ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LA CPU
 

La CPU (Central Procesing Unit)

Es la parte inteligente del sistema. Interpreta las instrucciones del programa de usuario y consulta el estado de las entradas. Dependiendo de dichos estados y del programa, ordena la activación de las salidas deseadas.
 

La CPU está constituida por los siguientes elementos:
 

Memoria monitor del sistema

 

Circuitos auxiliares

Procesador

 

Está constituido por el microprocesador, el reloj (generador de onda cuadrada) y algún chip auxiliar.     

                 
El microprocesador es un circuito integrado (chip), que realiza una gran cantidad de operaciones, que podemos agrupar en: 
 

*Operaciones de tipo lógico.             
*Operaciones de tipo aritmético.
*Operaciones de control de la transferencia de la información dentro del autómata.
 

Para que el microprocesador pueda realizar todas estas operaciones está dotado de unos circuitos internos que son los siguientes:

Circuitos de la unidad aritmética y lógica o ALU: Es la parte del µp donde se realizan los cálculos y las decisiones lógicas para controlar el autómata.
Circuitos de la unidad de control (UC) o Decodificador de instrucciones: Decodifica las instrucciones leídas en memoria y se generan las señales de control.

 

*Acumulador: Es la encargada de almacenar el resultado de la última operación realizada por el ALU.
*Flags: Flags, o indicadores de resultado, que pueden ser consultados por el programa.
*Contador de programa: Encargada de la lectura de las instrucciones de usuario. 
*Bus (interno): No son circuitos en si, sino zonas conductoras en paralelo que transmiten datos, direcciones, instrucciones y señales de control entre las diferentes partes del mp.
*Memoria  monitor del sistema:Es una memoria de tipo ROM, y además del sistema operativo del autómata contiene las siguientes rutinas, incluidas por el fabricante.
*Inicialización tras puesta en tensión o reset. 
*Rutinas de test y de respuesta a error de funcionamiento. 
*Intercambio de información con unidades exteriores.  
*Lectura y escritura en las interfaces de E/S. 


FUNCIONAMIENTO DE LA CPU

En la memoria ROM del sistema, el fabricante ha grabado una serie de programas ejecutivos, software del sistema y es a estos programas a los que accederá el µp para realizar las funciones.
El software del sistema de cualquier autómata consta de una serie de funciones básicas que realiza en determinados tiempos de cada ciclo.
En general cada autómata contiene y realiza las siguientes funciones:
Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un determinado tiempo máximo. A esta función se le denomina Watchdog.
Ejecutar el programa usuario.
Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe acceder directamente a dichas entradas.
Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas, obtenida al final del ciclo de ejecución del programa usuario.
Chequeo del sistema.

Componentes Del Computador
Es un sistema compuesto de cinco elementos diferenciados: una CPU (unidad central de Procesamiento), dispositivo de entrada, dispositivos de almacenamiento, dispositivos de salida y una red de comunicaciones, denominada bus, que enlaza todos los elementos del sistema y conecta a éste con el mundo exterior.

Ucp o cpu (central processing unit):
UCP o procesador, interpreta y lleva a cabo las instrucciones de los programas, efectúa manipulaciones aritméticas y lógicas con los datos y se comunica con las demás partes del sistema. Una UCP es una colección compleja de circuitos electrónicos.

Cuando se incorporan todos estos circuitos en un chip de silicio, a este chip se le denomina microprocesador. La UCP y otros chips y componentes electrónicos se ubican en un tablero de circuitos o tarjeta madre.
Los factores relevantes de los chips de UCP son:

Compatibilidad: No todo el soft es compatible con todas las UCP. En algunos casos se pueden resolver los problemas de compatibilidad usando software especial.

Velocidad: La velocidad de una computadora está determinada por la velocidad de su reloj interno, el dispositivo cronométrico que produce pulsos eléctricos para sincronizar las operaciones de la computadora.
Las computadoras se describen en función de su velocidad de reloj, que se mide en mega Hertz. La velocidad también está determinada por la arquitectura del procesador, es decir el diseño que establece de qué manera están colocados en el chip los componentes individuales de la CPU. Desde la perspectiva del usuario, el punto crucial es que "más rápido" casi siempre significa "mejor".

ESTRUCTURA DE LA CPU

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. Una de tales organizaciones se muestra en la siguiente figura. 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 bus externo de memoria se muestra en la siguiente figura conectado con la CPU por medio de los registros de datos y de dirección MDR y MAR. 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