Software de Productividad de Shirley: Microprocesador

"AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU"

INTEGRANTES : -Alcántara Calixto Katherin Carolina

-López Gil Shirley Del Rubí

SECCIÓN : 1611MA

TEMA : Microprocesador

ASESOR : Marco Aurelio Porro Chulli

INSTITUTO : “Juan Mejía Baca”

ÁREA : Software de Productividad I

2016

Microprocesador

1.- Contenido :

*Definición : Conocido como procesador, micro, chip o microchip, es un circuito lógico que responde y procesa las operaciones lógicas y aritméticas que hacen funcionar a nuestras computadoras. En definitiva, es su cerebro.

*Historia :

El primer procesador comercial, el Intel 4004, fue presentado el 15 de noviembre de 1971. Los diseñadores fueron Ted Hoff y Federico Faggin de Intel, y Masatoshi Shima de Busicom (más tarde ZiLOG).

Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros componentes empaquetados en una cápsula cuyo tamaño varía según las necesidades de las aplicaciones a las que van dirigidas, y que van desde el tamaño de un grano de lenteja hasta el de casi una galleta. Las partes lógicas que componen un microprocesador son, entre otras: unidad aritmético-lógica, registros de almacenamiento, unidad de control, Unidad de ejecución, memoria caché y buses de datos control y dirección.

Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel, Zilog, Motorola, Cyrix y AMD. A lo largo de la historia y desde su desarrollo inicial, los microprocesadores han mejorado enormemente su capacidad, desde los viejos Intel 8080, Zilog Z80 o Motorola 6809, hasta los recientes Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, Intel Xeon, Intel Itanium II, Transmeta Efficeon o Cell.

Ahora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4 bits. Desde la aparición de los primeros computadores en los años cuarenta del siglo XX, muchas fueron las evoluciones que tuvieron los procesadores antes de que el microprocesador surgiera por simple disminución del procesador.
Antecedentes

Entre estas evoluciones podemos destacar estos hitos:

ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Calculator) Fue un computador con procesador multiciclo de programación cableada, esto es, la memoria contenía sólo los datos y no los programas. ENIAC fue el primer computador, que funcionaba según una técnica a la que posteriormente se dio el nombre de monociclo.
EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) fue la primera máquina de Von Neumann, esto es, la primera máquina que contiene datos y programas en la misma memoria. Fue el primer procesador multiciclo.

El IBM 7030 (apodado Stretch) fue el primer computador con procesador segmentado. La segmentación siempre ha sido fundamental en Arquitectura de Computadores desde entonces.
El IBM 360/91 supuso grandes avances en la arquitectura segmentada, introduciendo la detección dinámica de riesgos de memoria, la anticipación generalizada y las estaciones dereserva.
El CDC 6600 fue otro importante computador de microprocesador segmentado, al que se considera el primer supercomputador.
El último gran hito de la Arquitectura de Computadores fue la segmentación super escalar, propuesta por John Cocke, que consiste en ejecutar muchas instrucciones a la vez en el mismo microprocesador. Los primeros procesadores super escalares fueron los IBM Power-1.

Avances

*** 1971: Intel 4004. Nota: Fue el primer microprocesador comercial. Salió al mercado el 15 de noviembre de 1971.
* ** 1974: Intel 8008
* ** 1975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 6800
* ** 1976: Zilog Z80
* ** 1978: Intel 8086, Motorola 68000
* ** 1979: Intel 8088
* ** 1982: Intel 80286, Motorola 68020
* ** 1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386
* ** 1987: Motorola 68030
* ** 1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486
* ** 1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000
* ** 1995: Intel Pentium Pro
* ** 1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPS R120007
* ** 1999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G4
* ** 2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, MIPS R14000
* ** 2003: PowerPC G5
* ** 2004: Intel Pentium M
* ** 2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon 64 X2, AMD Sempron 128.
* ** 2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Extreme, AMD Athlon FX
* ** 2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX
* ** 2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8 núcleos.

*Funcionamiento :

Desde el punto de vista lógico, singular y funcional, el microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica, y dependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante.
El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:
Prefetch, pre lectura de la instrucción desde la memoria principal.
Fetch, envío de la instrucción al decodificador
Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer.
Lectura de operandos (si los hay).
Ejecución, lanzamiento de las máquinas de estado que llevan a cabo el procesamiento.
Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.
Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un circuito PLL, normalmente basado en un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo. Este reloj, en la actualidad, genera miles de megahercios.

*Partes del Microprocesador :

Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, y a veces producto y división) y lógicas (and, or, not, etc.).

Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa. Aquí entra en juego los compiladores e intérpretes.

Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro especial llamado de indicadores, estado o flags, que refleja el estado operativo del Microprocesador.

Bus de datos: Aquel por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde la CPU manda datos al exterior.

Bus de direcciones: Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder.
En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario.

Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección).
Cuantas más líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.

Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude.

Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas.

Bus de control: Aquel que usa una serie de líneas por las que salen o entran diversas señales de control utilizadas para mandar acciones a otras partes del ordenador.

Terminales de alimentación, por donde se recibe los voltajes desde la fuente de alimentación del ordenador.

Reloj del sistema, es un circuito oscilador o cristal de cuarzo, que oscila varios millones de veces por segundo. Es el que le marca el compás, el que le dicta a qué velocidad va a ejecutarse cualquier operación. Uno de los factores a tener en cuenta al comprar un ordenador es su velocidad, que se mide en MHz. De hecho, esa velocidad es la del reloj del sistema.

*Microprocesador INTEL y AMD :

El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros diseños de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples chips.

Se conoce por AMD el HyperTransport (HT) por el bus de direcciones que permite la comunicación entre el chipset y el procesador. Cuando haya que elegir el procesador será necesario que el HT indicado en la ficha técnica del procesador coincida con el de la placa madre. El socketAMD cubre todas las gamas. Procesadores de 1, 2, 3 y 4 núcleos. Los procesadores de un solo núcleo ya están obsoletos.

2.-Resumen :

El primer microprocesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló originalmente para una calculadora y resultaba revolucionario para su época. Contenía 2.300 transistores en un microprocesador de 4 bits que sólo podía realizar 60.000 operaciones por segundo. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado en 1979 para su empleo en terminales informáticos. El Intel 8008 contenía 3.300 transistores. El primer microprocesador realmente diseñado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contenía 4.500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo. Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores.

3.-Recomendaciones :
_Elegir el microprocesador adecuado entre ambas marcas requiere que realices un balance entre el precio/frecuencia/núcleos que posean, y decidas cuál de ellos se amoldará al uso que le darás.

_Procesador que elijas posea al menos dos núcleos y una alta frecuencia de funcionamiento (digamos superior a 2.5GHz) podrá ejecutar la gran mayoría de juegos actuales y aplicaciones de entretenimiento. Es recomendable irse por un modelo con tres o más núcleos si planeas usar emuladores de consolas.

_Si es que deseas adquirir un microprocesador no tan potente como los modelos de gama alta (a mayor dependencia del CPU, el GPU requiere de un CPU más potente para mostrar todo su potencial) y deseas ganar algún FPS (cuadros por segundos) adicional.

_Para el uso de aplicaciones multi-hilo intensivas, la plataforma Intel LGA 2011.Las Alternativas más económicas a ellos podrían ser (sin orden en particular) los microprocesadores cuádruple núcleo Intel Core i7 y Core i5 y los microprocesadores óctuple núcleo AMD FX-Series y Phenom II X6 (séxtuple núcleo).

4.- Conclusiones :

-Es uno de los componentes hardware que más ha evolucionado a lo largo de la historia de la informática. Empezó ocupando habitaciones enteras para posteriormente ser diseñado sobre una placa de 15x15” y finamente quedar encapsulado en un chip, insertado en la placa base mediante un zócalo lo cual contiene una lógica necesaria para un correcto funcionamiento.

-Nos proporciona las características fundamentales del computador digital, la programabilidad, y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y las interfaces de entrada y salida.

-El rendimiento de los procesadores ha tomado nuevo aliento, después de dejar de avanzar en MHz, con esta tecnología se puede seguir mejorando el rendimiento durante un buen tiempo.

5.-Apreciación de Equipo :

Nos pareció muy interesante haber aprendido sobre los microprocesadores, descubrimos que son muy importantes, ya que son los circuitos integrados centrales de una computadora , en pocas palabras es el “cerebro de la computadora “ , es el encargado de realizar toda operación aritmética– lógica de control y de comunicación con el resto de los componentes integrados que conforman una Pc.

6.-Glosario de Términos :

*Microprocesador : Procesador de muy pequeñas dimensiones en el que todos los elementos están agrupados en un solo circuito integrado.

"un marca pasos cardíaco controlado por un microprocesador".

*Cache : Copia que mantiene una computadora de las páginas web visitadas últimamente, de forma que si el usuario vuelve a solicitarlas, las mismas son leídas desde el disco duro sin necesidad de tener que conectarse de nuevo a la red; consiguiéndose así una mejora muy apreciable en la velocidad.

*Intel : El fabricante de microprocesadores para computadoras líder en el mundo.

*AMD : El segundo más grande fabricante de microprocesadores, después de Intel. También fabrica memorias flash y circuitos integrados para aparatos para redes, entre otros. Fue fundada en el año 1969 y ha contribuido a que los precios de las PC sean menores por su alta calidad y buenos precios. *Catalogado: Apuntar, registrar ordenadamente libros, documentos u otros objetos formando catálogo de ellos.

*Circuito Integrado : es un pequeño chip que puede funcionar como un amplificador, oscilador, microprocesador o incluso una memoria de computadora.

*Encapsulados ; meter algo en una cápsula.