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Ciclo de instrucción

Para que un programa pueda ser ejecutado por un ordenador, éste ha de estar almacenado en la memoria central. La unidad central de proceso tomará una a una sus instrucciones e irá realizando las tareas correspondientes.

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Ciclo de instrucción

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  1. Para que un programa pueda ser ejecutado por un ordenador, éste ha de estar almacenado en la memoria central. La unidad central de proceso tomará una a una sus instrucciones e irá realizando las tareas correspondientes. • Se llama ciclo de instrucción al conjunto de acciones que se llevan a cabo en la realización de una instrucción. Se compone de las siguientes fases: • Fase de búsqueda : En esta fase se transfiere la instrucción que corresponde ejecutar desde la memoria central a la unidad de control. • Fase de ejecución : Consiste en la realización de todas las acciones que conlleva la propia instrucción. • Supongamos que queremos sumar los contenidos de las posiciones 33 y 992, almacenando el resultado en la posición 993. • SUMAR 33 992 993 • Código de operación (CO): SUMAR • Dirección del operando 1º: 33 P.ej.: 4 • Dirección del operando 2º: 992 P.ej.: 3 • Dirección del resultado : 993 P.ej.: 7 Ciclo de instrucción

  2. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de búsqueda – Paso 1 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 1 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 1 Selector Memoria Central 1 SUMAR 33 992 993 • La unidad de control envía una microórden para que el contenido del cont. prog. que contiene la dirección de la siguiente instrucción (instrucción a procesar), sea transferida al reg. de dirección de memoria. 2 * * * 33 * * * 992 993 * * *

  3. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de búsqueda – Paso 2 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 1 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 1 SUMAR 33 992 993 Selector Memoria Central 1 1 SUMAR 33 992 993 • La posición de memoria que figura en el reg. de dirección de memoria es utilizada por el selector para transferir su contenido (instrucción) al reg. de intercambio de memoria. 2 * * * 33 * * * 992 993 * * *

  4. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de búsqueda – Paso 3 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 1 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 1 SUMAR 33 992 993 Selector Memoria Central 1 1 SUMAR 33 992 993 • Se transfiere la instrucción desde el registro de intercambio de memoria al registro de instrucción. 2 * * * 33 * * * 992 993 * * *

  5. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de búsqueda – Paso 4 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj SUMAR SUMAR Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 1 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 1 SUMAR 33 992 993 Selector Memoria Central • A continuación el decodificador procede a interpretar la instrucción que acaba de llegar al reg. de instrucción, en este caso SUMAR, quedando dispuesto para la activación del circuito sumador de la UAL e informando al secuenciador. 1 1 SUMAR 33 992 993 2 * * * 33 * * * 992 993 * * *

  6. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de búsqueda – Paso 5 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj 2 SUMAR SUMAR Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 1 2 +1 1 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 1 SUMAR 33 992 993 • El reg. contador de programa se autoincrementa (utilizando la UAL) en 1 de tal forma que quede apuntando a la siguiente instrucción de memoria. Si la instrucción en ejecución es de ruptura de secuencia, el cont. Prog. se cargará con la dirección que corresponda. Selector Memoria Central 1 1 SUMAR 33 992 993 2 * * * 33 * * * 992 993 * * *

  7. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 1 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción 33 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 33 Selector Memoria Central 1 SUMAR 33 992 993 • Se transfiere la dirección del primer operando desde el reg. de instrucción al reg. de dirección de memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 993 * * *

  8. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 2 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 33 4 Selector Memoria Central 33 1 SUMAR 33 992 993 • El selector extrae de la memoria dicho dato depositándolo en el reg. de intercambio de memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 993 * * *

  9. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 3 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 33 4 Selector Memoria Central 33 1 SUMAR 33 992 993 • Se lleva este operando desde el reg. de intercambio de memoria al reg. de entrada 1 (REN1) de la unidad aritmético-lógica. 2 * * * 33 4 * * * 992 993 * * *

  10. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 4 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción 992 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 992 Selector Memoria Central 1 SUMAR 33 992 993 • Se transfiere la dirección del segundo operando desde el reg. de instrucción al reg. de dirección de memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 * * *

  11. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 5 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 992 3 Selector Memoria Central 992 1 SUMAR 33 992 993 • El selector extrae de la memoria dicho dato depositándolo en el reg. de intercambio de memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 * * *

  12. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 6 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 3 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 992 3 Selector Memoria Central 992 1 SUMAR 33 992 993 • Se lleva este operando desde el reg. de intercambio de memoria al reg. de entrada 2 (REN2) de la unidad aritmético-lógica. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 * * *

  13. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 7 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj 7 Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 3 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 992 3 Selector Memoria Central 992 1 SUMAR 33 992 993 • El secuenciador envía una microórden a la unidad aritmético-lógica para que se ejecute la operación. El resultado de la operación queda almacenado en el registro acumulador. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 * * *

  14. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 8 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj 7 Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 3 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 7 Selector Memoria Central 1 SUMAR 33 992 993 • El resultado es enviado desde el registro. Acumulador al reg. de intercambio de memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 * * *

  15. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 9 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj 7 Reg. de Estado Reg. Instrucción 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 3 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 993 7 Selector Memoria Central 1 SUMAR 33 992 993 • Se transfiere desde el reg. de instrucción al reg. de dirección de memoria la dirección donde ha de almacenarse el resultado en la memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 * * *

  16. Circuito operacional Unidad de Control ( UC ) Unidad Aritmético-Lógica ( ALU ) Fase de ejecución – Paso 10 Secuenciador Acumulador Decodificador Reloj 7 Reg. de Estado Reg. Instrucción SUMAR 33 992 993 Cont. Prog. REN2 REN1 Microórdenes 2 3 4 Memoria Central ( MC ) Reg. de Intercambio de Memoria Reg. de Dirección de Memoria 993 7 Selector Memoria Central 993 1 SUMAR 33 992 993 • Se transfiere el resultado desde el registro de intercambio de memoria a la dirección de memoria indicada en el registro de memoria. 2 * * * 33 4 * * * 992 3 993 7 * * *

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