Esta unidad está encargada de realizar las operaciones lógicas y aritméticas usando como base la operación de suma y la notación del complemento de dos.
Por ejemplo, si se desea sumar dos números almacenados en dos posiciones de memoria, estos se deben traer a la unidad aritmética donde se lleva a cavo la operación. El resultado se almacena nuevamente en una posición de memoria.
Todos los cálculos y operaciones para el procesamiento de los datos se efectúan en la UAL.
Las principales operaciones aritméticas realizadas en la ALU son suma, la resta y complemento a dos. Las principales operaciones lógicas son la AND, la OR, la NOT, la OR, la EXOR y la comparación.
También realiza esta unidad operaciones con los registros internos como desplazamiento, rotación y traslado de información digital.
Las operaciones que realiza la UAL son cuantitativas. En cambio las comparaciones lógicas (como por ejemplo el comparar dos números para cual de los dos es el mayor) son operaciones cualitativas.
En la Unidad Aritmética los datos sobre los que se realizan las operaciones se denominan operandos. Al elemento encargado de ejecutar las operaciones se le denomina operador, y está formado por una serie de circuitos electrónicos que son capaces de sumar dos números binarios o hacer las operaciones lógicas elementales: disyunción, conjunción y negación; todos los operadores (mediante el adecuado software o firmware) son capaces de multiplicar, dividir y realizar otras operaciones más complejas
.
Para que el operador realice la operación, los operandos se llevan a la UAL y se guardan en unos registros denominados registros de trabajo. El resultado de la operación se guarda también en un registro antes de ser llevado a la memoria o a las unidades de entradas y salidas. Frecuentemente se utiliza un mismo registro para guardar uno de los operando y, también, el resultado, denominado registro acumulador.
El operador, además de calcular el valor de la operación, modifica el registro de estado según el resultado de la operación. Así, si el resultado es un valor negativo, se modifica un BIT de dicho registro, llamado BIT negativo o BIT N, poniéndose a 1; por el contrario, el bit N permanecerá en estado 0 mientras el contenido del acumulador no sea negativo. De igual forma indicara la UAL a la UC si el resultado ha sido 0, o si ha producido algún acarreo, etc.
* Banco de registros (BR). Está constituido por 8, 16 ó 32 registros de tipo general que sirven para situar dates antes de cada operación, para almacenar datos intermedios en las operaciones y para operaciones internas del procesador.
* Circuitos operadores (CIROP). Compuesto de uno o varios circuitos electrónicos que realizan operaciones elementales aritméticas y lógicas (sumador, complementador, desplazador, etc).
* Registro de resultado (RR). Se trata de un registro especial, en el que se depositan los resultados que producen los circuitos operadores.
* Señalizadores de estado (SE). Registro con un conjunto de biestables en los que se deja constancia de algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada.
Unidad de Control:
La unidad de control se encarga de la interpretación y ejecución de las instrucciones del programa, también controla todos los componentes de un computador por medio de líneas de conexión llamadas buses.
Esta unidad es el elemento central de toda la maquina y se encarga de enviar señales de coordinación a todas las demás unidades.
Para realizar su tarea la UC necesita, por un lado la instrucción y por otro, una serie de informaciones adicionales que deberá tener en cuenta para coordinar de forma correcta la ejecución de la instrucción. El resultado de las interpretaciones de dichas informaciones son una serie de órdenes a los diferentes elementos de la computadora. La UC no ejecuta todas las órdenes a la vez, sino siguiendo una determinada secuencia. Es decir, que es necesario esperar el resultado de una operación para ejecutar otra.
Por lo tanto, la unidad de control toma el resultado y almacena en la memoria interna para luego buscar la siguiente instrucción, decodificarla y colocarla en la UAL la cual efectúa la instrucción. La Unidad de Control, almacena el resultado en la memoria interna y así sucesivamente hasta que ejecuta todo el programa, o sucede algo que detiene el ciclo. Como se puede ver, se realizan 4 funciones en cada ciclo, Busca, Ejecuta, Decodifica y Almacena, a esto se lo llama ciclo maquina y cuanto más rápido sea más rápida será la ejecución de la instrucción.
La Unidad de Control está formada, básicamente por un elemento que interpreta las instrucciones denominado registro. Unos de estos registros almacena la instrucción mientras el intérprete está traduciendo su significado (decodificador), por lo que se denomina registro de instrucción (RI). Posteriormente transforma la información de este registro en una información más amplia e inteligible para el secuenciador.
El secuenciador analiza e interpreta la salida del decodificador, y en función de esta información ejecuta un microprograma contenido en la memoria de control que produce las instrucciones necesarias para que se ejecute la acción.
El resto de las instrucciones permanecen en la memoria, esperando que les toque su turno de ejecución.
La unidad de control (UC) es el centro nervioso de la computadora; desde ella se controla y gobiernan todas las operaciones (búsqueda, decodificación, y ejecución de la instrucción). Para realizar su función, consta de los siguientes elementos:
* Registro de contador de programas (CP)
* Registro de Instrucciones (RI)
* Decodificador (D)
* Reloj (R)
* Generador de Señales o Secuenciador (S)
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