CPU/Microprocessadors + BUSCPU/Microprocessadors + BUS

C1: Sistemes OperatiusMauro Fernando Churata

CPU/MicroprocessadorCPU/Microprocessador

CPU/Microprocessadors1.1.- Informació general1.2.- Característiques / components1.3.- Funcionament / connexió1.4.- Tipus1.5-. Cost1.6.- Bibliografia

1.1. Informació general

CPU: Unidad Central de Procesamiento (Central Processing Unit)

Es el componente del ordenador que interpreta instrucciónes y procesa datos.

Se conoce hoy en dia como microprocesador.Actualmente se desarrollan clases de

procesadores baratos y estandarizados, que pueden adaptarse a uno o varios propositos.

1.1. Informació general

Mayormente todos los CPU trabajan con estados discretos, lo cual requiere una serie de elementos de conmutación para diferenciar y cambiar estados.

El microprocesador es un circuito integrado que contiene algunos o todos los elementos hardware.

Una CPU puede soportar uno o mas microprocesadores y un microprocesador puede aguantar una o varias CPU.

1.1. Informació general

Ejemplos de microprocesadores/CPU.

1.2. Característiques /componentsTradicionalmente, antes del advenimiento del microprocesador, se podían identificar cuatro unidades independientes en la arquitectura de cualquier computadora:

(1) La unidad de control. (2) La unidad aritmética.(3) La unidad de almacenamiento o memoria.(4) La unidad de entrada-salida.

1.2. Característiques /components

Sin embargo, con la llegada de la microelectrónica, no se llevó mucho tiempo para que los ingenieros se dieran cuenta de que dentro de un mismo circuito integrado se podían incorporar en un mismo substrato la unidad de control y la unidad aritmética:

Así, estas dos unidades independientes que funcionalmente (no físicamente) juntas eran conocidas como la unidad de procesamiento central (Central Processing Unit o CPU) fueron integradas en una sola unidad bautizada apropiadamente con el nombre de microprocesador.

1.2. Característiques /components

Como puede verse, todo microprocesador incluye en su interior una Unidad de Lógica Aritmética ALU, varios registros internos que pueden ser implementados con flip-flops o con una memoria interna como se muestra arriba, un registro de instrucciones, el decodificador de las instrucciones, y el Contador del Programa.

1.3. Funcionament / connexióFuncionamiento Microprocesador (Diagrama de Bloques)

Los elementos más importante de un microprocesador son: Unidad Aritmético Lógica (UAL) y la Unidad de Control (UC).

La Unidad Aritmético Lógica es la que realiza las operaciones del microprocesador, se encarga de sumar, restar, hacer operaciones lógicas, etc. con los operandos que le llegan de los registros X e Y..

La Unidad de Control gobierna todos los demás elementos con unas líneas de control que se van encendiendo y apagando sicronizadamente con la señal de reloj.

Al reiniciar el microprocesador, la Unidad de Control recibe una señal de reset y prepara al resto del sistema y recibe la señal de reloj que marca la velocidad del procesador.

- El registro PC (Program Counter), 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 (PC) apareca en el bus de direcciones y le indica a la RAM que quiere leer un dato que tiene almacenado en esa posición.

- La memoria pone el dato, que es la instrucción del programa, en el bus de datos, desde el que se carga en el Registro de Instrucciones (RI). La Unidad de Control procesa ésto y va activando los movimientos de datos.

- La instrucción pasa del RI al Decodificador de Instrucciones (DI) que contiene una tabla con el significado de la instrucción. El DI ejecuta la instrucción y sino puede consulta con la Unidad de Control.

- Si la instrucción fuese una suma, la UC cargaría los valores a sumar en los registros A y B de la UAL. Luego le ordenaría a la UAL que los sumase y lo pusiera en el bus de datos.

- Luego la UC haría que el Contador de Programa avanzara un paso para ejecutar la siguiente instrucción y así sucesivamente.

1.3. Funcionament / connexió

1.4. TipusIntelIntel:Tienen dos posibles sockets: 478 y 775. El primero de ellos está pasado de moda y desapareciendo, así que nos centraremos en el segundo. Actualmente distribuye, dentro del nuevo socket 775, los siguientes modelos:· Intel Celeron D, la gama baja y con un rendimiento escaso, poca memoria caché . Además, son sólo  de 32 bits. Actualmente de 2'533 a 3'333 GHz. Hay de dos tipos, núcleo Prescott con 256 Kb de caché y núcleo Cedar Mill, con 512 Kb. · Intel Pentium 4, la gama media. Poseen extensiones EMT 64, son micros de 64 bits. Ya no indican el nº de GHz, sino un modelo. Hay que averiguar la velocidad real del micro. Existen dos cores:Prescott: de 531 / 3'0 GHz hasta 541 / 3'2 GHz, con 1024 kB de cachéCedar Mill: de 631 / 3'0 GHz hasta 661 / 3'6 GHz, con 2048 kB de caché.  · Intel Pentium D, la gama alta. Doble core. Vienen con dos nucles y por lo tanto se puede decir que este duplicando (idealmente) el rendimiento. Sólo se aprovechan al 100% si el software está optimizado, pero son muy recomendables para trabajar con varios programas. También son micros de 64 bits. Existen dos cores:Smithfield: 805 y 2'666 GHz. Sólo 1024 Kb de caché por core. Muy malos, dado que tienen sólo 533 MHz de bus.Presler, de 915 / 2'8 GHz hasta 960 / 3'6 GHz. 2048 kB de caché por core y 800 MHz de bus. Uno de estos es buena compra, así que asegúrate que empiece por "900".· Intel Core 2 Duo, la gama más alta. También de doble core y 64 bits, pero emplean una arquitectura nueva (arquitectura core), que es la base para los futuros micros de 4 y 8 cores en adelante. Aunque van a una velocidad de GHz menor, su rendimiento es muchísimo más alto que los anteriores, por lo que son mucho más rápidos que los Pentium D. Existen dos cores:

1.4. TipusAMDEn AMD su velocidad marca en XXXX+. Por ejemplo, un Athlon64 3200+ con 512 kB de caché, va a 2 GHz. Athlon Sempron64 con socket AM2. Económica pero poco recomendable, con sólo 128 y 256 kB de caché y velocidades de 2800+ hasta 3600+. Son igual de caros que los Athlon64 Socket 939 Venice del siguiente apartado y mucho peores, por lo que comprarlos es tirar el dinero.Athlon 64 con Socket 939: aquí tenemos hasta 4 cores:Venice y Manchester. En este caso recomendamos los primeros, que son algo más baratos y similares en rendimiento que los segundos. Dentro de los Venice tenemos desde 3000+ hasta 3800+. Los Manchester son el modelo doble core pero con uno de ellos desactivado. Al igual que los Venice, tienen 512 kB de caché.Existen otras dos variantes con núcleos San Diego y Toledo, ambos 3700+ y con 1024 kB de caché. Son los mejores Athlon 64 de socket 939 con diferencia, pues tienen más memoria caché, por lo que son los mejores athlon64 939.Athlon 64 con Socket AM2. En este caso tenemos sólo un núcleo, Orleans, con velocidades entre 3200+ y 3800+, con 512 kB de caché. Athlon 64 X2 con Socket 939. Al igual que en los Intel, también tenemos esta opción con doble core de AMD. Tenemos dos núcleos:Manchester, con velocidades de 3800+ hasta 4600+. Con 512 kB de caché por core. No son malos, pero tampoco los mejores.Toledo, con velocidades de 4400+ hasta 4800+. Con 1024 kB. Son los mejores doble core para socket 939.Athlon 64 X2 con Socket AM2. Tenemos un núcleo, Windsor, con velocidades desde 3600+ hasta 5200+, Ojo que tienen cachés de distintas velocidades, entre 256 y 1025 kB. Por ejemplo, el 4200+ a 2,2 GHz y 512 kB,  el 4400+ a 2,4 GHz y 1024 kB. Athlon 64 FX-62 con Socket AM2. Es el más alto de gama de AMD, doble core, 2'8 GHz de velocidad y 1024 kB de caché por core.

1.5. Cost

1.5. Cost

1.5. Cost

1.6. Bibliografia

http://logica-digital.blogspot.com/2007/11/suplemento-3-cmo-trabaja-el.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

http://es.wikipedia.org/wiki/Cpu

http://www.duiops.net/hardware/micros/microsactuales.htm

BUSBUS

BUS2.1.- Informació general2.2.- Característiques / components2.3.- Funcionament / connexió2.4.- Tipus2.5-. Cost2.6.- Bibliografia

2.1. Informació general· Es el elemento responsable de establecer una correcta interaccion entre los diferentes componentes del ordenador, es por lo tanto, el dispositivo principal de comunicación.· En un sentido físico, su descripción es: conjunto de líneas de hardware (metálicas o físicas), utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático.· En cambio, en sentido figurado es: una ruta compartida, que conecta diferentes partes del sistema.

2.2. Característiques /components

Un bus está compuesto por conductos (vías), éstas hacen posible la interconexión de los diferentes componentes entre sí, y principalmente con la CPU y la memoria. En estos conductos se destacan dos subcategorías, el bus de datos y el bus de direcciones; entre estos existe una fuerte relación, puesto que para cada instrucción/archivo enviado por uno de los dos buses, por el otro va información sobre esta instrucción/archivo.

2.3. Funcionament / connexió

En lo referente a la estructura de interconexión mediante los buses, existen de dos tipo:

· Bus único : considera a la memoria y a los periféricos como posiciones de memoria, y hace un símil de las operaciones E/S con las de escritura/lectura en memoria. Todas estas equivalencias consideradas por este bus, hacen que no permita controladores DMA (Direct Acces Memory ; de acceso directo a memoria).

· Bus dedicado : este en cambio, al considerar la memoria y periféricos como dos componentes diferentes, permite controladores DMA (dedicando un bus especial para él).

2.3. Funcionament / connexió

Éste bus especial del bus dedicado, contiene cuatro subcategorías más:

· Bus de datos : transmite información entre la CPU y los periféricos.

· Bus de direcciones : identifica el dispositivo a quién va destinada la información que se transmite por el bus de datos.

· Bus de control o de sistema : organiza y redirige la información hacia el bus pertinente para la información que se tiene que transmitir. Es el bus encargado de hacer el direccionamiento, quién realiza toda la función de direccionar es el controlador, diferente para cada tipo de dispositivo.

2.3. Funcionament / connexió

La capacidad operativa del bus depende de: la inteligencia del sistema, la velocidad de éste, y la "anchura" del bus (número de conductos de datos que operan en paralelo)

Aquí tenemos una tabla de los diferentes procesadores que ha habido hasta ahora y su capacidad de bus:

2.4. Tipus

· El Bus XT y el BUS ISA (AT)

· MCA (Bus Micro Channel)

· EISA (Extended ISA)

· Local Bus

· Vesa Local Bus

· PCI (Peripheal Components Interconnect)

· SCSI (Small Computer System Interface

· AGP (Accelerated Graphics Ports)

2.6. Bibliografia

http://www.hardware12v.com/conocimientospc/41.php