Todo el mundo ha oído hablar de ellos y en el ordenador que estas utilizando ahora mismo, tienes uno que te permite leer este artículo. ¿Qué son exactamente los microprocesadores? Un microprocesador es un semiconductor programable que es usado para ejecutar instrucciones para procesar datos digitales, y conseguir un nivel de control sobre otros dispositivos.
En el mundo de la informática, se le conoce comúnmente como unidad de procesador central o CPU, y viene ya instalada en el sistema del ordenador cuando lo compramos. La complejidad de los microprocesadores en la actualidad hace difícil dar una explicación precisa de cómo han evolucionado desde sus primeros días. Por este motivo, lo mejor para comprender como funciona es dar una arquitectura general de un típico microprocesador simple. De este modo, podremos tener un entendimiento razonable de cómo funcionan en general.
Como se ha mencionado, un microprocesador es usado para ejecutar una serie de pasos o instrucciones, lo cual de una forma colectiva constituye un programa. Cada microprocesador tiene un único conjunto de instrucciones que puede ejecutar. Cada una de las instrucciones hace algo único y hace diferentes requerimientos en términos de qué partes del microprocesador utiliza o qué datos usar para trabajar.
Un circuito básico en estos dispositivos tiene las siguientes partes: Una unidad lógica aritmética, que es donde las operaciones lógicas y de cálculo tienen lugar, una unidad de control para organizar la ejecución del programa en el dispositivo, y un registro de instrucciones, donde las órdenes son cargadas una a la vez y son interpretadas.
También se incluye un contador, que indica la dirección de la memoria de donde la siguiente instrucción vendrá. Para terminar, se incluyen registros y punteros que ayudan a que el microprocesador pueda hacer su trabajo correctamente.
Un microprocesador ejecuta un programa almacenado en memoria cogiendo las instrucciones del programa (y cualquier dato que sea requerido), y lo hace usando una instrucción a la vez y realizando lo que se le va diciendo. La memoria en este contexto básicamente hace referencia a los dispositivos externos de memoria que complementan el microprocesador u los dispositivos de entrada / salida del sistema del ordenador.
La manera en que la siguiente instrucción será ejecutada depende del resultado de la última operación. Por eso, la salida del microprocesador depende de las instrucciones y los datos de entrada que le son entregados.
Los microprocesadores con diferentes diseños en la unidad lógica y aritmética, tienen diferentes capacidades. Por ejemplo, algunos pueden manejar las funciones básicas aritméticas directamente, mientras que algunos más simples solo pueden realizar operaciones simples (como de sumar), que son también las pasos usados para emular otras funciones aritméticas como multiplicar y dividir. La capacidad lógica también varía entre este tipo de dispositivos, pero la mayoría pueden realizar operaciones de AND, OR y EXOR. Las instrucciones que un microprocesador sigue vienen en forma de código.
Su ejecución no puede hacerse aleatoriamente y debe se controlado de una forma precisa según ocurre. La unidad de control es el responsable de controlar la secuencia de ocurrencias necesarias para la ejecución de las instrucciones, como también el tiempo de secuencia que tienen. La unidad de control es complementada por un reloj o temporizador que ayuda a activar cada ocurrencia de cada paso en el punto correcto y en su momento exacto.
Por último, el contador del programa de un microprocesador indica donde está la siguiente instrucción de bytes localizada en memoria. Es colocada en un índice por la unidad de control cada vez que un código con instrucciones es transferido desde la memoria al microprocesador.
¿Cómo ocurre esto? Como se ha comentado, el registro de instrucciones es almacenar el código que ha sido cogido de la memoria. El primer byte del código es entregado al decodificador de instrucciones que lo lee para determinar qué operación debe ser llevada a cabo, cuantos bytes de datos van a ser procesados, y donde obtener estos datos. Después de la codificación de las instrucciones, la ejecución de las instrucciones tiene lugar.
Los registros son elementos compuestos donde los datos son almacenados temporalmente para su posterior procesamiento o transferencia, según se van ejecutando las instrucciones de forma ordenada. El acumulador es un registro especial usado por el microprocesador para mantener operaciones o datos para que sean manipulados por la unidad lógica y aritmética.
Aparte del acumulador también hay varios registros disponibles para guardar los datos mientras se ejecutan otras operaciones. También disponen de unas etiquetas de estado, que son realmente registros especiales para almacenar el estado de una condición como resultado de otra operación.
Los microprocesadores han estado entre nosotros por unos cuantos años, y ahora los tenemos en varias formas, tamaños y niveles de sofisticación, donde pueden funcionar con todo tipo de aplicaciones que se basan en el control mediante un ordenador. Aunque es la unidad de procesamiento central de un sistema computerizado, también necesita interactuar con otros dispositivos semiconductores para poder realizar sus funciones. Estos otros dispositivos incluyen la memoria y elementos de entrada / salida, que constituyen el resto del sistema del ordenador.
