Práctica ALU

INTRODUCCIÓN

La siguiente práctica es hacer un circuito llamado unidad aritmética lógica también conocida como ALU.

Su función que tiene este circuito es poder resolver operaciones lógicas y operaciones  aritméticas como la suma, la resta, multiplicación.

El propósito consiste en poder visualizar como este componente tan complejo y tan importante que tienen todas las computadoras es capaz de realizar estas operaciones en un tiempo muy rápido.

Que es la  ALU: Es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas como suma, resta, multiplicación y operaciones lógicas entre dos números. Se encarga de los procesos más básicos pero a la vez más complejos de una computadora.

DESARROLLO

MATERIAL:

Cantidad	Materia
19	Leds
2	Protoboard
3	Dip swhitch 4 interruptores
1	Dip swhitch 2 interruptores
19	Resistencias 120 ohm
1	multímetro
1	Fuente de alimentación 12v y 5v
1	Circuito 74181
3	Circuito 7404

DIAGRAMA LÓGICO

DIAGRAMA DE CONEXIÓN

CONSTRUCCIÓN DEL CIRCUITO 

PROBAR EL FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO

Pruebas lógicas

En esta parte veremos si nuestra ALU, realiza una prueba lógica de manera correcta, la prueba que realizaremos corresponde a . Para hacerla el CS = 0 y M = 1, ahora seleccionaremos la operación a realizar, como queremos la negación de A, s₀, s₁, s₂ y s₃, deberán ser cero, una vez realizando esto el resultado se vera de la siguiente forma

Como podemos observar el dato A es negado  como se refleja en F, cuando el dato A es 0, la salida F es 1 y cuando el dato A es 1, la salida F es 0

Pruebas aritméticas cuando CS = 0

Ahora mostraremos una operación aritmética que es la suma, para realizarla CS y M deben ser 0, la selección de operación debe ser en el siguiente orden, S₀ =1, S₁ =0, S₂ = 0, S₃ =1, y le ingresaremos en el dato A el numero binario 3, y en B el numero 2, el resultado se muestra a continuación

Como podemos observar, la salida F muestra el resultado 5 en binario, es decir, que nuestra operación esta correcta

Operación aritmética con CS=1

Por ultimo realizaremos la resta binaria en donde CS = 1 y M = 0, la selección de operación debe ser en el siguiente orden, S₀ =0, S₁ =1, S₂ = 1, S₃ =0, y le ingresaremos en el dato A el numero binario 8, y en B el número 1, el resultado se muestra a continuación

CONCLUSIÓN

Pudimos darnos cuenta como la ALU permite la entrada de datos para después realizar las operaciones correspondientes. Comprábamos efectivamente el funcionamiento del circuito bajo varias pruebas, realizando operaciones aritméticas y lógicas.

Como opinión del equipo es una pieza fundamental en los ordenadores, llegamos a  comprender, que no hacen falta tantas compuertas , o circuitos lógicos para realizar alguna función , este Chip  o  ALU , es capaz de realizar ciertas funciones y es capaz de procesar todos los datos que pide el usuario , a velocidades realmente impresionantes.

BIBLIOGRAFIA

Datasheet Archive. (2015). SN74181 Datasheet. 26 de marzo de 2015, de Datasheet Archive Sitio web:

Datasheet Archive. (2015). SN7404 Datasheet. 26 de marzo de 2015, de Datasheet Archive Sitio web: 

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Práctica Memoria RAM

INTRODUCCIÓN

Uno de los componentes más importantes de una computadora es la memoria principal o memoria RAM. En esta memoria se cargan los programas y los datos que se están usando en la computadora mientras esta permanece encendida, por tanto, cuanto mejores sean las prestaciones de la memoria más se notarán en el funcionamiento del sistema. 

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ChipSet

Chip Set

Alguna vez hemos ocupado una computadora, y muy probablemente tengamos una en casa, siempre tratamos de buscar la mejor para nosotros, pero esto nos lleva a la siguiente pregunta: ¿en que nos fijamos al momento de comprar una computadora?

La mayoría de las personas se fija en componentes como:

• La memoria RAM
• El disco duro
• El diseño de la computadora

Pero muy pocos se fijan en un elemento tan importante como lo es el chipset.

¿Qué es el chipset?

Es el componente más importante de la tarjeta madre, es un grupo de chips que trabajan en conjunto para realizar una tarea determinada y su misión es comunicar a todos los elementos que componen el sistema.

El chipset especificara las prestaciones de la tarjeta madre, es decir, el chipset condiciona que procesador soportara la tarjeta madre, a que frecuencia operaran los buses, que tipo de memoria RAM será compatible, y que interfaces de video, disco y los demás puertos serán soportados.

Es ahí donde radica la importancia de conocer sobre el chipset al momento de elegir una computadora.

Funciones y aplicaciones:

El chipset es fundamental para que cualquier computadora funcione ya que es el encargado de enviar las órdenes de la tarjeta madre a procesador para que ambos puedan trabajar con armonía, es decir, permite que la tarjeta madre sea el eje central de nuestra PC comunicando a sus componentes a través de buses

Además se encarga de administrar la información que ingresa y egresa a través de bus principal del procesador e inclusive su función se extiende al uso de la memoria RAM, ROM y las placas de video.

También puede controla la velocidad y la función de la memoria ram, administrar diversos tipos de buses, los discos rigidos y su ancho de banda, asi como gestionar la calidad del acelerador grafico.

El chipset y la tarjeta madre forma un conjunto indisoluble muy importante, se debe tener en cuenta que un buen chipset por si mismo no implica que la tarjeta madre sea en conjunto de calidad.

Como está conformado el chipset (características):

El chipset está formado por dos componentes principales el northbridge (puente norte) y e southbridge (puente sur), cuyos nombre provienen de su ubicación dentro del PCB (circuito impreso) de la tarjera madre, si miramos verticalmente el northbridge quedara junto al procesador mientras que el southbridge quedara abajo junto a las placas de expansión

En la actualidad el northbridge se encuentra integrado dentro del microprocesador.

Importancia:

El northbridge es la parte principal del chipset, se encarga de controlar el tráfico entre el procesador, la memoria RAM, la interfaz de video, las ranuras de expansión y el southbridge a través de una interconexión de buses.

El objetivo del southbridge es controlar un gran número de dispositivos como la PCI (componentes periféricos de interconexión), los puertos USB, el firewire, así como los controladores de las unidades serial ATA y parallel ATA, entre otras funciones importantes.

El chipset es sin duda alguna uno de los componentes  más importantes de la computadora y a su vez es el elemento más olvidado, sin embargo es el encargado de comunicar todos los elementos haciendo posible el funcionamiento del sistema, es por eso que se puede considerar la columna vertebral de la computadora.

Fuentes de información:

Angel Luis Sanchez Iglesias. (2015). ¿Qué es el chipset de una computadora?. 6 de mayo de 2015, de About en español Sitio web: http://computadoras.about.com/od/placa-base/a/que-es-un-chipset.htm

 

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El ciclo de instrucción

 

El ciclo de instrucción 

“El Ciclo Instrucción” cuenta con dos fases, la primera es la obtención y la segunda es la fase de ejecución:

2.3.1 Ciclo Fetch-Decode-Execute

Fase de Obtención donde:

·       El registro Contador del Programa (PC) tiene la dirección de la siguiente instrucción que va obtener.

·       El procesador obtiene la siguiente instrucción de la localidad de memoria apuntada por el PC.

·       El PC se incrementa:

Ø  A menos que se le indique otra cosa

Ø  El PC queda apuntando a la siguiente instrucción

·       La instrucción se carga en el Registro Instrucción (IR).

·       El procesador interpreta la instrucción y realiza las acciones  indicadas por ella.

Fase de Ejecución donde:

·       Procesador-memoria

Ø  Transferencia de datos entre CPU y memoria principal

·       Procesador – E/S

Ø  Transferencia de datos entre CPU y un módulo de E/S

·       Procesamiento de datos

Ø  Alguna operación aritmética o lógica sobre los datos

·       Control

Ø  Alteración de la secuencia de operaciones

Ø  e.g. Salto (jump)

·       Una combinación de las anteriores

Ø  Una combinación de las anteriores 

Ciclo instrucción más detallado:

Obtener la instrucción de la memoria de programa

Determinar el tamaño de la instrucción y las acciones ejecutar

Localizar y obtener los operandos (datos)

Procesar los datos y calcular el valor del resultado y el estado de la máquina

Escribir los resultados en memoria para un uso posterior

Determinar la instrucción que sigue

Diagrama de estados del ciclo de instrucción

 

 Qué es un programa

·       Una secuencia de instrucciones

·       Por cada instrucción se realiza una operación (aritmética o lógica) o una transferencia (de datos o control)

·       Cada operación es ejecutada siguiendo los pasos dados en el ciclo instrucción

Ciclo indirecto

·       Puede requerir acceso a memoria para extraer operandos

·       El direccionamiento indirecto requiere más accesos a memoria

Flujo de datos (Obtención de la instrucción)

·       Depende del diseño del CPU

·       En general:

Ø  PC contiene la dirección de la siguiente instrucción

Ø  La dirección se mueve a MAR

Ø  Se pone la dirección en el bus de direcciones

Ø  La unidad de control solicita lectura a memoria

Ø  El resultado se pone en el bus de datos, copiado a MDR, y después a IR

Ø  Mientras tanto el PC se incrementa a 1

Flujo de datos (Obtención de los datos)

·       Si es direccionamiento indirecto, se ejecuta el ciclo indirecto

Ø  Los N bits más de la derecha de MDR se transfieren a MAR

Ø  La unidad de control solicita lectura de memoria

Ø  El resultado (dirección del operando) se mueve a MDR

Flujo de datos a: fase de obtención

Flujo de datos b: ciclo indirecto

Flujo de datos (Ejecución)

·       Puede tomar varias formas

·       Depende de la instrucción que se está ejecutando

·       Puede incluir:

Ø  Lectura/Escritura de la memoria

Ø  Entrada/Salida

Ø  Transferencias de registros

Ø  Operaciones en la ALU
 

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