Arquitectura de Von Neumann

Arquitectura de Von Neumann

 

La arquitectura de Von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard).
En 1947 el matemático John Von Neumann ideó una solución que evitaría el "recablear" la ENIAC, la cuál consistía en introducir las operaciones por medio de tarjetas perforadas, por lo que un programa previamente "almacenado" y en las tarjetas, se podía mantener latente en memoria para su uso. Este modelo permite que las instrucciones se encuentren residentes en una memoria listas para ser leídas y ejecutadas.

· Memoria principal: se trata de un espacio de almacenamiento temporal de instrucciones y datos, ordenada de manera reticular para localizar de manera sencilla mediante direcciones, dividida en dos partes una para trabajo y otra permanente. En términos modernos, es la memoria RAM que actualmente utilizamos en nuestros equipos.

      · Unidad aritmética: encargada de realizar todas las actividades matemáticas y de decisión lógicas, cada dato lo recibe de la memoria principal y en ella misma almacena. En términos modernos, es una sección dentro de los microprocesadores.

      · Unidad de control: controla las señales, lee instrucciones de la memoria y ejecuta las órdenes, también almacena direcciones de la siguiente instrucción que requiere. En términos modernos, es otra sección dentro de los microprocesadores.

      · Unidad de E/S: (entrada/salida) permite la comunicación con otros dispositivos externos y el compartir datos. En términos modernos, son los puertos de la computadora.
Buses de comunicacion: todas estas unidades se comunican entre sí a traves de unos canales llamados buses. Los buses pueden ser de diferentes tipos, en función de lo que circule por ellos: -Bus de datos (BD): transfiere datos entre los elementos del ordenador. -Bus de direcciones (BA): transfiere direcciones entre la UC y UM -Bus de control (BC): emite las señales de control que gobiernan el funcionamiento de las unidades. Esta arquitectura, el usuario proporciona una información de entrada a través de la UE/S. Esta información se traslada a la UM, que envía las instrucciones oportunas a la UC para que las interprete y ordene comenzar a la UAL la secuencia de cálculos que desembocara en la información de salida.
·UNIDAD DE MEMORIA (UM) Al hablar de la unidad de memoria tenemos que referirnos a los niveles que están diseñados de forma que las memorias mas rápidas se sitúan en los niveles mas bajos.En general, los niveles de jerarquia son estos: -Auxiliar, Secundaria, Principal, Caché, Registros. Los niveles 0,1 y 2 constituyen lo que se conoce como memoria interna del equipo.Esta compuesta por el elemento de memoria y dos registros auxiliares. Todas las celdas estan identificadas por un numero llamado direccion de memoria. Los registros auxiliares son: -un registro de direcciones (RD) -un registro de datos (RD) Sobre la memoria se pueden realizar dos tipos de operaciones: -Lectura (L): se accede a la info. que contiene. -Escritura (E): se introduce info. en la memoria Esta dos operaciones trabajan en exclusion mutua, durante un tiempo que se realiza una lectura o escritura la memoria no esta disponible para ninguna otra operacion.

Es importante mencionar que lo anterior es básico, no hay que olvidar que también hacen falta otros elementos que no entran dentro de la clasificación de Neumann pero que también son importantes como la fuente de suministro de electricidad y la placa base, además de otros secundarios como la unidad de soporte Hardware (gabinete), los ventiladores, etc.

Para saber mas sobre la arquitectura de Von Neumann, podeis ver este video explicativo de Youtube:


Fuentes: Wikipedia, Youtube y  Informatica moderna