ARQUITECTURA Y ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR

ARQUITECTURA

La arquitectura de un procesador hace referencia a su diseño interno. Básicamente podemos encontrar dos familias de arquitecturas: RISC y CISC.

Las arquitecturas RISC (reduced instruction set computer) se basan, como su propio nombre indica, en un conjunto de instrucciones reducido y simple. Es la base de los procesadores que suelen incorporar los grandes sistemas como los mainframes debido a las posibilidades de paralelismo y de multi-tarea real que ofrece su diseño

Figura 1 características de la arquitectura RISC

Las arquitecturas CISC (complex instruction set computer) usan una aproximación distinta. Disponen de un juego de instrucciones complejo y muy elaborado, incluyendo hasta instrucciones especiales para la gestión de datos multimedia. Son las arquitecturas en las que se basan los procesadores para los ordenadores personales, como los de Intel o AMD.

Figura 2 Características de la arquitectura CISC

ORGANIZACIÓN DE LOS PROCESADORES

La función principal de un procesador es ejecutar instrucciones y la organización que tiene viene condicionada por las tareas que debe realizar y por cómo debe hacerlo.

Para ejecutar las instrucciones, todo procesador dispone de tres componentes principales:

1) Un conjunto de registros: espacio de almacenamiento temporal de datos e instrucciones dentro del procesador.

2) Unidad aritmética y lógica o ALU1 : circuito que hace un conjunto de operaciones aritméticas y lógicas con los datos almacenados dentro del procesador.

3) Unidad de control: circuito que controla el funcionamiento de todos los componentes del procesador. Controla el movimiento de datos e instrucciones dentro y fuera del procesador y también las operaciones de la ALU.

(1)ALU son las siglas de la expresión inglesa arithmetic logic unit.

Figura 3 Componentes principales de todo procesador

Ejecución de una instrucción

El proceso de ejecución de una instrucción es el siguiente (ver Figura 4):

1. la unidad de interface con el bus lee la siguiente instrucción del programa y los datos asociados, que le llegan a través del FSB.

2. la unidad de decodificación traduce la instrucción y se la pasa a la unidad de control para que decida qué hacer con ella si la instrucción necesita ejecutar alguna operación matemática, se la pasa a la ALU

3. la ALU realiza la operación y deja el resultado en un registro

4. la unidad de control le pasa el resultado de la operación a la unidad de interfaz con el bus y le da la orden de guardarla en la memoria.

5. la unidad de interfaz con el bus escribe en la memoria RAM el resultado de la ejecución de la instrucción a través del FSB

Figura 4 pasos en la ejecución de una instrucción dentro de un procesador