Funciones de la CPU en una computadora: ciclo de instrucción y procesamiento de datos

Frecuentemente se describe la CPU de un ordenador en términos del cerebro humano. Es analogía acertada ya que la CPU (unidad central de procesamiento) controla operación del ordenador. Lo hace ejecutando instrucciones de programas informáticos sobre datos de variedad de fuentes.

Cuál es la función de una CPU

Propósito de todo ordenador es alguna forma de procesamiento de datos. CPU soporta procesamiento realizando funciones de buscar (fetch), decodificar (decode) y ejecutar (execute) en instrucciones programadas. Juntas, estas funciones se refieren frecuentemente como ciclo de instrucción. Además, CPU realiza funciones de buscar y escribir (write) en datos.

Funciones del ciclo de instrucción de la CPU

Cuando programa corre en ordenador, instrucciones se almacenan en memoria hasta ejecución. CPU usa contador de programa para buscar (fetch) siguiente instrucción de memoria, donde está en formato código ensamblador (assembly). CPU decodifica instrucción a código binario ejecutable. Hecho esto, CPU hace lo que instrucción dice: realizar operación, buscar/guardar datos, o ajustar contador de programa para saltar a otra instrucción.

Tipos de operaciones que CPU típicamente realiza: funciones matemáticas simples (suma, resta, multiplicación, división). CPU también compara objetos de datos para determinar si son iguales. Todas las cosas asombrosas que ordenadores hacen se realizan con estas y pocas operaciones básicas más. Tras ejecutar instrucción, se busca la siguiente y ciclo continúa.

Funciones de datos de la CPU

Al realizar función ejecutar del ciclo de instrucción, CPU puede ser pedida para ejecutar instrucción que requiera datos. Ejemplo: función aritmética necesita números para cálculo. Para entregar datos necesarios, hay instrucciones para buscar datos de memoria y escribir datos procesados de vuelta a memoria. Instrucciones usadas por CPU y datos sobre los que opera se almacenan en misma área de memoria. Direcciones únicas usadas por CPU para rastrear diferentes ubicaciones de memoria.

CPUs de microprocesador

Microprocesador de ordenador personal es chip que contiene toda circuitería necesaria para controlar operaciones. Permite cada función de CPU ejecutarse por chip único más barato de fabricar y más fiable por uso de circuitos integrados. Antes de microprocesadores, CPU de ordenador estaba en placa de circuito con múltiples chips conectados por circuitos integrados. Hoy, muchos procesadores modernos tienen varias CPUs en mismo chip, llamadas núcleos (cores).