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