EL MICROPROCESADOR: ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO. CLASIFICACIONES DE LOS MICROPROCESADORES

El microprocesador es un circuito electrónico que actúa como Unidad Central de Proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. Se identifica rápido en una tarjeta madre porque esta acoplado a la misma en un socket, tiene forma cuadrada con un pequeño ventilador arriba y generan mucho calor.
Desde el punto de vista lógico, singular y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, puede contener una unidad en coma flotante. : )

Estructura y funcionamiento:

El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases. Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual.
cpu.png

En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes:
§ Puerto de E/S
§ Memoria cache
§ Coprocesador matemático
§ Registros
§ Memoria
§ Puertos

Arquitectura de un procesador


El procesador se compone de un grupo de unidades interrelacionadas (o unidades de control). Aunque la arquitectura del microprocesador varía considerablemente de un diseño a otro, los elementos principales del microprocesador son los siguientes:

Una unidad de control que vincula la información entrante para luego decodificarla y enviarla a la unidad de ejecución:La unidad de control se compone de los siguientes elementos:
Secuenciador (o unidad lógica y de supervisión ), que sincroniza la ejecución de la instrucción con la velocidad de reloj. También envía señales de control:
Contador ordinal, que contiene la dirección de la instrucción que se está ejecutando actualmente;
Registro de instrucción, que contiene la instrucción siguiente.
Unidad de ejecución (o unidad de procesamiento), que cumple las tareas que le asigna la unidad de instrucción. La unidad de ejecución se compone de los siguientes elementos:
La unidad aritmética lógica (se escribe ALU); sirve para la ejecución de cálculos aritméticos básicos y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO, etc.);
La unidad de punto flotante (se escribe FPU), que ejecuta cálculos complejos parciales que la unidad aritmética lógica no puede realizar;
El registro de estado;
El registro acumulador.
Una unidad de administración del bus (o unidad de entrada-salida) que administra el flujo de información entrante y saliente, y que se encuentra interconectado con el sistema RAM.
El siguiente diagrama suministra una representación simplificada de los elementos que componen el procesador (la distribución física de los elementos es diferente a la disposición):

proc.jpg

Clasificaciones:

1971: El Intel 4004
1972: El Intel 8008
1974: El SC/MP
1974: El Intel 8080
1975: Motorola 6800
1976: El Z80
1978: Los Intel 8086 y 8088
1982: El Intel 80286
1985: El Intel 80386
1985: El VAX 78032
1989: El Intel 80486
1991: El AMD AMx86
1993: PowerPC 601
1993: El Intel Pentium
1994: EL PowerPC 620
1995: EL Intel Pentium Pro
1996: El AMD K5
1996: Los AMD K6 y AMD K6-2
1997: El Intel Pentium II
1998: El Intel Pentium II Xeon
1999: El Intel Celeron
1999: El AMD Athlon K7 (Classic y Thunderbird)
1999: El Intel Pentium III
1999: El Intel Pentium III Xeon
2000: EL Intel Pentium 4
2001: El AMD Athlon XP
2004: El Intel Pentium 4 (Prescott)
2004: El AMD Athlon 64
2006: EL Intel Core Duo
2007: El AMD Phenom
2008: El Intel Core Nehalem
2008: Los AMD Phenom II y Athlon II
2011: El Intel Core Sandy Bridge
2011: El AMD Fusion
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