Recursos de Máquina

UTILIDAD Y FUNCIONAMIENTO

MEMORIA PRINCIPAL RAM: Es la memoria de Acceso Aleatorio, cuando se dice acceso aleatorio, se refiere a la capacidad que tiene el microprocesador de escribir y leer en la memoria, en cualquier posición aleatoriamente, esto quiere decir, que no necesita seguir un orden secuencial para poder acceder a una posición de memoria. Es la memoria más importante del sistema, bien conocida como memoria del usuario, la cual se encarga de ejecutar lo programas que se usan en la computadora. La memoria RAM es un tipo de memoria volátil, o sea que es temporal, mientras la máquina esté prendida.

MEMORIA CACHÉ: Los programas en la memoria caché ejecutan mucho más rápido que en la memoria principal. Al utilizar la memoria caché se espera que: la sobrecarga que supone el traspaso de programas a un nivel de memoria a otro sea mucho mejor que la mejora en el rendimiento obtenida por la posibilidad de una ejecuciòn mucho màs ràpida en la cachè. 

El bus tiene a sobrecargarse y el rendimiento a disminuir dràsticamente; la soluciòn es añadir una memoria de caché de alta velocidad entre la cpu y el bus: El caché guarda las palabras de acceso reciente. Todas las solicitudes pasan a través del caché.Si la palabra solicitada se encuentra en el caché, éste responde a la cpu, no se hace solicitud alguna al bus. Si el caché es o bastante grande la tasa de encuentros será alta y la cantidad de tráfico en el bus por cada cpu disminuirá drásticamente., permite incrementar el número de cpu.

MEMORIA ROM: Es la memoria de sólo lectura, es de muy poca  capacidad ya que solamente se usa como arranque para inicializar el sistema operativo y lo único que puede hacer el microprocesador es leer el programa que tiene grabado, no puede realizar modificaciones en esta memoria. Lo que está escrito en la memoria ROM queda almacenado para siempre.

UNIDAD DE INTERFACE CON EL BUS: Es la parte del procesador que se une con el resto de la PC. Debe su nombre al hecho de que realiza los movimientos de datos hacia el bus de datos del procesador, el primer conducto en la transferencia de información hacia y desde el CPU. La BIU es la responsable de responder a todas las señales que van al procesador, y de generar todas las señales que van del procesador a las demás partes del sistema. También sirve de paso a las instrucciones de programa y los datos para que éstos puedan alcanzar los registros de la unidad de control y de la ALU.

La BIU sincroniza los niveles de las señales de la circuitería interna del microprocesador con los de los otros componentes dentro de la PC. Los circuitos internos de un microprocesador, por ejemplo, se diseñan para consumir poca electricidad de modo que puedan funcionar más rápidamente y evitar el calentamiento excesivo. Estos circuitos internos delicados no pueden manejar los voltajes más altos necesarios para los componentes externos. Por lo tanto, cada señal que sale del microprocesador pasa a través de un buffer de señal intermedio en la BIU que incrementa su voltaje.

UNIDAD DE DECODIFICACIÓN: Esta unidad se encarga de interpretar ese código para verificar cuál es el tipo de instrucción a realizar. Por ejemplo, instrucciones de suma, multiplicación, almacenamiento de datos en memoria, etc. 

UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA (ALU): Las operaciones que realiza son las siguientes: suma, resta, multiplicación, división, y aquellas que trabajan con dígitos binarios. En suma, saber cómo funciona un microprocesador implica conocer cómo se va ejecutando cada una de las instrucciones de programa que se almacena en memoria. Los pasos globales que se siguen a la hora de sumar una instrucción son: búsqueda de la instrucción, decodificación de la instrucción, búsqueda de operandos, ejecución de la instrucción y almacenamiento del resultado. 

ALU está formada a su vez , por los siguientes elementos: circuito operacional, registros de entrada REN, registro acumulador, registro de estado FLAGS. El circuito operacional contiene los circuitos necesarios para la realización de las operaciones con los datos procedentes de los registros de entrada. Registros de entrada REN , en ellos se almacenan los datos u operandos que intervienen en una  instrucción antes de la realización de las operaciones por parte del circuito operacional. El registro acumulador almacena los resultados de las operaciones llevadas a cabo por el circuito operacional. Registros de estado o FLAGS, se trata de unos registros de memoria en los que se deja constancia de algunas de las condiciones que se dieron en la última operación realizada y que habrán de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores.

REGISTROS: La memoria más rápida de la computadora son los registros, ubicados en cada uno de los núcleos de cada CPU.

UNIDAD DE CONTROL (UC): Es el centro nervioso del ordenador ya que desde ellas se controlan y gobiernan todas las operaciones. Como funciones básicas tienen: tomar las instrucciones de memoria, decodificar o interpretar las instrucciones y ejecutar las instrucciones. Para realizar su función, la unidad de control consta de lo siguientes elementos: contador de programa, registros de instrucción, decodificador, reloj y un secuenciador. El contador de programa mantiene permanentemente de la siguiente instrucción a ejecutar. El registro de instrucción contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento. El decodificador se encarga de extraer el código de operación de las instrucciones en curso, lo analiza y emite las señales necesarias al resto de los elementos para su ejecución a través del secuenciador. El reloj proporciona una sucesión de impulsos eléctricos o ciclos en intervalos constantes. El secuenciador, en este dispositivo se genera órdenes muy elementales, micro órdenes, que sincronizados por los impulsos del reloj hacen que se vaya ejecutando poco a poco la instrucción que está cargada en el registro de instrucción. 

Al reiniciar el microprocesador, la unidad de control sigue una señal de reset y prepara al resto del sistema y recibe la señal del reloj que marca la velocidad del procesador. El registro PC 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 aparezca 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. La unidad de control procesa esto y va activando los movimientos de datos. La instrucción pasa del RI al decodificador de instrucciones que contiene una tabla con el significado de la instrucción. El DI ejecuta la instrucción y si no puede consulta con la unidad de control, si la instrucción fuese una suma, la unidad de control cargaría los valores a sumar en los registros REN 1 y REN 2 de la unidad aritmética lógica, luego lo ordenaría a la ALU que los sume y 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.

RELOJ INTERNO: Proporciona la hora, tiempo transcurrido y el valor de un temporizador para activar la operación X a la hora T (cronómetro). El hardware para medir el tiempo transcurrido y activar operaciones se denomina temporizador de intervalos programable y se lo usa para fijar una cantidad de tiempo y genere una interrupción, realice operaciones periódicas.