Arquitectura von neumann

ARQUITECTURA PROPUESTA POR 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.

ORIGEN

El nacimiento u origen de la arquitectura Von Neumann surge a raíz de una colaboración en el proyecto ENIAC del matemático de origen húngaro, John Von Neumann. Este trabajaba en 1945 en el Laboratorio Nacional Los Álamos cuando se encontró con uno de los constructores de la ENIAC. Compañero de Albert Einstein, Kurt Godel y Alan Turing en Princeton, Von Neumann se interesó por el problema de la necesidad de recablear la máquina para cada nueva tarea.
En 1949 había encontrado y desarrollado la solución a este problema, consistente en poner la información sobre las operaciones a realizar en la misma memoria utilizada para los datos, escribiéndola de la misma forma, es decir en código binario. Su "EDVAC" fue el modelo de las computadoras de este tipo construidas a continuación. Se habla desde entonces de la arquitectura de Von Neumann, aunque también diseñó otras formas de construcción. El primer computador comercial construido en esta forma fue el Univac 1, fabricado en 1951 por la Sperry-Rand Corporation y comprado por la Oficina del Censo de Estados Unidos.

ACTUALIDAD

En la actualidad existen muchas opciones posibles a la hora de diseñar un ordenador digital.Pero la mas aceptada es la denominada arquitectura de Von Neumann.

PARTES

Esta arquitectura consta de varias partes:

• Unidad de Memoria (UM): es la encargada de almacenar información. Esta arquitectura se caracteriza por utilizar dicha unidad tanto para almacenar información como para programas.

• Unidad central de proceso (CPU): es el circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Se encarga de interpretar las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Esta constituida pos: 

                                      Unidad de control: su objetivo es gestionar y coordinar todas las unidades funcionales para obtener el fin deseado.
                                      Unidad aritmetico-logica: tiene como cometido realizar operaciones necesarias para procesar la información.

CPU

• Unidad de Entrada/salida: su misión es realizar las operaciones de introducción y extraccion de informacion en el ordenador. Es el bloque que le da realmente sentido a la utilidad de un ordenador, ya que le permite al usuario introducir información en él.

UNIDAD DE MEMORIA
La unidad de memoria viene a coincidir con la memoria principal del ordenador. En realidad la unidad de memoria esta compuesta por un elemento de memoria y dos registros auxiliares.
El elemento de memoria esta compuesto por un conjunto de celdas, cada una de las cuales tiene capacidad para 1B.
Los registros auxiliares son:

• Registro de direcciones: utilizado para almacenar de forma temporal la direccion de memoria de un dato o instrucción.

• Registro de datos: que almacena temporalmente cualquier dato o instruccion que se intercambie.

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO

Central Processing Unit (CPU/Unidad Central de Procesamiento) o simplemente el procesador o microprocesador, es el componente principal del ordenador y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Las CPU proporcionan la característica fundamental del ordenador digital (la programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados en los ordenadores de cualquier tiempo, junto con la memoria principal y los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados.

UNIDAD ARITMETICO-LOGICA
La UAL es el verdadero nucleo de cálculo del ordenador ya que se encarga de realizar las operaciones aritmeticas (suma, resta...) y lógicas (comparación,negación...) ordenadas por la UC.
el elemento principal en la UAL es el operador. Un operador es un componente electrónico cuya mision es realizar un cálculo. Los operadores se pueden clasificar según...

• Su ámbito: en genéricos (realizan varias operaciones) o específicos (solo realizan una).
• El número de operandos: en monadicos (solo una entrada), diálicos (dos entradas) o triádicos (tres entrradas).
• Su capacidad de operar: en serie o en paralelo.

UNIDAD DE CONTROL
La UC se encarga de buscar las instrucciones en la UM; interpretarlas y generar en cada momento las órdenes necesarias para ejecutar la operación requerida por cada instrucción. La UC está compuesta por:

Unidad de control

• Circuito de control: genera las señales de control y determina el conjunto de ordenes necesarias.
• Reloj: es un circuito que genera pulsos,  los cuales marcan la temporizacion basica del sistema.
• Registros: son utilizados por el circuito de control para labores auxiliares diversas.

UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA+
Esta unidad es la encargada de establecer la comunicación entre el usuario y la CPU. Para llevar a cabo el enlace utiliza unos dispositivos denominados periféricos. Podemos clasificar los periféricos, en función de su propósito en:

• Periféricos de entrada: con ellas el usuario introduce la informacion en el ordenador.
• Periféricos de salida: son utilizados por el ordenador para mostrar informacion al usuario: monitor.
• Periféricos de E/S: puedes actuar en los dos sentidos.
• Interfaz: se encarga de gestionar el intercambio de información entre el periférico y la CPU.
• Controlador: su misión es gestionar directamente el periférico.

Información: para hacer este artículo he cojido información de la wikipedia, de los apuntes repartidos por el profesor y de www.sc.ehu.es