Centro Educativo Salesianos Alameda
“¡CON JESUS, recorramos juntos la aventura del Espíritu”
Departamento de Electrónica
Informe AOMPC "El Microprocesador"
Integrantes: Gonzalo Carrasco Yarni Yarni Flores Nicolás Flores Crso: Crs o: !E #$P$ $P$ Profesor: Cladio %i&era Fec'a de Entrega: (()*!)(*+, 1
Índice Objetivos…………………………………………………………………. página 3 Marco Teórico …………………………………………………………… página 4 Introducción…………………………….....…………………………….. Página 5 Desarroo…………………………………………………………… páginas !" #" $" % & '( )oncusión………………………………………………………………… página '' *ibiogra+,a……………………………………………………………….. Página '-
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Objetivo Lograr que sean capaz de identificar las funciones principales, características, velocidades y determinar cómo funciona el procesador, para que finalmente logre realizar el proceso del instalación adecuado escogiendo así el mejor procesador con las mejores características para obtener el mejor rendimiento deseado
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Marco teórico /0 P1O)/2DO1. Es el chip más importante de cualquier placa madre. in !l, un ordenador no podría funcionar. " menudo a este componente se le denomina #$% &#entral $rocessing %nit, %nidad de procesamiento central'. La #$% gestiona cada paso en el proceso de los datos. "ct(a como el conductor y el supervisor de los componentes de hard)are del sistema. "simismo, está unida, directa o indirectamente, con todos los demás componentes de la placa madre. $or lo tanto, muchos grupos de componentes reciben órdenes y son activados de forma directa por la #$%. El procesador está equipado con buses de direcciones, de datos y de control, que le permiten llevar a cabo sus tareas. Estos sistemas de buses varían dependiendo de la categoría del procesador. *ambi!n durante el desarrollo de los ordenadores personales han ido variando las unidades funcionales internas de los procesadores, evolucionando drásticamente. "demás, se ha incorporado un n(mero de transistores y circuitos integrados cada vez mayor, y dentro de un espacio cada vez más reducido, a fin de satisfacer las demandas cada vez más e+igentes de mayores prestaciones por parte del soft)are. $or ejemplo, el microprocesador $entium contiene, ubicados sobre una placa de cerámica de apro+imadamente milímetros cuadrados, más de tres millones de transistores. $or todo lo e+puesto, se hacen lógicamente necesarios unos procesos de fabricación tambi!n complejos y especiales. La t!cnica que permite construir elementos casi microscópicos &un micrómetro, o la millon!sima parte de un metro'. Es desarrollada por -ntel y se conoce como #/01-2. $ara apreciar la miniaturización en cuestión, pensemos que un solo pelo humano tiene una anchura que se e+tendería sobre 344 unidades de este tipo. La configuración y capacidad de este procesador son los criterios fundamentales que determinan el rendimiento de todo el ordenador
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IT1OD))IO El microprocesador es un elemento muy complejo y de rápida evolución, cada día salen más y mejores microprocesadores para ocuparse en $#, cámaras, celulares y prácticamente cualquier objeto electrónico que sea autónomo por lo que no siempre se puede estar al día en lo que a procesador se refiere. *al es su evolución que hoy en día e+isten más de 34 marcas de procesadores en el mercado tales como "/5, -ntel, 6vidia, 7ualcomm, "*-, etc. "demás de los procesadores de marcas fabricadoras de productos electronicos como E+ynos de amsung, y el "+ de "pple. $or lo mismo en este trabajo se darán a conocer las partes fundamentales que componen a un microprocesador, sus etapas de ejecución, su historia y sus componentes
D/211O00O / pri6er 6icroprocesador En 3893 la 7pionera7 compa:ía -ntel consiguió por primera vez poner todos los transistores que constituían un procesador sobre un (nico circuito integrado &el 74((47', nacía el primer microprocesador del mundo, creado en un simple chip y desarrollado por -ntel. Era una #$% de ; bits y tambi!n fue el primero disponible comercialmente. Este desarrollo impulsó la calculadora de ilog >=4 o /otorola =48, hasta los recientes -ntel #ore ? 5uo, -ntel #ore ? 7uad, -ntel @eon, -ntel -tanium--, *ransmeta Efficeon o #ell. "hora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta ?A bits, habiendo pasado por los de 3?=, ;, B?, 3, = y ; bits. 5esde la aparición de los primeros computadores en los a:os cuarenta del siglo @@, muchas fueron las evoluciones que tuvieron los procesadores antes de que el microprocesador surgiera por simple disminución del procesador.
/ 6icroprocesador Es el cerebro de la computadora, ejecuta los programas, es imprescindible para el funcionamiento del ordenador. e trata de un chip o pastilla de silicio, que contiene circuitos integrados, transistores, es protegido por una cobertura de cerámica y plástico. La función del microprocesador es la de recuperar, interpretar, cumplir instrucciones, y operar como calculadora del sistema, pudiendo hacer operaciones aritm!ticas y tambi!n operaciones lógicas entre conjuntos, como unión &0C' o intersección &"65'. El microprocesador ejecuta las instrucciones almacenadas como n(meros binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fasesD •
Prefetch ,
•
Fetch,
•
prelectura de la instrucción desde la memoria principal.
envío de la instrucción al decodificador
5ecodificación de la instrucción, es decir, determinar qu! instrucción es y por tanto qu! se debe hacer.
!
•
Lectura de operandos &si los hay'.
•
Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento.
•
Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.
#ada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de #$%, 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 &realizada en un solo ciclo' de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un circuito $LL, normalmente basado en un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos &o pulsos' en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de megahercios. La velocidad se miden en megahertzios &/z' o gigahertzios &z', donde3.444 /z equivalen a 3 z.
0os 6icroprocesadores sueen tener dos veocidades 2elocidad internaD velocidad a la que funciona el micro internamente &A44, 44, =44 /z'. 2elocidad e+terna o de bus &F<'D velocidad con la que se comunican el micro y la placa base &generalmente 4, ó 344 /z'.
Partes de un 6icroprocesador El coprocesador matemáticoD #orrectamente la F$% &%nidad de coma flotante'. 7ue es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el e+terior del micro en otro chip. Esta parte está considerada como una parte GlógicaH junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos La memoria cach!D Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria C"/ reduciendo el tiempo de espera. $or ejemploD en una biblioteca, en lugar de estar buscando cierto libro a trav!s de un banco de ficheros de papel se utiliza la computadora, y gracias a la memoria cache, obtiene de manera rápida la información. *odos los micros compatibles con $# poseen la llamada cache interna de primer nivel o L3I es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a !l. Los micros más modernos &$entium --- #oppermine, "thlon *hunderbird, etc.' incluyen "
tambi!n en su interior otro nivel de cach!, más grande aunque algo menos rápida, la cach! de segundo nivel o L?. El encapsuladoD Es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro &por ejemplo, por o+idación por el aire' y permitir el enlace con los conectores e+ternos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base. 5isipador de calorD Es fundamental para un rendimiento óptimo de los mismos. Esto es debido a que en todo semiconductor, el flujo de la corriente produce una p!rdida de energía que se transforma en calor. El calor produce un incremento de la temperatura de dispositivo. i este incremento es e+cesivo e incontrolado, inicialmente provocara una reducción de la vida (til del elemento y en el peor de los casos lo destruirá. Los registrosD on básicamente un tipo de memoria peque:a con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. ay varios grupos de registros en cada procesador. %n grupo de registros esta dise:ado para control del programador y hay otros que no son dise:ados para ser controlados por el procesador pero que #$% los utiliza en algunas operaciones en total son treinta y dos registros. La memoriaD Es el lugar donde el procesador encuentra sus instrucciones de programa y sus datos. *anto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador los toma de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador. $uertosD Es la manera en que el procesador se comunica con el resto de la placa. %n puerto es análogo a una línea de tel!fono. #ualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un n(mero de puerto que el procesador utiliza como si fuera un n(mero de tel!fono para llamar circuitos o a partes especiales.
)o6ponentes de 6icroprocesador En el microprocesador se encuentran integrados una serie de bloques que le permiten realizar las funciones para las que ha sido fabricado. Los bloques fundamentales sonD %nidad de controlD Es el cerebro del microprocesador, ya que genera todas las se:ales tanto de control interno como e+terno. " !l le llegan unos códigos &combinación de bits' que son decodificados y ejecutados
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Cegistros internosD 5entro del microprocesador hay una serie de memorias que, al encontrarse internamente, este maneja de una forma especial. Estas posiciones de memoria internas llamadas registros, pueden tener una utilidad general o una específica.
08O2 MI)1OP1O)/2DO1/2 /-#C0$C0#E"50C ;44;D Fue el primer microprocesador de -ntel. Este descubrimiento impulsó la calculadora de
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memoria ; bits &aunque el procesador seguía manteniendo compatibilidad de B? bits para las operaciones internas y los registros tambi!n eran de B? bits'.
El $E6*-%/ ;D #orresponde al ultimo dise:o de -6*EL para dar respuesta a las nuevas necesidades que el avance de las nuevas tecnologías implica. Lo mas llamativo de este micro es que se trata de un desarrollo completamente nuevo, no se ha apoyado en dise:os anteriores como ocurría, parece que este es el avance más importante de -6*EL desde el a:o 388A. /icroprocesador para portátilesD -ntel "tom ?94D on los micros de bajo coste y bajo rendimiento de -ntel, utilizados en los 6etbooK, peque:os portátiles aptos para aplicaciones dom!sticas y ofimática, que se pueden encontrar en las tiendas por precios inferiores a los B44 #ore ? duo D oy en dia son los micros más potentes en el mercado para portátiles, &por lo menos mientras no lleguen los i9 a los portátiles'. *odos tienen dos n(cleos y cach! L? que varía entre ? /< y /<. Los más frecuentes que se montan ahora pertenecen a la familia *+++, *9+++ y *=+++. El primer dígito , 9 y = indica la cach! L?D ?, B ó /<, mientras que el segundo dígito indica la velocidad del propio micro. $L##D *ambi!n llamado 7uad1Flat11Leg #hipcarrier &7F' es un encapsulado de circuito integrado con un espaciado de pines de 3,?9 mm &4,4A pulgadas'. El n(mero de pines oscila entre ?4 y =;. Los encapsulados $L## pueden ser cuadrados o rectangulares. El ancho oscila entre 4,BA y 3,3A pulgadas. %n dispositivo $L## puede utilizarse tanto para montaje en superficie como para instalarlo en un zócalo $L##. La causa de usar un zócalo montado en superficie puede ser que el chip no soporte el calor generado durante el proceso, o para facilitar su reemplazo.
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)oncusión #on este informe logramos entender un poco de la historia de los procesadores junto con su evolución y como va avanzando cada vez más la tecnología dentro d!cada chip llegando a la nanotecnología, el funcionamiento del procesador no es tan simple como se oye que simplemente procesa datos e instrucciones sino que debe pasar por varias unidades y realizar varias operaciones dependiendo del tipo de dato que se vaya a procesar, tambi!n se observó que un aspecto muy importante y esencial es la velocidad con la cual se está manejando actualmente pasando de los Mz a los z, es un avance muy eficaz y se espera llegar velocidades superiores. N por (ltimo con esta información podemos elegir el más apropiado para el uso que le queramos dar.
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*ibiogra+,a httpDOO))).definicionabc.comOtecnologiaOmicroprocesador.php httpsDOOes.)iKipedia.orgO)iKiO/icroprocesador httpDOO))).partesdeunacomputadora.netOprocesador httpsDOOes.scribd.comOdocO=3A39A;O#omponentes15el1/icroprocesador
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