lunes, 20 de octubre de 2008

EL MICROPROCESADOR.

Un microprocesador es la denominación técnico-informática de un circuito integrado que contiene los elementos que constituyen la Unidad Central de Proceso (C.P.U.).

El microprocesador “trabaja” conjuntamente con la memoria del ordenador, ya que por sí mismo no es ejecutivo y precisa de la memoria para que en ella se almacene el programa donde figuran las instrucciones, los datos y las órdenes de entrada salida.

Todo este conjunto recibe el nombre de máquina programable, lo que conocemos con el nombre de ordenador.

El microprocesador internamente está constituido por multitud de circuitos lógicos. Las bases teóricas para la creación de los mismos, vas a tener la oportunidad de estudiarlas en el bloque temático denominado circuitos lógicos.

La fabricación y el diseño es muy compleja y ambas se hacen con unos aparatos, muy sofisticados. Estos aparatos, están constituidos básicamente por “robots” que van insertando y soldando cada componente del circuito del microprocesador. Ten en cuenta que tiene una superficie que no supera los 3,5 centímetros cuadrados.

NOTA:Utilizaremos como base de este desarrollo histórico los microprocesadores de INTEL, porque son los más vendidos a nivel mundial.

Historia de los microprocesadores.

Cuando estudiabas en este mismo libro las generaciones de ordenadores, decíamos que “la cuarta generación” se caracterizaba por la aplicación del “microprocesador” 8008 de INTEL a los ordenadores, allá por el año 1974.

El microprocesador 8008, fue el primero en aplicarse a los ordenadores comerciales, pero el primero que INTEL (empresa que comercializa estos microprocesadores), fabricó, fue el 4004 en 1971. la aparición del 4004 supuso una revolución con repercusiones tecnológicas y sociales en toda la humanidad.

Clasificación de los microprocesadores.

La clasificación de los microprocesadores se viene haciendo atendiendo a diversos criterios, nosotros la vamos a hacer atendiendo al número de Bits que componen la “palabra” (unidad básica de información), que es lo que realmente manejan.

MICROPROCESADORES DE 4 BITS.

Fueron los primeros en comercializarse hacia el año 1971, en la actualidad aún se emplean en las calculadoras y en “maquinitas” de juegos. El más representativo el 4004 de INTEL

MICROPROCESADORES DE 8 BITS.

Aparecen en 1974 y los más representativos son el 8008 y el 8080 de INTEL. A partir del año 1976 se incorporan a estos microprocesadores nuevos circuitos y nuevos diseños apareciendo el 8085 de INTEL.

MICROPROCESADORES DE 16 BITS.

El gran reto de la informática en la segunda mitad de la década de los 70, estaba en la simplificación de los programas de aplicación que se manejaban en los ordenadores (procesadores de texto, hojas de cálculo…), y aumentar la velocidad de procesamiento. Ambas metas requerían microprocesadores que manejaran un mayor número de instrucciones máquina, y fue entonces cuando aparecen en el año 1978 los microprocesadores de 16 Bits, aparecen el 8086 y el 8088 de INTEL. Más tarde allá por el año 1979 aparece el 80286 que puesto en el mercado por INTEL, motivó una pequeña revolución en el mundo de la informática. Se comenzaron a fabricar ordenadores de sobremesa masivamente, pasando a ser el ordenador una herramienta más de los hogares familiares.

MICROPROCESADORES DE 32 BITS.

Hacen su aparición al comienzo de la década de los 80, y en lo que a INTEL se refiere, nacen de la “optimización y mejora” del 80286. Las características más importantes son:

- que manejan palabras de 32 Bits y
- que pueden trabajar con segmentos de memoria de 64 KBites.

Al aparecer estos microprocesadores en el mercado, aparece el concepto de memoria virtual que es una porción del disco duro que simula (en el comportamiento) una memoria de trabajo.

El primer microprocesador de 32 Bits que aparece es el 386 y con el aparece una nueva novedad en el campo de los microprocesadores, el 386 puede ejecutar programas creados para sus predecesores, los microprocesadores de 16 Bits, lo que implica que todos los programas escritos hasta la aparición del 386, son válidos; de esta forma, se eliminan los problemas de compatibilidad que hasta ahora existían. El caso contrario no; o sea, el software escrito para el 386 no se puede utilizar en los ordenadores con microprocesadores de 16 Bits.

La familia de microprocesadores de 32 Bits es muy numerosa y sus componentes son:

386SXSirvió como introducción de los microprocesadores de 32 Bits en el mundo de la informática, es el más bajo de la gama, y es semejante a un 80286.

386DXEs más potente que el SX, se utiliza en los ordenadores de sobremesa. Sus prestaciones son medias.

En los 386, la velocidad de cálculo oscila entre 5,6 y 11,4 Millones de Instrucciones Por Segundo (MIPS)

La diferencia entre un 386SX y un 386DX, estriba en que en el primero, la información es tratada a 32 Bits, pero a la hora de introducir o sacar información lo hace a 16 Bits, con lo que se produce un cuello de botella. ¿Te imaginas circular por una carretera de 4 carriles y pasar directamente a una de un carril?, algo semejante ocurre con el SX

Posteriormente aparece la gama del 486 en sus versiones SX, SL y DX

486SXEs un microprocesador creado para ser utilizado en ordenadores de sobremesa con programas que no requieran muchos cálculos matemáticos, es de características similares al 386DX

486SLEs un microprocesador creado para ser utilizado en equipos portátiles.

486DXEs el más elevado de la gama, está orientado a los grandes sistemas y equipos conectados en red, el propio microprocesador dispone de un coprocesador matemático, lo que le hace ideal para procesar trabajos que requieren mucho cálculo matemático.

PENTIUM Es el último microprocesador de la gama de 32 Bits de la arquitectura INTEL. Es el más potente de cuantos se han fabricado desde que en 1971 vio la luz el 4004, y al igual que su antecesor el 486, también posee compatibilidad binaria, lo que significa que todas las aplicaciones anteriores de software, incluso las desarrolladas hace doce años, son válidas para ejecutarse en Pentium.

El Pentium está constituido por más de 3 millones de transistores, 100 veces más que el 8086 que poseía 29.000. Lo mismo ocurre con la velocidad de cálculo, el Pentium puede ejecutar hasta 112 MIPS (Millones de Instrucciones por Segundo) que es el doble de la potencia de cálculo que posee el 486DX, lo que implica que las aplicaciones gráficas funcionan mucho más rápido.

Está demostrado que el Pentium es capaz de realizar casi cuatro veces más de transacciones que el 486DX-33 esto lo consigue porque en el “corazón” del Pentium hay los mismos componentes que en el 486 pero duplicados, o sea, hay 2 U.C., 2 A.L.U…., que aunque los dos conjuntos no son exactamente iguales (uno es más potente que el otro), los dos conjuntos hacen cálculos paralelamente, almacenando los resultados en una memoria interna (memoria caché) que posee el Pentium, con lo que se evita la utilización de la memoria de trabajo, que será utilizada únicamente en el caso de que sea necesario.