UNIDAD DE CONTROL (UC)

La unidad de control el elemento que se encarga de sincronizar las acciones que realiza cada una de las unidades funcionales de un computador. Las funciones de la unidad de control son básicamente dos.

Interpretación de las instrucciones: La unidad de control debe ser capaz de decodificar los códigos de operación y los modos de direccionamiento de las instrucciones y actuar de forma diferente para cada uno de ellos.

Secuenciamiento de las operaciones: La unidad de control se encarga de la temporización de las distintas operaciones necesarias para la ejecución de cada instrucción. También debe controlar el secuenciamiento de las instrucciones en función de la evolución del registro contador de programa.

Se llaman señales de control a las variables binarias que controlan las entradas y salidas de información de los registros y el funcionamiento de las unidades funcionales.

La ejecución de una instrucción se divide en varias etapas que deben realizarse según una secuencia muy precisa de señales de control que establece la señal de control. Hay dos formas básicas para implementar la unidad de control:

- Unidad de control cableada: Realiza sus funciones mediante elementos hardware. 

-Unidad de control microprogramada: Es mas lenta que la anterior, pero permite implementar instrucciones mas potentes y flexibles.

EJECUCIÓN DE UNA INSTRUCCIÓN:Ahora se intentará conjuntar la secuencia de operaciones elementales necesarias para ejecutar una instrucción. Considérese la instrucción “Sumar el contenido de la localización NUM de la memoria al registro R1″. Para simplificar las cosas, la dirección NUM se da en forma explícita en el campo de dirección de la instrucción. Entonces, la localización NUM se especifica en el modo directo de memoria.

Ramificación: Las ramificaciones se logran reemplazando el contenido actual del PC por la dirección de ramificación, esto es, la dirección de la instrucción a la cual se refiere una ramificación. Por lo común, la dirección de ramificación se obtiene sumando al valor actual del PC, un valor X de compensación, el cual está dado en el campo de dirección de la instrucción de ramificación. 

UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA (ALU)

La Unidad Aritmético Lógica, o simplemente ALU (por Arithmetic Logic Unit) es una de las unidades que conforman la Unidad Central de Procesos (CPU) mediante la cual se pueden realizar un conjunto de operaciones aritméticas básicas (resta, suma, división y multiplicación) y de operaciones lógicas (OR, NOT, AND, etc.).

Los circuitos mediante los que la ALU ejecuta dichas operaciones pueden ser desde muy simples a muy complejos. Entre estos últimos se encuentran, por ejemplo, los de los chips de los microprocesadores. En general, la mayoría de las acciones de una computadora se realizan a través de una ALU. Y en dichos circuitos se encuentras diversos componentes que permiten que la ALU pueda efectuar las operaciones.

Entre estos componentes se encuentra el dispositivo de adición, con el que realiza las operaciones aritméticas; los registros, que contienen a los operandos (proporcionados por la Unidad de Control y que son en los que se realizará la operación), a los resultados parciales y a los resultados finales y por último, los dispositivos de control de cálculo, que dirige y controla las operaciones.

La Unidad de Control  es la que le envía a la ALU las órdenes que debe realizar y la que se encarga de transportar los resultados obtenidos. De esta manera, vemos como la Unidad de Control le envía las acciones a realizar, la ALU procesa los datos y sus resultados quedan en el registro de salida de la ALU, desde donde serán transportados por otros mecanismos.

GENERACIONES DE LOS COMPUTADORES

*PRIMERA GENERACIÓN (1951-1958).

En esta generación había gran desconocimiento de la capacidad de las computadoras, en esta época el cual se determino que 20 computadoras se saturaría el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos. Esta generación abarca la década de los 50.

• Tubos al vacío para procesar la información.
• Tarjetas perforadas para entrar los datos y programas.
• Usaban cilindros magnéticos para almacenar la información e instrucciones internas.
• Eran muy grandes, consumían mucha electricidad, generaban una cantidad de calor y eran sumamente lentas.
• Se empezó a usar el sistema binario para representar los datos. Costo: $10.000, la computadora mas exitosa la IBM -360

*SEGUNDA GENERACIÓN (1958-1964).

En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo. Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para la época como la serie de 5000 de Burroughs y   la ATLAS de la universidad de Manchester. Algunas computadoras se programaban con cinta perforadoras y otras por medio de cableado en un tablero.

• Transistores para procesar la información.
• Los transistores eran mas rápidos mas pequeños y mas confiables que los tubos al vacío.
• 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio de un tubo al vacío.
• Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar la información e instrucciones de cantidad de color y eran sumamente lentas.
• Se mejoraron los programas de computadores que fueron desarrollados en la primera generación.
• Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como el COBOL y FORTRAN los cuales eran comercialmente accesibles.
• Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de lineas aéreas, control  del trafico aéreo y simulaciones de propósito general.
• La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo "Whirlwind".
• Surgieron las microprocesadores y los terminales a distancia.
• Se empezó a disminuir el tamaño de las computadoras.

*TERCERA GENERACIÓN (1964-1971).

La tercera generación de computadoras emergía con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron mas pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. El ordenador IBM-360 dominó las ventas de la tercera generación de ordenadores desde su presentación en 1965 el PDP-8 de la digital equiment corporation fue el primer micrordenador.

• Se desarrollan circuitos integrados para procesar información.
• Se desarrollan los "Chips" para almacenar y procesar la información. un "Chip" es una pieza de silicio que contiene componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores.
• Los circuitos integrados recuerdan los datos ya que almacenan la información como cargas eléctricas.
• Surge la multiprogramación.
• Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas a la vez, de procesamiento o análisis matemático.
• Emerge la industria del "Software".
• Se desarrollan las computadoras IBM-360 y DECPDP-1.
• Otra vez las computadoras se tornan mas pequeñas mas ligeras y mas eficientes.
• Consumían menos electricidad, por lo tanto generaban menos calor.

*CUARTA GENERACIÓN (1971-1982).

Aparecen los microprocesadores que es un adelanto de la microelectrica son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante los microcomputadores comienzan a disminuir el precio por lo que su uso se extiende al mercado industrial. Aquí nacen las computadoras personales y ha influido en la sociedad en general sobre la llamada "Revolución informática".

• Se desarrollo el microprocesador.
• Se colocan mas circuitos dentro de un "Chip"
• LSI-Large Scale Integration Circuit.
• VLSI-Very Large Scale Integracion Circuit.
• Cada "Chip" puede hacer diferentes tareas.
• Un "Chip" actualmente contiene la unidad  de control y la unidad aritmético-lógica. El tercer componente la memoria primaria es operada por otros "Chips"
• Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "Chips" de silicio.
• Se desarrollan las micro-computadoras o sea computadoras personales y se desarrollan las super-computadoras

*QUINTA GENERACIÓN (1983-PRESENTE)

En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.

• Japón lanzó en 1983 el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con los objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:
• Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC.
• Se desarrollan las supercomputadoras.
• Inteligencia artificial: La inteligencia artificial es el campo de estudio que trata de aplicar los procesos del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora.

• Robótica: La robótica es el arte y ciencia de la creación y empleo de robots. Un robot es un sistema de computación híbrido independiente que realiza actividades físicas y de cálculo. Están siendo diseñados con inteligencia artificial, para que puedan responder de manera más efectiva a situaciones no estructuradas.
• Sistemas expertos: Un sistema experto es una aplicación de inteligencia artificial que usa una base de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la resolución de problemas.
• Redes de comunicaciones: Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se conocen como redes de comunicaciones; todo el "hardware" que soporta las interconexiones y todo el "software" que administra la transmisión.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Ofimática:
(infor- información, matique-automática)Disciplina que estudia el tratamiento automático de la comunicación.


Información:
(IX)Conjunto organizado de datos que generan conocimiento de un mensaje sobre un fenómeno determinado.
 Se ingresa a través de dispositivos electrónicos o sistemas de computo.


-Tareas Básicas 
-1. Entrada  2. Proceso 3. Salida.

• Entrada: Captación de los datos que ingreso al sistema. ej: memorias, escaner, mouse, teclado etc.

• Proceso: Tratamiento de dicha información

• Salida: Dispositivos de salida ej: impresora, pantalla, sonido etc.

Dato: Elemento de la información ej: numero, seña, letra.

• Símbolo perceptible por los sentidos.
• Por si solo no dice nada.

Carácter: Todo aquello que podemos imprimir:

• Números.
• Alfabetos.
• Signos de puntuación.
• Espacios en blanco, tabulaciones.
• Signos especiales.

Bit: Unidad mínima de almacenamiento de la información.

Ofimática: (Ofi-oficina, matique-automática) pretende automatizar todos los procesos que se llevan a cabo en una oficina.

• Manejo de archivos.
• Digitacion de textos.
• Nominas, inventarios, balances.
• Gráficos.
• Animaciones.

CPU: Parte mas importante del sistema ya que la unidad de control y la unidad aritmético-lógica en interacción con la memoria principal permiten la manipulación de la información y el control de los dispositivos de la computadora personal (PC).

Memoria Principal: Aquella que almacena instrucciones, programas, datos. Tiene dos funciones lectura, escritura, es un conjunto de celdas numeradas

-Posee dos registros.

• Registros de dirección.
• Registros de intercambios.

Volátil: pierde la información al desconectar la fuente de energía.