar las instrucciones de memoria Decodificar o interpretar las instrucciones Ejecutar las instrucciones

Para ejecutar su función la unidad de control tiene los siguientes elementos: Contador de programa : contiene permanentemente la dirección de

memoria de la siguiente instrucción a ejecutar Registros de instrucción contiene la instrucción que se está

ejecutando en cada momento. Decodificador: se encarga de extraer el código de operación de las

instrucciones en curso, lo analiza y emite las señales necesarias para el resto de los elementos para su ejecución a través del secuenciador.

Relo j: proporciona una sucesión de impulsos eléctricos o ciclos en intervalos constantes

Secuenciador . En este dispositivo se generan ordene muy elementales, microordenes que sincronizadas por los impulsos del reloj hacen que se vaya ejecutando poco a poco la instrucción que esta cargada en el registro de instrucción.

UNIDAD ARIMETICO – LOGICA (ALU)Está formada a su vez por los siguientes elementos:

Circuito operacional: contiene los circuitos necesarios para la realización de la operación de los datos procedentes de los registros de entrada.

registros de entrada: en ellos se almacenan los datos u operandos que intervienen en una instrucción antes de la realización de las operaciones por parte del circuito operacional.

registro acumulador: almacena los resultados de las operaciones llevadas a cabo por el circuito operacional.

Registro de estado (FLAGS ) se trata de unos registros de memoria en los que se dejan constantes de algunas condiciones que se dieron en la última operación realizar y que deberán tenerse en cuenta en las operaciones posteriores.

Por ejemplo en suma: saber cómo funciona un microprocesador implica conocer cómo se van ejecutando cada uno de las instrucciones del

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Facultad de Ciencias Jurídicas y Empresariales programa que se almacenan en memoria los pasos globales a seguir antes de ejecutar son:

Búsqueda de información Decodificación de la instrucción Búsqueda de operandos Ejecución de la instrucción Almacenamiento del resultado

¿Qué ocurre cuando reiniciamos nuestro PC?

Para concluir Al reiniciar el microprocesador la UNIDAD DE CONTROL recibe una señal de reset y inmediatamente prepara al resto del sistema y recibe la señal de RELOJ que marca la velocidad del procesador el registro PC o contador de programa se carga con la dirección de memoria en la que empieza el programa, la UNIDAD DE CONTROL hace que el contador de programa aparezca en el BUS DE DIRECCIONES y le indica a la memoria RAM que quiere leer un dato que tiene almacenada en la misma posición.la memoria pone el dato que es la instrucción del programa en el BUS DE DATOS desde donde se carga a REGISTRO DE INSTRUCCIONES, LA UNIDAD DE CONTROL procesa esto y va activando los movimientos de datos la instrucción pasa del REGISTRO DE INSTRUCCIONES al DECODIFICADOR DE INSTRUCCIONES que contiene una tabla con el significado de la instrucción el DECODIFICADOR DE INSTRUCCIONES ejecuta la instrucción y si no puede consulta con la UNIDAD DE CONTROLPor ejemplo si la instrucción fuese una suma la unidad de control cargaría los valores a sumar en REN1 y REN 2 de la UNIDA ARITMÉTICA LÓGICA, luego le ordenaría a la unidad a ALU que lo sume y que pusiera en el bus de datos, luego la UNIDAD DE CONTROL haría que el contador de programa avanzará un paso a ejecutar la siguiente ejecución y a si sucesivamente.

- BUS DE DIRECCIONES: Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder

- BUS DE DATOS: Aquel por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde la CPU manda datos al exterior.

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3. Bibliografía http://lasscomunicacioneztic.blogspot.com/2009/11/el-

microprocesador.html http://www.terra.es/personal/lermon/cat/articles/evin0302.htm http://www.conozcasuhardware.com/quees/micro1.htm http://www.monografias.com/trabajos37/el-microprocesador/el-

microprocesador.shtml

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