¿Qué es el microprocesador? ¿Y cuáles son sus componentes?

¿Qué es el microprocesador?

Es un circuito electrónico que actúa como Unidad Central de Proceso (CPU) de un ordenador. También es el cerebro con el que cuenta el ordenador y se encarga básicamente de recibir, analizar y  calcular todos los datos y esto lo hace en varias etapas de ejecución. Es un circuito microscópico constituido por millones de transitores integrados en una única pieza plana de poco espesor.

1.1.Componentes

• Unidad Aritmético-Lógica

En informática, la unidad aritmética lógica es también conocida como ALU ( siglas en inglés arithmetic logic unit) es un circuito dígital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre valores (generalmente uno o dos).

Los procesadores de hoy en día poseen un ALU muy potente y complejo.

Muchos otros circuitos pueden contener en el interior una unidad aritmético lógica: como las que están en las GPU modernas, FPU como el viejo coprocesador matemático 80387, y procesadores digitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido, lectoras de CD y los televisores HD. Todos éstos tienen en su interior varias ALU potentes y complejas.

• Unidad de decodificación de instrucciones

Se encarga de decodificar la instrucción que se va a ejecutar. Es decir, saber qué instrucción es. Cuando el microprocesador lee de memoria una instrucción, el código de esa instrucción le llega a esta unidad. Esta unidad se encarga de interpretar ese código para averiguar el tipo de instrucción a realizar. Por ejemplo, instrucciones de suma, multiplicación, almacenamiento de datos en memoria,etc.

• Bloques de registro 

Cuando múltiples usuarios intentan simultáneamente actualizar un registro, el modelo de bloqueo de la base de datos garantiza que la actualización de cada usuario tiene éxito como un todo, pero cada actualización sobrescribe la actualización anterior.

Un modelo de bloqueo explícito (pesimista) previene la pérdida inesperada de actualizaciones de datos y controla el flujo de trabajo cuando se producen actualizaciones simultáneas por parte de más de un usuario.

Existen dos modelos de bloqueo que pueden utilizarse:

1. Bloques optimista - Una técnica de bloqueo que permite actualizaciones simultáneas y detecta conflictos de actualización cuando se confirma el registro. De manera predeterminada, ClearQuest utiliza bloqueo optimista. 
2. Bloques pesimista - Una técnica de bloqueo que garantiza el acceso exclusivo al registro mientras se está modificando. 

• Bus de datos 

Un bus de datos es un dispositivo mediante cual se transportan datos e información relevante. En informática, el bus está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados que sirven para transportar datos desde la memoria hasta la CPU, en otras palabras es la autopista del ordenador.

Para la informática, el bus es una serie de cables que funcionan cargando datos en la memoria para transportarlos a la Unidad Central de Procesamiento o CPU. En otras palabras, un bus de datos es una autopista o canal de transmisión de información dentro de la computadora que comunica a los componentes de dicho sistema con el microprocesador. El bus funciona ordenando la información que es transmitida desde distintas unidades y periféricos a la unidad central, haciendo las veces de semáforo o regulador de prioridades y operaciones a ejecutar

Existen dos tipos de transferencia en los buses:

1. Serie: El bus solamente es capaz de transferir los datos bit a bit. El bus tiene un único cable que transmite la información. 
2. Paralelo: El bus permite transferir varios bits simultáneamente, por ejemplo 8 o mas bits. 

Aunque en primera instancia parece mucho más eficiente la transferencia en paralelo, esta presenta inconvenientes:

1. La frecuencia de reloj en el bus paralelo tiene que ser más reducida. 
2. La longitud de los cables que forman el bus está limitada, ya que a partir de determinada longitud la probabilidad de que los bits lleguen desordenados es elevada. 

• Bus de direcciones 

Es un independiente canal del microprocesador donde se establecen la dirección de memoria del dato del tránsito.

• Bus de control 

Es una parte del bus del ordenador (la conexión física) que es utilizada por la CPU para comunicarse con otros dispositivos dentro del ordenador. El bus de control transmite comandos de la CPU y devuelve una señal de estado desde el dispositivo.

• Unidad de control de programa 

Es la función principal de la unidad de control de la CPU es dirigir la secuencia de pasos de modo que el ordenador lleve a cabo un ciclo completo de ejecución de una instrucción, y hacer eso con todos los programas.

• Fuente de alimentación 

La fuente de alimentación es un dispositivo capaz de transformar la corriente de la red eléctrica en un corriente que el PC pueda utilizar.

Tipos de fuentes:

1. AT (Advanced Technology) 
2. ATX( AT eXtended) 

• El reloj interno 

El reloj interno de una computadora se encarga de mantener un control en el tiempo de ejecución de los diferentes procesos que se realizan.Todas las computadoras tienen un sistema de reloj, el reloj es accionado por un cristal de cuarzo. Las moléculas en el cristal de cuarzo vibran millones de veces por segundo, a una velocidad que nunca cambia. La computadora usa las vibraciones en el reloj del sistema para tomar el tiempo de sus operaciones de procedimiento.

• Unidad de punto flotante

Una unidad de coma flotante es un coprocesador matemático, es un componente de la unidad central de procesamiento, especializado en el cálculo de operaciones en coma flotante. Realiza las operaciones básicas como multiplicar, sumar y en los casos más complejos realizar cálculos trigonométricos o exponenciales

En ausencia de de la FPU, la CPU puede utilizar programas en microcódigo para emular una función en coma flotante o a través de la unidad aritmético - lógica (ALU).