Microprocesador

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Microprocesador
Se denomina microprocesador (o procesador) al circuito integrado de mayor complejidad de los sistemas informáticos contemporáneos. Este circuito juega un papel análogo al cerebro en el orden del sistema computacional.
Los procesadores se encargan de los cálculos y formulaciones necesarias para ejecutar los distintos programas que operan en un sistema, desde el sistema operativo (que regula las funciones básicas de funcionamiento físico y digital) hasta las aplicaciones ejecutadas por el usuario. Sin embargo, lo lleva a cabo mediante un lenguaje de bajo nivel, es decir, mediante operaciones aritméticas, lógicas y accesos a la memoria informática.
Este tipo de circuitos semiconductores operan negando y permitiendo el paso a la corriente eléctrica, conforme a los principios del código binario (0 negativo – 1 positivo). El nombre “microprocesador” proviene de su gradual disminución de tamaño a medida que sus materiales se hacen más eficientes, livianos y reducidos, conforme al avance de la Revolución Informática de la segunda mitad del siglo XX.
Evolución del microprocesador
El origen de esta tecnología proviene de la unión de la computación y la tecnología de los semiconductores, cuyos inicios se dan alrededor de 1950. El primer procesador se produjo en 1970, fruto de un camino largo de innovaciones en materia de cómputo a raíz de las necesidades informáticas de la Segunda Guerra Mundial.
El primer microprocesador fue desarrollado en 1971 y se llamó Intel 4004, se creó para una calculadora y supuso una revolución informática.
La creación de los circuitos digitales, los transistores y la conocida reducción de tamaño de las tecnologías a lo largo de los finales del siglo XX, condujeron al desarrollo del microprocesador, una variante mínima pero mucho más poderosa en materia de cálculo de lo desarrollado hasta la fecha.
Así se logró unificar los componentes de un procesador en una unidad mínima que no requiriera de numerosos chips, sino que operara dentro de un circuito integrado.
Abundancia de microprocesadores
Los microprocesadores forman parte ya de nuestra vida cotidiana hipertecnologizada y se encuentran en calculadoras, teléfonos celulares, controles remotos, impresoras y otros periféricos de la computadora, fotocopiadoras, consolas de videojuegos, tablets, relojes inteligentes y un sinfín de artefactos altamente digitalizados.
Funciones del microprocesador
Las funciones del procesador son centrales para el sistema informático ya que es quien procesa la información de todos los programas ejecutados, desde los básicos del sistema operativo o de autogestión, hasta los que interactúan con el usuario o controlan dispositivos periféricos.
Es el corazón informático del computador, donde toda la información es reducida a operaciones aritméticas, calculadas a una velocidad supersónica.
Rendimiento del microprocesador
El rendimiento de los microprocesadores se mide tradicionalmente en megahertzios o, más recientemente, en Gigahertzios (entre 1,5 y 4), que no es otra cosa que la descripción en frecuencia reloj de la cantidad de datos que un procesador puede calcular en una unidad de tiempo determinada.
Esto es una medida particular del procesador en solitario ya que su desempeño general dependerá en gran medida del resto de los componentes del sistema, como la Memoria RAM o el software.
Tipos de microprocesador
Existen muchas formas de clasificar los microprocesadores, aunque una de las más usuales es según su número de núcleos (cores en inglés): pueden ser núcleo simple, doble o cuádruple. De acuerdo al número de núcleos, su capacidad de cálculo será mayor o menor.
Arquitectura del microprocesador
Los microprocesadores realizan cálculos bajo un programa de control; en eso se parecen a pequeñísimas calculadoras. En ese sentido, están compuestos por las siguientes partes:
· Encapsulado. Barrera plástica que rodea al silicio del microprocesador y que impide su deterioro por contacto con el aire y los elementos (oxidación).
· Memoria caché. Un tipo de memoria ultraveloz que está dentro del procesador y es empleada por éste para resolver operaciones previstas en su funcionamiento interno. Por ende, está encapsulada dentro del mismo procesador y opera en varios niveles.
· Coprocesador matemático. Una parte del procesador especializada en la resolución de cálculos matemáticos, es decir, su parte “lógica”.
· Registros. Un tipo de memoria interna del procesador que contiene instrucciones de programación (32) disponibles para el control de su funcionamiento.
· Memoria. El lugar donde el procesador obtiene las instrucciones para ejecutar programas y datos informáticos. No está propiamente dentro del procesador, pero le resulta indispensable en su funcionamiento cotidiano.
· Puertos. Enlaces entre el procesador y el mundo externo, que operan de manera análoga a una línea telefónica.
Fabricación de microprocesadores
La fabricación de los microprocesadores es un proceso industrial complejo, que inicia con la fabricación de láminas delgadísimas (10 micras de espesor) de silicio, obtenidas a partir de un cristal de arena fundida.
En dichas láminas se imprimen los recorridos del microprocesador a partir de materiales aislantes, semiconductores y conductores, luego recubiertos de plásticos y cerámicas para protegerlos, pues una simple mota de polvo podría arruinar el minucioso trabajo de litografía.
Luego se añaden los pines de oro, delgadísimos alambres metálicos que conectarán el procesador con el mundo externo y transmitirán los impulsos eléctricos.
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
Los microprocesadores forman parte del CPU de las computadoras: Unidad Central de Procesamiento. Esto no es más que el núcleo informático del sistema, donde se centraliza todo el flujo de información entre los distintos periféricos y los componentes centrales del sistema informático. Así, el procesador vendría a ser el centro del centro de un computador.
Buses
Se llama “bus” a los mecanismos de comunicación que posee un procesador para conectarse con el resto del chipset o los dispositivos periféricos. Estos pueden ser seriados (en serie) o paralelos (en paralelo), de lo cual dependerá el modelo de transmisión de datos que sirva para agilizar la transmisión y procesamiento de los datos.
Ejemplos de microprocesador
Un buen ejemplo de un microprocesador lo encontramos en cualquier computadora portátil (netbook) que tengamos a mano. Más allá de sus múltiples componentes especializados, el computador posee un núcleo de cálculo que resuelve todas y cada una de las operaciones matemáticas que componen los distintos programas con que opera.
Ese procesador está en la placa base (o tarjeta madre) y representa la potencia de cálculo del computador. Usualmente llevan la marca y modelo de la empresa que los manufactura: los procesadores pentium de Intel, por ejemplo, o los procesadores Compaq o Acer.