Secretaria De Educación
Instituto Polivalente Francisco Morazán
Informe de
Unidad central del proceso
Presentado por
Diana Margarita Velásquez Trejo
Previa Opción Al Título
Bachiller en Ciencias y Letras Técnico en Computación
Lugar
Morazán Yoro
Fecha
22/08/2011
Índice
| Contenido | Página |
| Introducción | Pag.3 |
| Objetivos | Pag.4 |
| Contenido | Pag.5-12 |
| Sugerencias | Pag.13 |
| Bibliografía | Pag.14 |
| anexos | Pag.15 |
El presente informe se da un breve explicación acerca de la unidad central del proceso el cual es una parte importante de la computadora la cual no funciona si no tiene un (CPU) de una forma detallada y resumida se da a conocer las características, funcionamiento, operaciones y procesamientos de dicha unidad.
Objetivos
1. Al presentar dicho informe es con el motivo de conocer un poco más acerca del tema.
2. Que cada párrafo del contenido sea claro y entendible.
3. Que cada parte de toda la lectura sea practicada por todos lo que lean el contenido de dicho informe.
4. Que sea de su agrado todas las partes que conforman el informe.
5. Que la redacción de dicho informe logre que todos aprendamos un poco más de la unidad central de proceso.
Los CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital (la programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados.
Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores.
La expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una descripción de una cierta clase de máquinas de lógica que pueden ejecutar complejos programas de computadora
. Esta amplia definición puede fácilmente ser aplicada a muchos de los primeros computadores que existieron mucho antes que el término "CPU" estuviera en amplio uso.
Sin embargo, el término en sí mismo y su acrónimo han estado en uso en la industria de la informática por lo menos desde el principio de los años 1960.
La forma, el diseño y la implementación de los CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.
Los primeros CPU fueron diseñados a la medida como parte de una computadora más grande, generalmente una computadora única en su especie.
Sin embargo, este costoso método de diseñar los CPU a la medida, para una aplicación particular, ha desaparecido en gran parte y se ha sustituido por el desarrollo de clases de procesadores baratos y estandarizados adaptados para uno o muchos propósitos.
Esta tendencia de estandarización comenzó generalmente en la era de los transistores discretos, computadoras centrales, y microcomputadoras, y fue acelerada rápidamente con la popularización del circuito integrado (IC), éste ha permitido que sean diseñados y fabricados CPU más complejos en espacios pequeños (en la orden de milímetros).
Tanto la miniaturización como la estandarización de los CPU han aumentado la presencia de estos dispositivos digitales en la vida moderna mucho más allá de las aplicaciones limitadas de máquinas de computación dedicadas. Los microprocesadores modernos aparecen en todo, desde automóviles, televisores, neveras, calculadoras, aviones, hasta teléfonos móviles o celulares, juguetes, entre otros.
Casi todos los CPU tratan con estados discretos, y por lo tanto requieren una cierta clase de elementos de conmutación para diferenciar y cambiar estos estados. Antes de la aceptación comercial del transistor, los relés eléctricos y los tubos de vacío (válvulas termoiónicas) eran usados comúnmente como elementos de conmutación.
Generalmente, cuando un tubo ha fallado, la CPU tendría que ser diagnosticada para localizar el componente que falla para que pueda ser reemplazado.
Por lo tanto, los primeros computadores electrónicos, (basados en tubos de vacío), generalmente eran más rápidos pero menos confiables que las computadoras electromecánicas, (basadas en relés).
Las computadoras de tubo, como el EDVAC, tendieron en tener un promedio de ocho horas entre fallas, mientras que las computadoras de relés, (anteriores y más lentas), como el Harvard Mark I, fallaban muy raramente.
Al final, los CPU basados en tubo llegaron a ser dominantes porque las significativas ventajas de velocidad producidas generalmente pesaban más que los problemas de confiabilidad. La mayor parte de estos tempranos CPU síncronos corrían en frecuencias de reloj bajas comparadas con los modernos diseños micro electrónicos.
CPU de transistores y de circuitos integrados discretos, memoria de núcleo, e interfaz de bus externo de un MSI PDP-8/A la complejidad del diseño de los CPU se incrementó a medida que varias tecnologías facilitaron la construcción de dispositivos electrónicos más pequeños y confiables. La primera de esas mejoras vino con el advenimiento del transistor.
Los CPU transistorizados durante los años 1950 y los años 1960 no tuvieron que ser construidos con elementos de conmutación abultados, no fiables, y frágiles, como los tubos de vacío y los relés eléctricos.
Con esta mejora, fueron construidos CPU más complejos y más confiables sobre una o varias tarjetas de circuito impreso que contenían componentes discretos (individuales).
Las generaciones previas de CPU fueron implementadas como componentes discretos y numerosos circuitos integrados de pequeña escala de integración en una o más tarjetas de circuitos.
Por otro lado, los microprocesadores son CPU fabricados con un número muy pequeño de IC; usualmente solo uno.
El tamaño más pequeño del CPU, como resultado de estar implementado en una simple pastilla, significa tiempos de conmutación más rápidos debido a factores físicos como el decrecimiento de la capacitancia parásita de las puertas.
Esto ha permitido que los microprocesadores síncronos tengan tiempos de reloj con un rango de decenas de megahercios a varios gigahercios.
Adicionalmente, como ha aumentado la capacidad de construir transistores excesivamente pequeños en un IC, la complejidad y el número de transistores en un simple CPU también se han incrementado dramáticamente.
Esta tendencia ampliamente observada es descrita por la ley de Moore, que ha demostrado hasta la fecha, ser una predicción bastante exacta del crecimiento de la complejidad de los CPU y otros IC.
Funcionamento del cpu
Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa, lleva la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en la secuencia adecuada.
La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual recupera la siguiente instrucción desde la memoria.
En una secuencia típica, la CPU localiza la instrucción en el dispositivo de almacenamiento correspondiente.
La instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el registro de instrucción.
Entretanto, el contador de programa se incrementa en uno para prepararse para la siguiente instrucción.
A continuación, la instrucción actual es analizada por un descodificador, que determina lo que hará la instrucción.
Cualquier dato requerido por la instrucción es recuperado desde el dispositivo de almacenamiento correspondiente y se almacena en el registro de datos de la CPU.
A continuación, la CPU ejecuta la instrucción, y los resultados se almacenan en otro registro o se copian en una dirección de memoria determinada.
La operación fundamental de la mayoría de los CPU, es ejecutar una secuencia de instrucciones almacenadas llamadas "programa".
El programa es representado por una serie de números que se mantienen en una cierta clase de memoria de computador.
Hay cuatro pasos que casi todos los CPU de arquitectura de von Neumann usan en su operación: fecha, decode, execute, y writeback, (leer, decodificar, ejecutar, y escribir).
Hay cuatro pasos: traiga, descifre, ejecútese, y writeback.
1.- Trae: Implica el recuperar de una instrucción (que sea representada por un número o una secuencia de números) de memoria del programa.
2.-Descifrar: La instrucción está quebrada para arriba en las piezas que tienen significación a otras porciones de la CPU. La manera de la cual se interpreta el valor numérico de la instrucción es definida por la arquitectura del sistema de instrucción de CPU (ISA).
3.-Ejecutar: Durante este paso, las varias porciones de la CPU están conectadas así que pueden realizar la operación deseada.
4.- writeback: “Escribe simplemente detrás” los resultados del paso del ejecutar a una cierta forma de memoria. Los resultados son escritos muy a menudo a un poco de registro interno de la CPU para el acceso rápido por instrucciones subsecuentes. En otros casos los resultados se pueden escribir a una memoria más lenta, pero más barata y más grande, central.
Reloj de sistemas
El CPU sincroniza o controla el tiempo de todas las operaciones de la computadora utilizando un pequeño chip llamado systemclock. Así como el corazón de una persona late a un ritmo regular para mantener el cuerpo funcionando, el systemclock genera pulsos electrónicos regulares, o “ticks”, que establece el ritmo de operación de los componentes del systemunit.
Cada tick es un ciclo de reloj (clockcycle). Actualmente, muchos CPU pueden ejecutar más de una instrucción por ciclo del reloj.
La velocidad del reloj (clockspeed o clockrate) es la velocidad a la que un procesador ejecuta instrucciones. Mientras más rápido sea el reloj, más instrucciones puede procesar el CPU por segundo.
Los manufactureros de computadoras expresan la velocidad del reloj en megaherts y gigahertz. Una computadora que opera a 933 MHz (megahertz) tiene 933 millones (mega) de ciclos de reloj en un segundo (hertz).
El poder del CPU frecuentemente es determinado por cuán rápido procesa datos. El systemclock es uno de los factores mayores que influencian la velocidad de la computadora.
Un CPU con mayor velocidad de reloj puede procesar más instrucciones por segundo que un CPU con menor velocidad de reloj. Es importante mantener en mente que la velocidad del reloj afecta solo al CPU; no tiene efectos en otros equipos como impresoras y lectores de disco (disk drives).
Disparadores de calor
Los nuevos procesadores generan mucho calor, lo que puede causar que el chip se queme. Por lo general, el abanico principal de la computadora genera suficiente flujo de aire para enfriar el procesador.
Sin embargo, en algunas ocasiones el procesador requiere un heatsink – especialmente cuando se añade un procesador más poderoso. Un heatsink es un componente pequeño de cerámica o metal que absorbe y ventila el calor producido por los componentes eléctricos.
Algunos heatsink se empacan como parte del procesador. Otros se instalan sobre o al lado del chip. Dado que el heatsink ocupa mucho espacio, un pequeño equipo llamado heat pipe enfría el procesador en las computadoras portátiles (notebook).
PROCESAMENTO PARALELO
El procesamiento paralelo es la ejecución de diferentes procesos en dos o más procesadores al mismo tiempo, donde estos procesos juntos resuelven un problema completamente.
Algunas computadoras usan más de un procesador para acelerar el tiempo de procesamiento.
Este método, conocido como procesamiento paralelo, utiliza múltiples procesadores simultáneamente para ejecutar los programas.
Las supercomputadoras usan procesamiento paralelo para aplicaciones como predicción del tiempo.
v La unidad central de procesamiento o CPU, es el componente del computador y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos.
v .los CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital (la programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo
v La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual recupera la siguiente instrucción desde la memoria.
v Al final, los CPU basados en tubo llegaron a ser dominantes porque las significativas ventajas de velocidad producidas generalmente pesaban más que los problemas de confiabilidad.
v La operación fundamental de la mayoría de los CPU, es ejecutar una secuencia de instrucciones almacenadas llamadas "programa".
Ø La unidad central del proceso es una parte muy importante de la computadora por lo cual debemos saber el significado de las palabras y las iniciales que lo componen.
Ø Debemos aprender un poco más de lo que ya sabemos de ella para así conocer más acerca de las computadoras.
Ø Conocer un poco de todo lo que se encuentra dentro de ella como la ventiladora la tarjeta madre.
Ø Cada uno de los cables la fuente de poder y todo lo que la conforma.
Ø Conocer también acerca de los materiales por lo que está compuesto su caparazón.
Todo el contenido acerca de la unidad central del proceso lo podemos encontrar en Wikipedia.
Usar el mismo tipo y estilo de fuente al elaborar un informe
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