Parte III

Partes fundamentales de un ordenador
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A continuaciónexaminaremosmás en detallecada uno de estoselementos.Nb
obstante,hay que hacer la advertenciaprevia de que las estructurasque se van la
definir para cada uno de ellos no son las únicas existentes.En cada caso y
arquitecturaconcreta,el diseñadorpuededecidir las modificacionesmás convenientesadecuadasa su problema.En cualquiercaso,sí puedentomarsecomo suficientemente generalescomo para servir de punto de partida para la comprensión de
estructurasmás complejas.
La VAL se encarga de realizar las operaciones...a[itm~tica~(sum~, restas, etc.),
..JógicM-(AND, OR, etc.) y de Q1r9_Jipo(rotaciories;-despfazamientossobre grupos
-~deMs, etc.), requeri'Claspara faej-ecuci-onde los programas. En la Figura 6.8 se
lestra la estructurade una V AL básica.
I
R. acumulador
.- LRAC
}.-. ERAC
'nt
SUM
RES
-MUL
I
R. estado
1
lNC
OEC
NOT
ANO
OR
CIRCUITO
COMBINACIONAL
nI
ORX
PASI
PAS2
nt
EREI
RENl
nt
ni
lit
nt
Fig~ra 6.8.
Bus de dato~
Estructura de una UAL básica.
comunica
configura
el exterior
(enver
nuestro
caso con
el resto debásicos.
los elementos
En dicha
podemos
sus elementos
constitutivos
La VAL q l e
~-,
Ilneas.
lIt
por
compon.drán el ordenador). mediante un bus denominado Aus de dat(>s~compues o
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Elementos básicos de los ordenadores
. ~ircuito combin~~io..!l~ Es el que se encargade realizar propiamente las
op~racionescon los datos. En la estructura de la figura, estecircuito presentados
entradas, procedentesde los registros RENI y REN2. El contenido de estos
registrosestará siemprepresenteen las entradasdel circuito combinacional.Este
circuito tiene unas entradas de órdenes (a la derechaen la Figura 6.8), para
indic~rle el tipo deroPi?~cttjffi=:~~~d"e;earealizarcon los datos de entrada.
A continuaciónenumeramoslas ~enesm4$ típ!cas~
SUM: Cuandoseactiya, el circuito combinacionalpresentaa su salidala suma
aritmética de las cantidadespresentesen susentradas.
RES: ca
Cuando
activa, el circuito
combinacional
realizala diferencia
aritmétide lasse
cantidades
presentes
en susentradas.
"
MUL: Cuando se activa, el circuito combinacionalrealiza la multiplicación
aritmética de las cantidadespresentesa susentradas.
INC:
Cuando se activa, el circuito combinacional incrementa en una unidad
el contenido de una de sus dos entradas (predeterminada).~ ",
DEC: Cuando se activa, el circuito combinacionaldecrementaen urta unidad
el contenidode una de susdos entradas(predeterminada).
y.('
..
NOT: Cuando se activa, el circuito combinacionalinviertelos bits del número
binario presenteen una de sus dos entradas.
AND: Cuando se activa, el circuito combinacionalpresentaa su salida el
producto lógico de los númerosbinarios presentesen susentradas.
OR: Cuandoseactiva, el circuito combinacionalpresentaa su salidala suma
lógica de los númerosbinarios presentesen susentradas.
ORX: Cuando se activa, el circuito combinacionalrealiza la suma lógica
exclusivade sus dos entradas,presentandoel resultadoa la salida.
PAS1: Cuando se activa, el
contenido del registro
PAS2: Cuando se activa, el
contenido del registro
circuito combinacional presenta a su salida el
REN 1.
circuito combinacional presenta a su salida el
REN2.
Lógicamente, !QlQ_~~a-de esas:6rdenes_ala U~h~P~~~~~~!.é!!-~ftiY_~~!LS~g~.nstante.
. ~i~j.rQ~~4.~~I!~.:.
En la figura, RENl y REN2 seencargande_almacenar
!9..§...49_s_op~rando.s_de_entr~~a
al circuito combinacional. El registro RENl posee
una orden de escritura, etiquetada con EREl, que sirve para escribir en él lo que
exista en el bus de datos. El registro REN2 posee,por el contrario, dos órdenes de
escritura, etiquetadas con ERE2, para escribir el contenido del bus de datos, y
ERA2, para realizar una transferencia entre el registro acumulador (que presentaremos a continuación), y REN2.'. . RegistrQ;!.'?u~~~
Sirve como registro de almacen~!}Jientode los resultados de las operacionesde la VAL. Su cónexión iirJegi~ft~9i!i.!1J!.é!.~_J{E~2_s~r.4
d~"
utilidaE.E-n.ope!~cionesque impliquen._encadenamientode resultados. Presenta una
orden de escritura, etiquetada con ERAC, y una orden de lectura, etiquetada con
LRAC, que sirve para comunicar su contenido al registro REN2, o para volcar
su contenido en el bus de datos.
Partes fundamentales de un ordenador
125
. ~egistro~~ estado. Es un elemento de gran importancia en el funcionamiento interno del ordenador, ya que gracias a esteelemento los ordenadores poseen esa
capacidad de «de~!!
int~ig~.nte», que comentábamosanteriormente.
Este registro, aunque se considerará como una unidad, está formado por un
~c~njun.!.2
de bie~~~~<?-!!!i.~~2~_~.Qjjp!.IJ!_~!lgs,
a~~JE-s~~~eparado.
Cada uno de est~lestables señala una determmaaa-é-oñdiClonsobre e~-umíñO
valor que h~<;lQ-e.s.crito.~!!_~!~~~.~~.or. Los indicadores quese-encüeñtran más
frecuenteméñ"feen eSteregistró son:
Z:
Biestable indicador de cero. Adquiere el valor uno cuando el último
número binario escrito en el acumulador es cero.
N: Biestable indicador de negativo. Adquiere el valor uno cuando el último
número binario escrito en el acumulador es negativo.
C: Biestable indicador de acarreo. Adqui~re el valor uno cuando se escribe
en el acumulador un número procedentede una operación de la VAL que
unindicador
acarreo en
último bit.
O: . generó
Biestable
deeldesbordamiento.
Adquiereel valor uno cuando se
escribe en el acumulador un número procedente de una operación en la
VAL no representablecon el número de bits asignado al acumulador. El
valor que se escriPe en el acumulador depende de cada arquitectura
concreta.
.
P: Biestable indicador de paridad. Adquiere el valor uno cuando el número
de unos de la cantidad binaria escrita en el acumulador es par.
CP: Biestab(e de acarreo parcial. Adquiere el valor uno cuando se escribe en
el acumulador el resultado de una operación de la VAL que produjo
acarreo entre el cuarto y el quinto bit. Este indicador resulta de utilidad
en operacionesen B"CD:°,(C¡;o'I°,-,
" ""'" (': ,'" ,t (~(",-;- tÍ' '~/:{"""" I',.".:.
~
/
;
En la Figura 6.9 se puede ver la estructura del registro de indicadores. La
actualización de este registro se realiza de forma automática, siguiendo las operaciones de la V AL, y de forma transparente al usuario. Sin embargo, suele ser común
que éste pueda poner a cero (reset) o a uno (set) algunos o todos los biestables de
~ho registro. Cuáles de ellos en concreto, depende en gran manera de cada
arquitectura, por lo que no se entrará en detalles aquí.
o
NU
NU
z
N
NU
Figura 6.9.
c
o
p
CP
= No utilizado
Registro de indicadores ~ípico.
La unidad de control puede calificarse como e~r~ctoQ) del ordenador ya que
es la parte del mismo que gobierna totalmente su funcionamiento.
)I;~
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