conjunto de circuitos que realiza operaciones lógicas como comparar dos números a fin de ver si son iguales, u operaciones aritméticas como sumar y restar.
La ALU usa registros para conservar los datos que está procesando. En ella, el resultado de una operación lógica o matemática se guarda temporalmente en el acumulador.
Función de la ALU
◦ Los datos por procesar llegan de la RAM y se alojan en registros.
◦ Una señal de la unidad de control indica que operación aritmética o lógica realizar
◦ La ALU ejecuta la operación y coloca el resultado en el acumulador.
◦ Los resultados suelen enviarse a la RAM para producir una salida o almacenarlos en disco.
Un conjunto de instrucciones es la lista de
instrucciones que puede efectuar una unidad central de procesamiento. Cada tarea debe estar descrita en términos de la lista de
instrucciones limitada en el conjunto de instrucciones.
El termino
ciclo de instrucciones
se refiere al proceso en que una computadora ejecuta una solo instrucción. Este ciclo se repite cada que la maquina completa una instrucción. Cada vez que el CPU ejecuta una instrucción, realiza una serie de pasos. Las series
complejas de pasos se conocen como
ciclo
maquina
. Un ciclo de maquina puede ser dividido en dos ciclos mas pequeños:
◦ El ciclo de instrucciones
◦ El ciclo de instrucciones
la CPU lleva a cabo dos pasos
Recolectar
antes de que el CPU pueda ejecutar algunas instrucciones, la unidad de control debe recuperar o recolectar un
comando o datos desde la memoria de la computadora.
Decodificar
Antes de que se pueda ejecutar un comando, la unidad de control debe separar o decodificar el comando en
instrucciones que corresponden a aquellas que pertenecen al conjunto de instrucciones del CPU
◦ El ciclo de ejecución
Ejecutar
Cuando el comando es ejecutado, el CPU lleva a cabo las instrucciones en orden al convertirlas en micro código.
Almacenar
Es posible que el CPU necesite almacenar los resultados de una instrucción en la memoria (pero no siempre es necesaria esta condición)
A pesar de que el proceso es complejo, la computadora lo puede llevar a cabo con una velocidad increíble, traduciendo millones de
instrucciones cada segundo (MIPS). Los CPS mas nuevos se pueden medir en billones de
Ciclo de instrucción
◦ Tomar la instrucción
◦ Interpretar la instrucción
◦ Ejecutar la instrucción
No todas las unidades centrales de
procesamiento son iguales, algunas procesan con mayor rapidez que otras. En su velocidad influye varios factores como la rapidez del
reloj, el tamaño de la palabra, el cache y el tamaño del conjunto de instrucciones.
Una computadora tiene un reloj de sistema que emite impulsos que establecen la sincronización de todas las operaciones en el sistema.
Este reloj trabaja a un ritmo muy distinto del de un reloj que indica la hora, determina la
velocidad a la que la computadora puede ejecutar una instrucción y por consiguiente limita la
cantidad de instrucciones que puede efectuar en cierto lapso.
El tiempo transcurrido para completar un ciclo de instrucción y ejecución se mide en megahertz
El tamaño de palabra es la cantidad de bits que puede manipular simultáneamente la
CPU, se base en el tamaño de los registros de la CPU y en la cantidad de líneas de datos en el bus.
Por ejemplo un CPU con ocho bits de tamaño de palabra se llama procesador de 8 bits,
tiene registros de 8 bits y manipula ocho bits a la vez.
El cache es una memoria especial de alta
velocidad que permite que el microprocesador tenga acceso mas rápido a los datos, porque un microprocesador de alta velocidad puede ejecutar una instrucción con tanta rapidez que a menudo tiene que esperar a que los datos le lleguen de la RAM.
El cache asegura que los datos estén disponibles de inmediato cuando los pida la CPU. En igualdad de los demás factores, a mayor cache, mas
A medida que los programadores desarrollan diversos conjuntos de instrucciones de
computadora, tendieron a agregar instrucciones mas y mas complicadas que ocupaban muchos bytes en la memoria y necesitaban varios ciclos de reloj para su ejecución.
Una computadora basada en una unidad central de procesamiento, con un conjunto de
instrucciones complejas se llamada computadora CISC (conjunto complejo de instrucciones)
El microprocesador de un conjunto reducido de instrucciones o RISC tiene pocas
instrucciones que ejecutar, por consiguiente, las RISC deben ser mas rápida que las CISC para la mayor parte de las tareas de
Ya aprendimos que un bus de datos transporta datos entre la RAM. El bus de datos se prolonga a otras partes de la computadora. El segmento que lleva datos entre la RAM y los periféricos se llama bus de expansión. El bus de expansión es una
prolongación del bus de datos.
Una tarjeta de expansión es una tarjeta de
pequeños circuitos que conecta un dispositivo con la computadora o que puede agregar
Una ranura de expansión es un receptáculo en que puedes insertar una tarjeta de expansión.
La cantidad de ranuras vacías determina sus posibilidades de expansión.
La mayoría de computadoras tienen de 4 a 8 ranuras de expansión.
Ej.:
◦ Tarjeta de video
◦ Tarjeta de red
◦ Tarjeta de modem (se utiliza para transmitir y recibir datos telefónicamente desde otra computadora)
Un puerto de expansión es un lugar por donde pasan datos que entran y salen de una computadora o periférico.
Para conectar un periférico a una tarjeta de expansión, enchufa el cable del dispositivo en el puerto de expansión de la tarjeta. Muchas veces, el puerto esta en la tarjeta, de modo que se llega a el a través de un agujero en la parte trasera del gabinete o
bien, se puede conectar directamente a la tarjeta principal.
Ej.
◦ Energía
◦ Puerto serial
◦ Puerto paralelo (impresora)
◦ Puerto ps/2 mouse
◦ Puerto del teclado
◦ Conector de red
◦ Ajuste del volumen
◦ Bocina del micrófono
Un puerto paralelo proporciona una conexión para transmitir datos en grupos simultáneos de ocho bits por un cable con ocho
conductores distintos de datos.
Como los ocho bits viajan al mismo tiempo, la transmisión en paralelo es relativamente rápida.
Generalmente se usa para mandar datos a una impresora.
Esta en la tarjeta principal o en una tarjeta de expansión.
Un puerto serial , puerto serie o puerto RS-232C, permite transmitir datos bit por bit (serie de bits).
Conecta la computadora con dispositivos
como módems , que necesitan transmisión de datos en dos sentidos, o el mouse, que solo envía datos en un solo sentido.
Es menos susceptible a la interferencia que
un cable paralelo, puesto que requiere menos conductores de datos.
La unidad del sistema cuenta con aberturas, llamadas bahías, para el montaje de unidad de discos, CD-ROM.
Una bahía externa permite instalar
dispositivos a los que accede desde el
exterior del gabinete, como una unidad de disquete.
Una bahía interna permite conectar
dispositivos a los que no es necesario acceder externamente como una unidad de disco
La secuencia de hechos desde que enciendes una computadora hasta que esta lista para trabajar se llama proceso de inicialización (arranque o boot)
El principal objetivo de dicho proceso es que los archivos del sistema operativo lleguen a la RAM.
Secuencia:
◦ Encendido
◦ Corre programa de inicialización
◦ Auto diagnóstico al encendido
◦ Carga del sistema operativo
◦ Comprobación de la configuración y la personalización
Encendido , lo primero que sucede cuando se conecta la corriente es que el ventilador
comienza a trabajar y la luz piloto del
gabinete se enciende. Pasando energía a la tarjeta principal.
Comienzo del programa de inicialización, el procesador comienza a ejecutar el programa de arranque almacenado en la ROM.
El siguiente paso es el auto diagnóstico al
encendido o POST que localiza y diagnostica si hay problemas. Revisa si la RAM, las
tarjetas de expansión, el teclado y las
unidades de disco trabajan de forma correcta.
Carga del sistema operativo, Después de
terminar sin novedad el auto diagnóstico, la computadora continua con las instrucciones del ROM para cargar el sistema operativo en la RAM.
Identifica que unidad es la predeterminada (C) y la utiliza durante todo el resto de la sesión.
A continuación la maquina trata de localizar y cargar los archivos del sistema operativo que esta en la unidad predeterminada
Comprobación de configuración y
personalización, al principio del proceso de inicialización, la computadora revisa la CMOS para determinar la cantidad de RAM instalada y los tipos de unidades de disco disponibles. En la siguiente etapa del proceso, la computadora
busca los archivos de configuración en la unidad predeterminada y las instrucciones
Lista para comandos y datos, el proceso de inicialización termina cuando la computadora queda lista para aceptar los comandos.
Entonces, por lo general, se muestra la pantalla principal del S.O.