Registros Internos y Auxiliares

Registros Internos: Todos los microprocesadores tienen registros internos que el usuario no puede manipular. El microprocesador los utiliza de manera automática cuando es preciso.

Registros Auxiliares: Son de uso general. El programador puede utilizarlos para almacenar datos o resultados intermedios.

Registros Especializados

Registro SP: Puede ser modificado por el programador y apunta a una zona de memoria denominada pila o stack.

Reloj: Genera todas las señales para controlar los restantes bloques del sistema y que vayan en sincronía. Se compone de ondas cuadradas de frecuencia constante generadas por un cristal de cuarzo. Se mide en MHz. El período de esta señal de reloj, medido en segundos, es el ciclo de reloj. Una serie de ciclos de trabajo se denomina ciclo máquina, que se compone de:

  • Fase de Búsqueda
  • Fase de Ejecución

MC: Encargada del almacenamiento de programas e información necesaria para el funcionamiento del sistema. Se compone de celdas semejantes, pero funcionalmente diferentes.

  • RAM: Volátil
  • M Programada: Zona de memoria donde se almacenan los programas a ejecutar.
  • M Datos: Almacena todos los datos del programa a ejecutar.

Registro Entrada: Son multiplexores a los cuales se conectan dispositivos exteriores por una serie de terminales.

Registro Salida: Al igual que los de entrada, son multiplexores, cuya carga se realiza desde el interior del sistema.

Diferencias entre Registros de Entrada y Salida

Las características eléctricas no son iguales, ya que deben adaptar los códigos binarios de trabajo de la CPU con los periféricos, así como las diferentes velocidades de trabajo interior y exterior.

Periféricos

Periféricos de Comunicación: De salida o de entrada (teclado, ratón).

Periféricos de Almacenamiento Masivo:

  • Unidad de Disco Magnético: Almacena información en una superficie magnética circular.
  • Cinta Magnética: Soporte magnético en forma de tira o cinta. Sistema barato, velocidad muy baja, acceso de forma secuencial.
  • Disco Óptico: Almacena gran cantidad de información. Se lee mediante un haz de luz.

Buses del Sistema

Constituido por varias líneas que transportan información del mismo tipo.

  • Bus de Direcciones: Por este bus van a circular los bits que seleccionarán la posición de memoria o el registro de E/S en el que deseamos leer o escribir. Tiene tantas líneas como bits tenga el bus de direcciones del sistema.
  • Bus de Datos: Circularán los bits que componen la información binaria, ya sean instrucciones o datos contenidos en la posición de memoria o en los registros de E/S, seleccionados por el bus de direcciones. Tiene tantos hilos como bits.
  • Bus de Control: Formado por una serie de líneas denominadas líneas de control, por las que va a circular el conjunto de señales para la correcta coordinación de todos los elementos del sistema.

Tipos de Sistemas

Microprogramable

Es aquel que es capaz de leer, interpretar y luego ejecutar, en principio de forma secuencial, las instrucciones contenidas en un programa. Tiene aplicaciones en informática, cálculos matemáticos, procesos industriales, aparatos electrodomésticos, etc.

  • Reloj: Ondas cuadradas periódicas, sincronía.

Microprocesadores

Incluyen la CPU. Se utilizan en aplicaciones que requieren grandes cantidades de memoria y realizan tareas a una elevada velocidad.

Microcontrolador

Chip integrado en la misma pastilla que la CPU. Tiene una capacidad de trabajo menor que el microprocesador.

PLD

Son chips que en su interior integran una matriz de puertas lógicas cuya funcionalidad puede ser programada por el usuario. No tienen la misma función que un sistema microprogramable.

Unidad de Proceso

Realiza operaciones aritméticas y lógicas con los datos procedentes de la memoria central o registros, ordenadas desde la UC. Se encarga de toda la transferencia de datos a la memoria o viceversa.

UAL

Parte operativa del procesador, compuesta por un circuito combinacional complejo. Realiza operaciones aritméticas.

  • ALU 0 direcciones: Los datos de entrada provienen de la pila.
  • ALU 1 dirección: Uno de los datos de entrada proviene del acumulador (ACUM) y el otro de un registro de entrada (RI).
  • ALU 2 direcciones: Los datos provienen de 2 RI. El resultado se devuelve a uno de los RI, machacando el valor que tenía antes.
  • ALU 3 direcciones: Los datos de entrada provienen de dos RI, pero el resultado se devuelve en otro registro, no interfiriendo con los utilizados para introducir los datos.

Acumuladores

Es una pequeña memoria interna del microprocesador, donde se almacenan temporalmente los resultados intermedios de las operaciones. Los registros están formados por biestables colocados de tal forma que pueden almacenar la información en un momento determinado.

  • El registro acumulador: Es el registro de almacenamiento temporal.
  • El registro de estado: Informa sobre el resultado que se obtuvo al ejecutar la última instrucción.

UC

Es la parte más importante del microprocesador, encargada de gobernar el funcionamiento global del mismo. Recibe datos, los transforma e interpreta, enviándolos a los elementos que los requieren para un correcto procesamiento.

  • Contador de Programa: Registro que indica en qué posición de memoria se encuentra la próxima instrucción a ejecutar.
  • Decodificador de Instrucciones: Traduce las instrucciones del programa contenidas en la memoria a micro-órdenes grabadas internamente en el chip, para saber los pasos a seguir.
  • Lógica Cableada: Puertas lógicas y contadores que generan las micro-órdenes en función de las entradas y los indicadores de estado interno.
  • Microprogramadas: Generan las micro-órdenes por medio de una memoria ROM, que almacena el microprograma de operaciones elementales.