Componentes básicos de los microprocesadores
Intel lanzó el primer microprocesador en 1971: el chip 4004. Los actuales, más pequeños que una moneda de 10 céntimos, ofrecen mucha más potencia. El cerebro del ordenador, la CPU (unidad central de procesamiento), consta de uno o más microprocesadores. Fabricados en silicio con millones de transistores, mueven datos entre direcciones de memoria. Las CPU toman decisiones y pasan a nuevas instrucciones y cálculos.
Unidad aritmético-lógica (ALU)
La ALU realiza cálculos matemáticos: resta, suma, división y funciones booleanas (lógica para diseño de circuitos). También ejecuta comparaciones y pruebas lógicas. El procesador envía señales a la ALU, que las interpreta y ejecuta.
Registros
Los microprocesadores tienen zonas temporales de retención de datos llamadas registros. Mantienen instrucciones, direcciones de almacenamiento, caracteres y otros datos. Algunas instrucciones requieren registros específicos. Cada registro tiene función concreta: registro de instrucción, contador de programa, acumulador, registro de dirección de memoria. Ejemplo: el registro de programa guarda la dirección de instrucciones tomadas de la RAM.
Unidad de control
Las unidades de control (UC) reciben señales de la CPU para mover datos entre microprocesadores. También dirigen la ALU. Constan de decodificador, reloj y circuitos lógicos de control. Trabajando juntos, envían señales a ubicaciones concretas del microprocesador.
Ejemplo: el decodificador recibe órdenes de una aplicación, las interpreta y actúa. Envía señales a la ALU o dirige registros para tareas específicas. La lógica de control transmite señales a secciones del microprocesador y registros para ejecutar acciones. El reloj envía señales que sincronizan y aseguran la ejecución oportuna de órdenes y procesos.
Buses
Los microprocesadores tienen un sistema de buses para mover datos. Los buses son clasificaciones de cableado con tareas específicas. El bus de datos transfiere datos entre CPU y RAM (memoria principal). El bus de control envía información para coordinar y controlar múltiples tareas. El bus de direcciones transmite la dirección entre CPU y RAM para los datos en proceso.
Memoria caché
Algunos microprocesadores avanzados tienen cachés de memoria, que retienen los últimos datos usados por la CPU. Aceleran el proceso porque la CPU no tiene que ir a la RAM más lenta. Muchos equipos tienen caché nivel 1 o 2; algunos, nivel 3. El nivel indica el orden en que la CPU busca datos, empezando por nivel 1. Los fabricantes suelen integrar caché L2 y L3 en el microprocesador, mejorando la velocidad.