Procesador
Componente del computador y otros dispositivos
programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y
procesa los datos. Los CPU proporcionan la característica fundamental de la
computadora digital (la programabilidad) y son uno de los componentes
necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el
almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como
microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde
mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han
reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término
"CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores.
El
primer microprocesador (Intel 4004) se inventó en 1971. Era un
dispositivo de cálculo de 4 bits, con una velocidad de 108 kHz. Desde entonces,
la potencia de los microprocesadores ha aumentado de manera exponencial
Funcionamiento
El procesador (denominado CPU,
por Central Processing Unit) es un circuito electrónico que funciona a
la velocidad de un reloj interno, gracias a un cristal de cuarzo que, sometido
a una corriente eléctrica, envía pulsos, denominados "picos". La velocidad de reloj (también denominada
ciclo), corresponde al número de
pulsos por segundo, expresados en Hertz (Hz). De este modo, un ordenador de 200
MHz posee un reloj que envía 200.000.000 pulsos por segundo. Por lo general, la
frecuencia de reloj es un múltiplo de la frecuencia del sistema (FSB, Front-Side
Bus o Bus de la Parte Frontal), es decir, un múltiplo de la frecuencia de
la placa madre.
Instrucciones
Una instrucción es una operación elemental que el procesador puede
cumplir.. Las instrucciones se almacenan en la memoria principal, esperando ser
tratadas por el procesador. Las instrucciones poseen dos campos:
- el código
de operación, que representa la acción que el procesador debe
ejecutar;
- el código
operando, que define los parámetros de la acción. El código
operando depende a su vez de la operación. Puede tratarse tanto de
información como de una dirección de memoria.
Registros
Cuando el procesador ejecuta instrucciones, la
información almacena en forma temporal en pequeñas ubicaciones de memoria local
de 8, 16, 32 o 64 bits, denominadas registros.
Los registros más importantes
son:
- el registro
acumulador (ACC), que almacena los resultados de las
operaciones aritméticas y lógicas;
- el registro
de estado (PSW, Processor Estado: Word o Palabra de
Estado del Procesador), que contiene los indicadores de estado del sistema
(lleva dígitos, desbordamientos, etc.);
- el registro
de instrucción (RI), que contiene la instrucción que está
siendo procesada actualmente;
- el contador
ordinal (OC o PC por Program Counter, Contador
de Programa), que contiene la dirección de la siguiente instrucción a
procesar;
- el registro
del búfer, que almacena información en forma temporal desde la
memoria.
Señales de Control
Las señales de
control son señales electrónicas que orquestan las diversas unidades del
procesador que participan en la ejecución de una instrucción. Dichas señales se
envían utilizando un elemento denominado secuenciador. Por ejemplo, la
señal Leer/Escribir permite que la memoria se entere de que el
procesador desea leer o escribir información
Transistor
Un
transistor (contracción de los términos transferencia y resistor)
es un componente electrónico semi-conductor que posee tres electrodos capaces
de modificar la corriente que pasa a través suyo, utilizando uno de estos
electrodos (denominado electrodo de control). Éstos reciben el nombre de
"componentes activos", en contraste a los "componentes
pasivos", tales como la resistencia o los capacitores, que sólo cuentan
con dos electrodos (a los que se denomina "bipolares").
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