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Funcionamiento de la Unidad de Control, image - Coggle Diagram
Funcionamiento de la Unidad de Control
Funciones principales de una unidad de control
Funciones
Decodificación de instrucciones
La unidad de control toma la instrucción almacenada en la memoria y la decodifica para determinar qué acción debe realizar el procesador.
Generación de señales de control
Una vez que la instrucción ha sido decodificada, la unidad de control genera señales de control para coordinar las operaciones de los otros componentes del procesador, como la ALU (Unidad Aritmético-Lógica), registros, etc.
Secuenciación de instrucciones
La UC se encarga de la secuencia de operaciones que deben realizarse para ejecutar una instrucción. Esto implica coordinar el acceso a la memoria, leer operandos, realizar operaciones y almacenar resultados.
Manejo de excepciones y saltos de programa
La UC es responsable de manejar interrupciones, excepciones y saltos de programa. En caso de una interrupción, por ejemplo, la UC guarda el estado actual del procesador, maneja la interrupción y luego puede retomar la ejecución del programa interrumpido.
Control de los registros y buses:
La UC gestiona la transferencia de datos entre los registros internos del procesador y otros componentes como la memoria.
Microoperaciones del Ciclo de Instrucción
El ciclo de instrucción es el proceso fundamental que se realiza en una CPU para ejecutar una instrucción. Se compone de varias micro operaciones.
Fetch (Buscar)
MAR (Memory Address Register) = PC (Program Counter)
Lectura de Memoria: La CPU lee la instrucción desde la memoria principal (RAM) a la que apunta el PC y la almacena en el MBR (Memory Buffer Register).
Incremento del PC: El PC se incrementa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente instrucción.
Decode (Decodificar)
MBR (Memory Buffer Register) → MIR (Memory Instruction Register): La instrucción se copia desde el MBR al MIR.
Decodificación de Instrucciones: Se determina qué operación debe realizarse y los operandos necesarios.
Execute (Ejecutar)
Operaciones ALU (Arithmetic Logic Unit): Si la instrucción lo requiere, se ejecutan operaciones aritméticas o lógicas en los registros.
Acceso a la Memoria: Si es necesario, la CPU puede acceder a la memoria principal para leer o escribir datos.
Writeback (Escribir en Memoria)
Si la instrucción lo requiere, se actualizan los registros y la memoria con los resultados de la operación ejecutada.
Actualización de Registros: Se actualizan los registros de acuerdo con los resultados de la operación.
Ciclo de Captación
Proceso sistemático de adquirir nuevos clientes o usuarios para una empresa o entidad. La Unidad de Control es responsable de supervisar y dirigir este proceso en toda la organización.
Ciclo Indirecto
Proceso en el cual la unidad de control de una computadora no ejecuta directamente las instrucciones de un programa, sino que utiliza instrucciones más básicas para controlar otros componentes de la computadora que a su vez ejecutan esas instrucciones del programa.
Ciclo de Ejecución
Pasos que sigue la unidad de control de una CPU (Unidad Central de Procesamiento) para interpretar y ejecutar instrucciones. Este ciclo es fundamental en la arquitectura de computadoras y se compone típicamente de los siguientes pasos:
Buscar instrucción (Fetch): La CPU obtiene la siguiente instrucción a ejecutar desde la memoria principal. La dirección de memoria de la próxima instrucción se encuentra en el registro de programa (PC, por sus siglas en inglés).
Decodificar instrucción (Decode): La instrucción obtenida se decodifica para determinar qué operación debe realizarse y qué datos se requieren para completar la operación.
Ejecutar instrucción (Execute): La CPU realiza la operación indicada por la instrucción. Esto puede implicar acceder a los registros internos, a la memoria principal u otras unidades de procesamiento.
Actualizar registro de programa (Update PC): Después de ejecutar la instrucción, el registro de programa se actualiza para apuntar a la siguiente instrucción en secuencia.
Ciclo de interrupción
Proceso mediante el cual la ejecución normal del procesador se interrumpe temporalmente para manejar una solicitud de interrupción.
Este ciclo de interrupción es fundamental para el funcionamiento eficiente y robusto de los sistemas informáticos, ya que permite al procesador manejar eventos externos y situaciones inesperadas sin interrumpir por completo la ejecución del programa en curso.
