estructura del cpu

Definición del CPU
Es científicamente el componente más importante de la PC. El CPU se entiende por unidad de procesamiento central en su traducción en español, sin el CPU no hubiesen computadoras como todos lo otros componentes son mejorados continuamente no pudiéramos hacer referencia al CPU sin hablar sobre la “ley de Moore”, según esta ley los CPU doblan su capacidad de calculo cada 18 meses esto fue correcto por mas de 30 años. En un principio los CPU usaban cableado de 1.0 micrón (1/100 del espesor de un cabello humano) para saber valida esta ley transistores tuvieron que ser introducidos en capas de silicio.
Fue la IBM la primera que tuvo éxito haciendo conductores de cobre en vez de aluminio, el cobre es mas barato y mayor conductor pero el problema fue aislar este compuesto del silicón, este problema fue resuelto con un nuevo tipo de recubrimiento y así los chips pudieron hacerse aun mas pequeños esta tecnología se espera que funcione hasta los 0.05 micrones. La AMD fue la primera compañía en producir estos chips con cableado de cobre.
CPU.
Es el cerebro del computador. Se encarga de controlar el flujo de la información entre todos los componentes y de procesar las instrucciones de los distintos programas en uso, en un determinado momento.
El CPU es la unidad de procesamiento central:
• Es una unidad por que es un chips el cual contiene millones de transistores.
• Es de procesamiento por que es el procesa, mueve y calcula datos.
• Es central por que es centro de procesamiento de los datos.
El CPU esta ubicado en el centro de la tarjeta madre debido a que el CPU comparte una gran carga del trabajo, los datos pasan por el continuamente, los datos vienen del RAM y de los dispositivos como el teclado y discos duros, etc... Después los datos son procesados y enviados de vuelta al RAM y a las respectivas unidades para su salida.
Generalmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones y toma decisiones lógicas (determinando si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole), por una serie de registros donde se almacena información temporalmente y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (por ejemplo un monitor o una impresora).

Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa, lleva la cuenta de la siguiente instrucción del programa, 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.

Sus componentes son:
- Unidad de Control: coordina las acciones que se llevan a cabo en la UCP, como decodificar e interpretar información desde un componente a otro, entre otras tareas.
- Unidad Aritmética y Lógica: Realiza las operaciones aritméticas como adición, sustracción, división, multiplicación y las lógicas como mayor que, menor que, mayor o igual, menor o igual.
Memoria Principal
RAM: (Random Access Memory)
Es una zona de almacenamiento temporal, entre cuyas características están ser de lectura y escritura, pudiéndose acceder a la información aquí almacenada, con el objeto de modificarla. Se le considera reutilizable.
Es volátil, reteniendo la información basándose en energía eléctrica. Al apagarse el computador, todo lo contenido se pierde.
ROM: (Read Only Memory)
Es permanente, ya que lo que permanece en la ROM no se pierde aunque el computador se apague.
Su función principal es guardar información inicial que el computador necesita para colocarse en marcha una vez que se enciende. Solo sirve para leer. Se puede leer la información desde esta memoria y no recibir información.
CACHÉ: Tiene la información que el procesador ocupará a continuación.
Memorias Auxiliares .
Son los dispositivos físicos magnéticos en que se almacena información en forma permanente, con el objeto de recuperarla posteriormente.
• Cintas magnéticas: Sistema de almacenamiento antiguo. Su apariencia era parecida a las cintas de videoo a cintas de film.
• Disquetes: Son unidades magnéticas de 31/2 (pulgadas) y que en ellos se almacenan hasta 1.44 Mb (Megabyte) de información, pudiéndose decir que es igual a 1.474 Kb (Kilobyte). Son borrables y reutilizables, pudiéndose escribir varias veces sobre la información almacenada anteriormente.
• Disco duro: Disco metálico que se encuentra en el interior del computador donde se almacena mucha información (programas, datos numéricos, documentos, etc.). Se puede decir que es la bodega del computador.
• CD ROM: Son discos compactos que se graban por medio del láser. Son regrabables ya la mayoría de ellos. Aceptan gran cantidad de información.
Unidades de medida de la información almacenada.
La unidad que se utiliza para medir la información es el byte. Dependerá de la cantidad de caracteres (bytes) archivados.
• 1.000 bytes = 1 Kilobyte (Kb) =1.024 bytes
• 1.000.000 de bytes = 1 Megabyte (Mb) = 1.024 Kb
• 1.000 de bytes = 1 Gigabyte (Gb) = 1.024 Mb
• 1.000 de bytes = 1 Terabyte (Tb) = 1.024 Gb

La estructura de las rutas principales de datos dentro de la CPU:
Los bloques de la CPU. Estos bloques pueden organizarse e interconectarse de varias formas. En este caso, la unidad aritmética y lógica (ALU) y todos los registros de la CPU están conectados a través de un bus común. Desde luego, este bus es interno y no debe confundirse con el bus externo, o buses, que conectan a la CPU con la memoria y los dispositivos de E/S. El número y funciones de los registros del RO al R(n - 1) varían mucho de una máquina a otra. Pueden ser para que el programador los emplee en operaciones generales, pero algunos de ellos pueden ser registros de aplicación especial, tales como registros índices o apuntadores de pila.