martes, 28 de septiembre de 2010

UNIDAD DE CONTROL DE LA CPU

OBJETIVO.- Interiorizar los conceptos, elementos y funcionamiento de la unidad de control como elemento principal de la UCP.

CONCEPTO, Es el bloque principal en el que se divide la unidad Central de procesamiento. realiza la toma las decisiones, es el cerebro que controla y coordina el funcionamiento de la computadora; luego de la interpretación de las instrucciones que integran el programa, la unidad genera el conjunto de instrucciones básicas que se deben realizar en forma secuencial para cumplir las operaciones requeridas.
UBICACIÓN.- la unidad de control se ubica dentro de la CPU y se conecta con la unidad de Proceso, con los registros, los buses que la comunican con elementos externos a la CPU.
COMPONENTES.- Sus componentes son el secuenciador, el control de memoria y la unidad de registros y decodificadores; Y el contador del programa

REGISTROS DE LA UNIDAD DE CONTROL
Se usan para controlar el funcionamiento de la CPU:
IR  instruction register REGISTRO DE INSTRUCCIÓN,  contiene la instrucción a realizarse por la unidad de control, mediante este registro controla la secuencia de pasos para decodificar y ejecutar las instrucciones sean en software o hardware.
PC  program counter REGISTRO CONTADOR DE PROGRAMAS.- que es el que contiene la dirección de una posición de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.
MAR REGISTRO DE DIRECCIÓN DE MEMORIA.- indica la dirección en memoria de la palabra que va a ser escrita.
IBR REGISTRO DE BUFFER DE INSTRUCCIÓN .- registro de almacenamiento temporal de la instrucción contenida en la parte derecha de una palabra de memoria.

FUNCIONES DE LA U. DE CONTROL
SINCRONIZACIÓN.- es el elemento que sincronica las acciones que realizan cada una de las unidades funcionales del computador entre estas están:
INTERPRETACIÓN DE INSTRUCCIONES.- Decodificar  los códigos de operación y los modos de direccionamiento de las instrucciones y actuar de forma diferente para cada uno de ellos.
SECUENCIAMIENTO DE OPERACIONES.- se encarga de la temporización de las distintas operaciones necesarias de la ejecución de una instrucción.
Control de secuenciamiento, de las instrucciones de acuerdo al ciclo del registro contador del programa.
EJECUTAR CÓDIGO.- ejecutará un único código que existe para cada instrucción.
ACEPTAR Y GENERAR SEÑALES.- Acepta las instrucciones y genera las señales de control necesarias para que la instrucción se ejecute. (acepta el codop y ejecuta una sola señal)
EJECUCIÓN DE MICROINSTRUCCIONES.- en un procesador X86 de núcleo RISC, debe ejecutar e ejecutar las microinstrucciones con las unidades debidas, en completa coordinación.


CLASIFICACIÓN
1.- Las cableadas, usadas en computadoras por lógica secuencial y arquitectura fija, los componentes principales son por tanto, un circuito secuencial, el de control de estado, el de lógica combinacional y el de emisión de reconocimiento de las señales de control.
2.- las microprogramadas.- usadas en maquinas informáticas por la sencillez de su estructura, se orienta a arquitecturas RISC; la micro programación de la unidad de control se almacena en la micromemoria, a la cual se accede de manera secuencial (1, ,2, ,3, 4, .. n-2, n-1 - n) que serán ejecutadas acorde con las microinstrucciones.
ACCIONES DE LA UNIDAD DE CONTROL MICROPROGRAMADA
Es un nivel intermedio para controlar la ejecución de instrucciones de programas de computadora, tiene un algoritmo en esta unidad que se lo especifica por un diagrama de flujo, la ventaja es la simpleza de su estructura, las salidas de la unidad de control están organizadas en microinstrucciones y que pueden ser reemplazadas fácilmente.

OPERACIÓN DE LA UNIDAD DE CONTROL
La acción básica de esta unidad está en controlar la actividad del resto del equipo informático, se la llama por tanto MÁQUINA DE ESTADO FINITO, lo conforman los circuitos que controlan la circulación de datos a través del procesador, es decir coordina las acciones tanto del procesador como de toda la pc. Existen diseños de unidades de control de diversa complejidad y aplicación.


TAREAS DE LA UNIDAD DE CONTROL
Parte de buscar las instrucciones en la memoria principal, a continuación realiza el proceso asignado a altas velocidades y muchísimas veces en un segundo, son de dos tipos:
BÁSICA
LEER fetch
INTERPRETAR.-  decodificar las instrucciones
EJECUTAR.- proceso de esta instrucción
ALMACENAR.- dispone la ubicación de los resultados obtenidos. Y leer la siguiente casilla de memora con la siguiente instrucción.
EXPANDIDA

  1. Captar instrucción: la CPU lee una instrucción de la memoria.
  1. Interpretar instrucción: la instrucción se decodifica para determinar qué acción es necesaria.
  1. Captar datos: la ejecución de una instrucción puede exigir leer datos de la memoria o de un módulo I/O.
  1. Procesar datos: en la ejecución se puede exigir llevar a cabo alguna operación aritmética o lógica con los datos.
  1. Escribir datos: los resultados de la ejecución pueden exigir escribir datos en la memoria o en un módulo I/O.
6.- INCREMENTO, Se realiza el incremento automático del contador de instrucciones para ejecutar.

CONSIDERACIONES DE TRABAJO, la Unidad de control trabaja sobre las instrucciones que se encuentran almacenadas en la memoria Ram de la computadora, esta hace que se lean los datos desde los dispositivos de entrada y se almacenen en la memoria, sean llevados a la unidad ALU, cuando son necesarios para operaciones y cálculo, se almacene, recupere datos y valores intermedios en la memoria Ram y al final se presenten los datos en los dispositivos de salida.




BIBLIOGRAFIA
http://www.carlospes.com/minidiccionario/unidad_de_control.php
Wikipedia
http://girlsiva.metroblog.com/unidad_de_control_cableada_y_microprogramada


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