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Microprocesadores
Componentes básicos.
Evolución del Microprocesador
Microprocesador 8 bits
La siguiente figura corresponde a la
arquitectura interna de un Microporcesador
de 8 Bits, en la que se detallan algunos de
sus Registros, los Buffers de Datos y de
Direcciones, y el Bus de Comunicaciones
Interno, que requieren tanto la Unidad de
Control como la Unidad Artmética y Lógica
(ALU), para cumplir sus funciones:
• Registro(register): Es el elemento más pequeño que
puede retener un dato. Usado para almacenar
temporalmente información y accesible por la CPU. Los
registros pueden ser de propósito general o
especializados.
• REGISTRO DE PROPÓSITO GENERAL (generalpurpose register): Son aquellos sobre los que no existe
restricción en cuanto a su utilización. Pueden ser
empleados como fuente o destino de datos, como
contador, como puntero de localidades de memoria o de
elementos de E/S.
• REGISTROS ESPECIALIZADOS (special-purpose
register): Son los registros que están dedicados a
realizar alguna función específica.
• El desarrollo de los diferentes elementos electrónicos en
cada época, constituyeron partes referentes en el
ensamblaje de computadoras, es así como las primeras
computadoras que se construyeron utilizaron releés
leectromecánicos, y luego se las construyó utilizando
tubos de vacío.
• Hasta que se desarrolló el transistor, lo que constituyó un
punto decisivo en el diseño de muchos dispositivos
electrónicos, incluyendo la computadora. Posteriormente
muchos transistores fueron colocados en un solo
dispositivo de estado sólido único al que se lo llamó
circuito integrado.
• La capacidad de esta nueva tecnología de permitir cada
vez integrar la mayor cantidad de elementos dentro de
un solo dispositivo ha permitido la evolución de circuitos
SSI, luego MSI y LSI y actualmente VLSI, que es la
categoría en la que se ubica el microprocesador.
• COMPUTADORA DIGITAL (digital computer): Dispositivo o
máquina electrónica capaz de resolver problemas, mediante la
ejecución de INSTRUCCIONES. Elemento que aceptando datos
digitales, realiza operaciones aritméticas y lógicas sobre esos
datos y suministra los resultados de esas operaciones, a muy altas
velocidades.
• UNIDAD DE ARITMÉTICA Y LÓGICA (arithmetic logic unit ALU):
Conjunto de circuitos digitales que realizan las operaciones tanto
lógicas como aritméticas.
• UNIDAD DE CONTROL (control unit): Módulo encargado de
buscar e interpretar las instrucciones de un PROGRAMA, con el fin
de coordinar el funcionamiento de las demás unidades que
conforman la computadora digital, por medio de las señales de
control. Los circuitos de la Unidad de Control son secuenciales,
razón por la cual necesitan para su funcionamiento de una señal
de reloj, cuya frecuencia determina la velocidad de ejecución de las
instrucciones.
• UNIDAD DE MEMORIA (memory unit): Es el recurso donde se
almacenan las instrucciones de los programas (memoria solo de
lectura), y los datos y resultados que se procesan (memoria de
lectura y escritura).
• PERIFÉRICO (peripheral): Es un dispositivo auxiliar que se encarga
de acondicionar, entre las señales digitales de la computadora y el
mundo exterior o viceversa. Así por ejemplo: los monitores o
pantallas de video, los visualizadores o displays, las impresoras, los
modems, los teclados, etc.
• BUS (bus): Es un grupo de conductores que permite llevar la
información entre los distintos bloques de la computadora digital.
• UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (central processing unit CPU):
Por la estrecha relación en su funcionamiento, la unidad de control
y la ALU, siempre se las construyó una junto a la otra; llamándoles
en su conjunto la CPU.
• MICROPROCESADOR (microprocessor): La construcción de la
CPU en un solo circuito integrado VLSI, se conoce como
microprocesador.
• MICROCONTROLADOR (sigle-chip microcomputer): El desarrollo
en la tecnología de fabricación de circuitos integrados permite en la
actualidad disponer de circuitos integrados VLSI, que contienen
además de la CPU la unidad de memoria y un sistema de E/S
elementales, a los que se les conoce como microcontroladores o
microcomputadoras en un solo chip.
• MICROCOMPUTADORA (microcomputer): Es una
computadora digital que utiliza como elemento inteligente
para su funcionamiento, un microprocesador o un
microcontrolador.
• INSTRUCCIÓN (instruction): Es una orden o comando
para que la CPU realice alguna operación.
• PROGRAMA (program): Secuencia de instrucciones que
permiten a la CPU procesar datos y obtener resultados,
con algún fin específico.
• SOFTWARE (software): Son las instrucciones,
programas y demás información que se dispone para la
utilización eficaz de una computadora digital.
• HARDWARE (hardware): Son los circuitos y dispositivos
físicos que conforman la computadora digital y sus
periféricos.
• FIRMWARE (firmware): Son los circuitos que contienen
programas inalterables como las ROM, PROM, EPROM
o EEPROM.
• BUS DE DATOS (data bus): Son líneas bidireccionales para el envío
de instrucciones o datos, entre el microprocesador y los demás
elementos del sistema. Se lo conoce también como el BUS
EXTERNO DE DATOS y el número de líneas que posee es
generalmente igual al número de bits que procesa la ALU.
• BUS DE DIRECCIONES (address bus): Son líneas unidireccionales
que parten del microprocesador hacia la memoria y el sistema de
E/S. Sirven para enviar la dirección de la localidad o elemento
seleccionado para la transferencia de datos con el microprocesador.
El número de líneas o bits que posee este bus, determina la
capacidad máxima de acceso a memoria que tiene el
microprocesador.
• BUS DE CONTROL (control bus): Son también líneas
unidireccionales, unas que terminan y otras que parten del
microprocesador. Sirven para enviar señales que actúan sobre la
Unidad de Control o para informar a los demás elementos que
conforman la microcomputadora del estado en que se encuentra la
Unidad de Control; permitiendo de esta manera coordinar el
funcionamiento de todo el sistema.