126 líneas, cuyo cometido fundamental es trañSfi{l~ Ia

126
Elementos básicos de los ordenadores
La unidad de control se.encarga de .!~~!iLm~.oria:laS:~ru~ciones
q~e
comp~~un
~r~ma,
de m.!e~!~~s
y de ~~~!.sQnj.1lnt~-de-~f6&nes
qpe'
gobiernan a todos los elementos del ordenador, en la secuencia adecuada para qpe
la instrucct61r--se--ejecUre-de"ñmOáó-cooeCt4o.
i
En.la Figura 6.~Ose muestra la estructura de una unidad de control típica. ~us
conexIonesal extenor, con el resto de los elementos que componen el ordenad9r,
se realizan en este caso a través de dos buses: ~, bus d~.d~_que ya encontra
~
en
la
U
AL,
Y
un
nuevo
bus,
denominado
-~us
ae
líneas,cuyo cometido fundamental es trañSfi{l~
direc-C¡Dll~
compuesto
por
os
nd
Ia-memooa principal (MP a
través del reg!strofRDIMi las direcciones ue se des
,s
QU-ese _de*~~
escri~ir. La Un! a e contro poseerá sus propios busesde datos y de direccio~es,
que denominaremos buses de cJJJ~~~ione§~L4L@tosinternos.
-
Figura 6.10,
Estructura de una unidad de control tipica
. .A continuaciónpresentamoslas partesfundamentalesde una unidad de confrol
tlplca.
I
. ~~t!O
de instrycción (~I). Se encarga de almacenar la instrucción en cu so
procedentede la memoria principal. Este registr~:~t~-~~-tardiVfd iCcfo~en-c--arn
os.
Cada campo contiene un número de bits variable con cada arquitectura. os
campos más comunes son:
CO: -(mas--eñ--có~"retO~
"'.
.~1~
de qué
rol'1
COdlgO
de operación conjunto
El valordecodificador-controlador)
de sus bltS Indica a la unidad
de inst
co uc-
.
ción se trata (suma. resta, salto...).
r
c
J¡.
't\
\'.>
f! v".
127
Partes fundamentales de un ordenador
MD: _M.ogode direcciQnamientQ:Indica el modo de accesoa la memoria para
buscar el dato o dirección necesariospara la ejecuciónde determinadas
instrucciones.Este campo se estudiarámás en detalle en el Capítulo 8.
CDE: ~~Q- d~.diz:ecci.9JLefec!iva.
Contienela información necesariapara,
junto con la informac~'Oñ-aeMD,accederal dato o dit~cción requeridos
para la ejecuciónde determinadasinstrucciones.De nuevo remitimos al
lector al Capítulo 8 para más detallessobreestecampo.
En la Figura 6.11 se puede ver la estructurade este registro y sus órdenes
asociadas.La activación de la orden~~! produce!!~.t.Ym...Q~ntenido
del
!~~S~~oRD~J'"~~~~-~~o.
El contenido~e suscamp?sCO y Mn-sesü-¡)Oneque SIempreestapresenteen la entradadel conjunto decodificador-controlador.La
c~-
A RDIM o RDAM
Al decodificador
+
Entráda de instrucciones
Figura 6.11. Estructura del registro de instrucción.
(
. Registro ~~~~o~~!::_P.~.~gr~~~(CP).memoria
Como dijimos anteriormente, la ejecu.
se realiza primordialmente en
. . n '""iIelOs-~programas
almacenadosen
orden secuencial: Se ejecuta una instrucción tras otra, según su orden consecutivo
en la memoria principal. No obstante, cuando se realiza un salto, se pasa a ejecutar
una instrucción escrita en otra zona de la memoria.
-
El registro contador de programa contiene la dirección de la sjg~-~!!~~!~~f~~ció~
--"'-,.
a ejecutarse. Por tanto, la unidad de control, cuando busque la mstrucción
srgulent~ hará utilizando la información de la posición de memoria en la que s,
encuentr~, que es precisamente el contenido del contador de programa.
Al finalizar la ejecución de una instrucción (o al comienzo de la ejecución de la
instrucción siguiente, según se mire), lo primero que se deberá hacer será_colocaten el contador de p.1:Qgr.ama_~o.sici.ónde memoria en donde se encuentral~
~
~
~~~2_L~~~~E!~!I1:~Q!.ar-
~: , ---
~_4~c~~Q.amente- .el_cQn!.a.dQL.JJ_~~~r~a,-SU.eJLé:l:~~
-
-.
- -.-
I
128
Elementos básicos de los ordenadores
En la Figura 6.12 puede verse la estructura y conexiones del registro contador
de programa.
Al registro RDIM
ENCP
CP
INCP
LSCI:>
Figura 6.12.
El registro contador de programa.
En la figura se puedenapreciarlas órdenes~p
y 1~,
que gobiernan la
escritura y lectura, respectivamente,
del contador de programa. Podemosapreciar
también la existenciade la orden INCP, cuya activaciónproduceque el conten.do
del contador de programase incrementeun número de unidadespredeterminado.
Esta orden es típica de los registroscontadoresde programa.
.
Registro
de direcciones
de memoria
(RDIM).
utiliza ~~~~~eD.!~~~
~irecciones
de me_o__o.
~ -.
. . o Se
~IM_ql1.~~~~~!J_.~-~~1::~o~!~
I
I
La orden ERDi gobierna la escritura en este registro desde el bus de direcciones
interno de la unidad de control. El contenido de este registro se supone siempre
presente en sus líneas de salida, conectadas al bus de direcciones externo, sin
necesidad de una orden explícita.
. Registro de datos de memoria (:QJ}:AM). ~g~I:!~,o~~mpo_(almente.los datos
lectura_y -Q~_~§.c~i!.~r~.
Una dc sus cooeiíOñés-Sé-éónsiderará como líneas de entrada y salida de conexión
directa con el bus de datos externo a la unidad de control, gobernadas por las
;rdenes ERDAE y LRDAE. La otra conexión procede del interior de la unidad de
control, del bus de datos interno de dicha unidad. La conexión del RDAM qon
este bus de datos interno se gobierna con dos órdenes: ERDAI para la escritura en
el registro y LRDAI para la lectura en dicho bus de los datos del registro.
. Decodificador. Es un circuito combinacional que toma como entrada os
~...Q§_CQ _+~D d~líegi$J~Q-.@:mi~i9u
acti va_\l_(1sonj\!n.t_Q_d_e
~~~s
_0nectadas dir:ectamente como entradas al controlador. Simplifica el trabajo de é te,
directamente con una instr cción y un modo de direccionamiento determinados, mientras que a su entrada sa
misma información está codificada para ahorrar bits de memoria.
..j;,J!_~!~~r.
Es el verdadero ~(cf!!~!~._9l'~!.~~_~t?s)~deIO"9~~~~éild~r.
Ti ne
las sIguIentes entradas:
o
Salidas del decodificador.
Aquellas que estén activas L~."inQj~alL.eJ_tiP.Q
ms~r:i,¡~ciQii~"~I"
~modo de direccionami~n.!9."a_~Q.9.i~g_Qs.'
.,Jg~
Reloj-,l~! s.i~t~!.1!a.Como dijimos anteriormente. el ordenador es un disp si-
Partesfundamentalesde un ordenador
-
129
tivo esencial~~ín.c.r.o.n.o. Nada sucedefuera de los instantesmarcados
por el reloj. Por tanto, el controlador debe tener información de los pulsos
de reloj del sistema.Si existe más de un reloj, todos ellos informarán de su
estadoal controlador.
Registrode estado. El secuenciadorconoceen todo momento el valor de
los bie.stablesde este reJl;istro_g~-UAL,' de-modo q-üepueae goDemar,
adecuadame:nt~lasjnostr:uccion~~
.de_.salto_~.Qndici~J_(~iénsese,
por ejemplo,
en una instrucción del tipo «saltar
si
éToo-nteFn1a~
del
acumulador
es cero»).
.,. . .. - -." '
0
-.. "-.- -- .
-Como puede verseen la Figura 6.10, el controlador presenta una serie de salidas
denominadasl~~ Qjr~~ De estas salidas se vale precisamente el controlador
para gobernar el funcionamiento del ordenador. ~_s micrórdenes están conectadas
dire~..IJ1eI:lcte ca .1.a~~ ~r9.,,~Q~- JJ~}
~!!tj:Q!~~@~_~~t~ra..
~).z._d~._~a
"(SU~! <?~:!,-_~_J~_m.~I!1Qriji.
prjP.9P~I..-1,__eQ.
g~.ne.t~I.L~.9JJlo
y'e~~~~
: 'Jdos los elementos operativos del ordenador.
U AL
~~!~~
i
Al conjunto formado por la unidad de control y la unidad aritmético-lógicase
denomina unidad central de proceso (U CP).
!
6.3.3.:
',
La memoria principal constituye la parte del ordenador que almacena instrucciones
y datos. La memoria no es nada más que un conjunto ordenado de celdas,
denominadas posiciones de. mel:noria. A cada posición se puede~'j:;ceaerpor medIO
de-~I)~i1tJffiero qu;~ia- .Identifica _unív:ocam~ñte:Dicho' número se conoce con ei
nombre de dirección de .memoria.
.
- En la-Figura 6:13
se muestra una unidad de memoria principal, con s~s
conexiones
de comunicación
con el exterior.
nt
Línei1s dc: datos
BU$ de détto~
Figura 6.13,
Una unidad de memoria principal