Proceso de
Lectura
Imaginemos que el contenido de la celda de dirección 324 es 18.
Para acceder a la celda que se desea, debe introducirse
su dirección
En el RDM (RDM= 324). Cuando llega una orden de lectura, el
contenido del RDM pasa a un complejo circuito de selección
que permite acceder a la palabra de memoria
solicitada y lleva el contenido de la misma al RIM (RIM=
18).
El contenido del RIM, coincidente en este momento con el
de la celda buscada, puede ser trasladado a otras partes del
ordenador para su tratamiento
Proceso de Escritura
Ahora se quiere escribir el dato numérico 23 en
la celda o Palabra de dirección 437.
La dirección de la celda a seleccionar se
introduce en el RDM.
El dato a escribir se introduce en el RIM. Se da una
orden de escritura, y
el contenido del RIM es llevado a la celda seleccionada por el
RDM y queda grabado en ella.
El tiempo que
tarda el ordenador en estar nuevamente listo para procesar otro
dato, se denomina tiempo de ciclo.
Como se deduce de la descripción de estos dos procesos, el
tamaño de ambos registros (RIM y
RDM) está muy relacionado con la memoria que
gestionan; la longitud del registro RIM debe
coincidir con el tamaño de las posiciones de memoria, en
caso contrario se perdería o alteraría la información.
El RDM debe tener una longitud tal que le permita
direccional toda la memoria. Es importante observar que la lectura de
una celda no es destructiva pero si su escritura. El contenido de
una palabra no se modifica al leerla cuando escribimos el nuevo
dato que se introduce en la celda sustituye al
anterior.
La
Unidad de Control
coordina todos los componentes del computador, de
modo que los eventos tomen
lugar en la secuencia apropiada en el momento correcto.
Además de esta labor de sincronización, la unidad
de control
"decodifica", es decir, entiende las instrucciones de programa que
obtiene de la memoria, y dirige la acción
para realizarlas.
La secuencia lógica
que la unidad de control debe realizar para ejecutar una
instrucción es la siguiente:
- Localizar y extraer de la memoria principal la
instrucción correspondiente - Transferir la instrucción de la memoria a la
Unidad de control - Determinar qué tipo de operación se
debe ejecutar - Ejecutar la instrucción, enviando las señales de control u órdenes a los
elementos pertinentes - Supervisar la operación anterior para
determinar si ha finalizado correctamente. - Localizar la siguiente instrucción a
ejecutar.
Estos pasos se repitan hasta finalizar la
ejecución de la totalidad de las instrucciones de los
programas
Elementos de la Unidad de Control:
El reloj: consiste en un circuito
eléctrico capaz de generar una sucesión de pulsos
a intervalos de tiempo constantes El intervalo entre dos puntos
de reloj se denomina ciclo, en determinados computadores
el ciclo puede descomponerse en subciclos.
Los restantes circuitos de
la máquina se sincronizan con estas señales de
reloj; así se controla la duración de las
distintas instrucciones.
Contador de programa (CP): También
denominado registro contador de instrucción, (RCI). Su
misión e
s controlar el orden de ejecución de las instrucciones
del programa, de acuerdo con su contenido. Un programa no
siempre ejecuta las instrucciones secuencialmente. Puede haber
instrucciones de salto o bifurcación.
Registro de Instrucción (RI): es una
unidad de almacenamiento temporal, este registro guarda la
instrucción cunado se extrae de la memoria principal y
se mantiene mientras se realiza la decodificación o
interpretación.
Decodificador: habitualmente, toda
instrucción contiene un campo conocido como código de operación (co), que
indica el tipo de operación que hay que realizar; el
decodificador es el elemento encargado de realizar el análisis del código de
operación.
Secuenciador: Es un generador de órdenes
simples, denominadas microórdenes que sincronizadas con
el reloj y distribuidas a los elementos necesarios permiten la
ejecución de la instrucción.
Hay dos tipos de Secuenciadote:
Secuenciador Cableados: todas las
señales se generan con circuitos lógicos
electrónicos. Siempre se producen las mismas
señales ante la misma instrucción. Son las mas
rápidas pero menos flexibles y mas difíciles de
construir.
Secuenciador Programados: tienen una
pequeña memoria que contiene un microprograma que se
ejecuta para cada sentencia de programa. Las instrucciones de
los microprogramas se denominan microinstrucciones
Banco de registros: Aparte de los registros
anteriormente explicados, bajo el control de la UC existe otro
banco de
registros imprescindibles para la realización de
cualquier programa. Estos registros se utilizan para conservar
datos
temporales.
La
Unidad Aritmética y
Lógica
es la encargada de realizar las operaciones
aritméticas sobre los datos de la memoria (por ejemplo:
"sumar dos números binarios") u operaciones lógicas
(por ejemplo: "cambiar los valores de
los bits, los unos por ceros, y viceversa"). Las
operaciones aritméticas son: suma, resta,
multiplicación y división; las operaciones
lógicas son del tipo verdadero y falso.
La entrada de la UAL se realiza a través de dos
registros que contienen, de forma transitoria, los operandos
especificados por las instrucciones. Debe entenderse que se debe
realizar una transferencia, sea de la memoria, sea desde el
registro de instrucciones. Ambos registros están
controlados por señales de reloj procedentes de la unidad
de control.,
La UAL toma estos dos registros y obtiene una función de
ellos como salida
Unidad Aritmética: Todas las operaciones
pueden realizarse mediante tres sistemas:
- Sistemas Serie: Se procesa bit a bit en forma
secuencial - Sistema Paralelo: se procesan
simultáneamente todos tolos bits. - Sistema paralelo-serie: se procesa por
grupos. Los
grupos se procesan en serie y los bits que componen los grupos
en paralelo.
Unidad Lógica: su misión principal
es establecer comparaciones para facilitar la toma de
decisiones. Estas comparaciones son mucho más
sencillas que las operaciones aritméticas, puesto que no
necesitan considerar el resultado de la operación
realizada con los bits anteriores, pudiéndose efectuar en
paralelo. El resultado de las operaciones puede ser verdadero o
falso, que en representación binaria es 1 ó
0.
En síntesis,
la computadora
trabaja de la siguiente manera: el programa y los datos se
introducen a la CPU y luego se
transfieren a sus correspondientes lugares de memoria. La CPU lee
las primeras instrucciones del programa de memoria y las ejecuta;
tales instrucciones pueden ser tan simples como sumar dos
números, mover algún dato o colocarlo en otro lugar
diferente de la memoria. Después que se ha manejado esta
información, se pasa a la unidad de salida de la computadora y
nuevamente el comportamiento
de la CPU es regido por el programa en la memoria.
Consideremos ahora una microcomputadora. La CPU de un
sistema de
microcomputación generalmente está
constituida por el microprocesador,
y su organización se describe en la siguiente
figura:
El microprocesador controla todas las unidades del
sistema empleando las líneas de
control. El bus de direcciones (16
conductores paralelos) selecciona un lugar en la memoria, puerto
de acceso o puerto de salida; el bus de datos (8 conductores
paralelos), constituye una vía en dos sentidos para la
transferencia de datos, ya sea hacia la unidad de procesamiento o
de la misma unidad. Es importante hacer notar que el
microprocesador puede enviar o recibir datos provenientes de la
memoria haciendo uso del bus de datos. Si un programa debe ser
almacenado permanentemente, se le coloca en un dispositivo
llamado ROM (Read Only Memory: Memoria de
sólo lectura). El ROM es generalmente un chip de memoria
(circuito integrado) permanentemente programado. Una parte muy
importante de la ROM contiene el BIOS
(Basic Input/Output System: Sistema
básico de entrada y salida), , por lo general, son dos
circuitos integrados que están separados.
ESQUEMA GENERAL
Bus: Es en esencia una ruta compartida que
conecta diferentes partes del sistema, como el microprocesador,
la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de
entrada y salida para permitir la transmisión de
información.
Bus de Datos: Es aquel que por medio de un
grupo de
líneas en realidad trazos conductores sobre una placa de
circuito impreso transporta los datos.
Bus de Dirección: Realiza las ubicaciones
en las que puede encontrarse información
específica.
Bus de Control: Es aquel que se asegura a
través de sus señales que las diferentes partes del
sistema utilizan su ruta compartida sin conflicto.
Autor:
Caribdis López
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