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Funcionamiento de la Unidad de Control - Coggle Diagram
Funcionamiento de la Unidad de Control
Microoperaciones del Ciclo de Instrucción
Las microoperaciones del ciclo de instrucción son las operaciones elementales que realiza la unidad central de proceso (CPU) para ejecutar una instrucción de lenguaje máquina. Este proceso se conoce como el ciclo de instrucción y se compone de varias fases, cada una con sus propias microoperaciones específicas.
cada fase del ciclo de instrucción
Decodificar la instrucción
El decodificador de instrucciones interpreta la instrucción almacenada en el registro de instrucciones (IR). Si es necesario, se accede a la memoria principal para obtener los operandos o calcular la dirección efectiva si la instrucción es indirecta.
Almacenar o guardar resultados
Los resultados generados por la operación se almacenan en la memoria principal o se envían a un dispositivo de salida, según lo que indique la instrucción.
Buscar la instrucción en la memoria principal
La CPU coloca el valor del contador de programa en el bus de direcciones para localizar la instrucción. Luego, la instrucción se transfiere desde la memoria al Registro de Dirección de Memoria (MAR) y después al Registro de Instrucción Actual (CIR).
Ejecutar la instrucción
La unidad de control de la CPU interpreta los datos de la instrucción y envía señales de control a las unidades funcionales relevantes para realizar la operación requerida.
Ciclo de Captación
El Ciclo de Captación, también conocido como ciclo de búsqueda, es la primera fase del ciclo de instrucción de una CPU. Durante este ciclo, la CPU realiza una serie de microoperaciones para obtener la próxima instrucción a ejecutar desde la memoria principal.
los pasos que se llevan a cabo en el ciclo de captación
Leer la instrucción de la memoria
La dirección proporcionada por el PC permite a la CPU leer la instrucción de la memoria principal y cargarla en el Registro de Dirección de Memoria (MAR).
Transferir la instrucción al Registro de Instrucción (IR)
Una vez que la instrucción está en el MAR, se transfiere al Registro de Instrucción (IR) de la CPU.
Colocar la dirección de la siguiente instrucción
La CPU utiliza el contador de programa (PC) para saber la dirección de la próxima instrucción que debe ejecutar. El valor del PC se coloca en el bus de direcciones.
Incrementar el contador de programa
Para prepararse para la próxima instrucción, el PC se incrementa para apuntar a la dirección de la siguiente instrucción en la memoria.
Ciclo Indirecto
El Ciclo Indirecto en el contexto de la arquitectura de computadoras se refiere a una fase del ciclo de instrucción donde se realizan accesos adicionales a la memoria para obtener las direcciones efectivas de los operandos cuando se utiliza el direccionamiento indirecto.
los pasos típicos en un ciclo indirecto
Acceder a la dirección indirecta
La CPU utiliza la dirección proporcionada por la instrucción para acceder a la memoria y recuperar la dirección efectiva del operando.
Ejecutar la instrucción con la dirección efectiva
Una vez obtenida la dirección efectiva, la CPU puede proceder a ejecutar la instrucción utilizando el operando correcto.
Identificar la necesidad de direccionamiento indirecto
La CPU, al decodificar la instrucción, determina si se requiere un direccionamiento indirecto.
Ciclo de Ejecución
El Ciclo de Ejecución es una de las fases clave del ciclo de instrucción de una CPU, donde se lleva a cabo la operación o las operaciones especificadas por la instrucción que ha sido decodificada previamente.
Ejecución de la operación
La unidad de control interpreta la información como una secuencia de señales de control que son enviadas a las unidades funcionales relevantes de la CPU para realizar la operación requerida por la instrucción.
Almacenamiento de resultados
El resultado generado por la operación es almacenado en la memoria principal o enviado a un dispositivo de salida dependiendo de la instrucción.
Decodificación de la instrucción
A partir del Registro de Instrucción (IR), los datos que forman la instrucción son decodificados por la unidad de control.
El Ciclo de Interrupción
es una parte fundamental del ciclo de instrucción de una CPU. Durante este ciclo, la CPU detiene temporalmente la ejecución del programa actual para atender una señal de interrupción, que puede ser generada por hardware o software.
los pasos que se llevan a cabo en el ciclo de interrupción
Detección de la interrupción
Al final de cada instrucción, la CPU verifica si hay alguna señal de interrupción pendiente.
Respuesta a la interrupción
Si se detecta una interrupción, la CPU completa la instrucción actual y luego guarda el estado del programa, incluyendo el contador de programa y otros registros importantes.
Ejecución de la rutina de servicio de interrupción
La CPU busca la dirección de la rutina de servicio de interrupción correspondiente a la señal recibida y ejecuta esta subrutina, que generalmente es parte del sistema operativo o del BIOS.
Reanudación del programa interrumpido
Una vez que la rutina de servicio de interrupción ha terminado, la CPU restaura el estado del programa y reanuda su ejecución desde el punto donde fue interrumpido.