6) Microprocesador

 

EL MICROPROCESADOR.

Un salto importante en la evolución de los ordenadores lo introdujo el microprocesador: se trata de una unidad central de proceso contenida totalmente en un circuito integrado. Comenzaba así la gran carrera en busca de lo más rápido, más pequeño; rápidamente el mundo del ordenador empezó a ser accesible a pequeñas empresas e incluso a nivel doméstico: es el boom de los microordenadores personales.

Algunas de sus partes

- Unidad aritmético-lógica: 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.

- 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.

- Bloque de control de buses internos y externos: supervisa todo el proceso de transferencias de información dentro del microprocesador y fuera de él.

ARQUITECTURA E HISTORIA DE LOS MICROORDENADORES

El ensamblador es un lenguaje de programación que, por la traducción directa de los mnemónicos a instrucciones maquina, permite realizar aplicaciones rápidas, solucionando situaciones en las que los tiempos de ejecución constituye el factor principal para que el proceso discurra con la suficiente fluidez. Esta situación, que indudablemente sí influye sobre la elección del lenguaje de programación a utilizar en el desarrollo de una determinada rutina, y dada la aparición de nuevos compiladores de lenguajes de alto nivel que optimizan el código generado a niveles muy próximos a los que un buen programador es capaz de realizar en ensamblador, no es la única razón para su utilización.

Es sobradamente conocido que los actuales sistemas operativos son programados en su mayor parte en lenguajes de alto nivel, especialmente C, pero siempre hay una parte en la que el ensamblador se hace casi insustituible bajo DOS y es la programación de los drivers para los controladores de dispositivos, relacionados con las tareas de más bajo nivel de una máquina, fundamentalmente las operaciones de entrada/salida en las que es preciso actuar directamente sobre los demás chips que acompañan al microprocesador. Por ello y porque las instrucciones del lenguaje ensamblador están íntimamente ligadas a la máquina, vamos a realizar primero un somero repaso a la arquitectura interna de un microordenador.

En los primeros tiempos de los ordenadores, con sistemas de numeración decimal, una electrónica sumamente complicada muy susceptible a fallos y un sistema de programación cableado o mediante fichas, Von Newman propuso dos conceptos básicos que revolucionarían la incipiente informática:

a) La utilización del sistema de numeración binario. Simplificaba enormemente los problemas que la implementación electrónica de las operaciones y funciones lógicas planteaban, a la vez proporcionaba una mayor inmunidad a los fallos (electrónica digital).

b) Almacenamiento de la secuencia de instrucciones de que consta el programa en una memoria interna, fácilmente accesible, junto con los datos que referencia. De este forma la velocidad de proceso experimenta un considerable incremento; recordemos que anteriormente una instrucción o un dato estaban codificados en una ficha en el mejor de los casos.

Tomando como modelo las máquinas que aparecieron incorporando las anteriores características, el ordenador se puede considerar compuesto por las siguientes partes:

 - La Unidad Central de Proceso, U.C.P., más conocida por sus siglas en inglés (CPU).

 - La Memoria Interna, MI.

- Unidad de Entrada y Salida, E/S.

- Memoria masiva Externa, ME.

  

Procesador	Fecha de presentación	Velocidad de reloj	Ancho de bus	Número de transistores	Memoria direccionable	Memoria virtual	Breve descripción
4004	15/11/71	108 KHz.	4 bits	2.300 (10 micras)	640 byte		Primer chip con manipulación aritmética
8008	1/4/72	108 KHz.	8 bits	3.500	16 KBytes		Manipulación Datos/texto
8080	1/4/74	2 MHz.	8 bits	6.000	64 KBytes		10 veces las (6 micras) prestaciones del 8008
8086	8/6/78	5 MHz. 8 MHz. 10 MHz.	16 bits	29.000 (3 micras)	1 MegaByte		10 veces las prestaciones del 8080
8088	1/6/79	5 MHz. 8 MHz.	8 bits	29.000			Idéntico al 8086 excepto en su bus externo de 8 bits
80286	1/2/82	8 MHz. 10 MHz. 12 MHz.	16 Bits	134.000 (1.5 micras)	16 Megabytes	1 Gigabyte	De 3 a 6 veces las prestaciones del 8086
Microprocesador Intel 386 DX®	17/10/85	16 MHz. 20 MHz. 25 MHz. 33 MHz.	32 Bits	275.000 (1 micra)	4 Gigabytes	64 Terabytes	Primer chip x86 capaz de manejar juegos de datos de 32 bits
Microprocesador Intel 386 SX®	16/6/88	16 MHz. 20 MHz.	16 Bits	275.000 (1 micra)	4 gigabytes	64 Terabytes	Bus capaz de direccionar 16 bits procesando 32bits a bajo coste
Microprocesador Intel 486 DX®	10/4/89	25 MHz. 33 MHz. 50 MHz.	32 Bits	(1 micra, 0.8 micras en 50 MHz.)	4 Gigabytes	64 Terabytes	Caché de nivel 1 en el chip
Microprocesador Intel 486 SX®	22/4/91	16 MHz. 20 MHz. 25 MHz. 33 MHz.	32 Bits	1.185.000 (0.8 micras)	4 Gigabytes	64 Terabytes	Idéntico en diseño al Intel 486DX, pero sin coprocesador matemático
Procesador Pentium®	22/3/93	60 MHz. 66 MHz. 75 MHz. 90 MHz. 100 MHz. 120 MHz. 133 MHz. 150 MHz. 166 MHz. 200 MHz.	32 Bits	3,1 millones (0.8 micras)	4 Gigabytes	64 Terabytes	Arquitectura escalable. Hasta 5 veces las prestaciones del 486 DX a 33 MHz.
Procesador PentiumPro®	27/3/95	150 MHz. 180 MHz. 200 MHz.	64 Bits	5,5 millones (0.32 micras)	4 Gigabytes	64 Terabytes	Arquitectura de ejecución dinámica con procesador de altas prestaciones
Procesador PentiumII®	7/5/97	233 MHz. 266 MHz. 300 MHz.	64 Bits	7,5 millones (0.32 micras)	4 Gigabytes	64 Terabytes	S.E.C., MMX, Doble Bus Indep., Ejecución Dinámica