Ensayo sobre arquitectura de John Von Neumann

Ensayo sobre la arquitectura de John Von Neumann

Facultad de ciencias matemáticas y física

Fecha: 11/12/2021

Para comenzar a hablar sobre la arquitectura computacional primero tenemos que conocer un poco más al fundador de una de las arquitecturas mas importantes que actualmente están presente en la mayoría de los ordenadores, John Von Neumann nacido en Budapest en 1903 fue un matemático el cual estuvo entre las personas que ayudaron a crear la primera bomba atómica, además que también ayudo en la propuesta para la realización de la bomba de hidrogeno, Von Neumann fue miembro de la comisión de Energía Nuclear de los Estados Unidos, a la edad de los 18 años ya había publicado su primer libro y en el año de 1926 a la edad de los 23 años había conseguido su título como doctor en Matemáticas con su tesis sobre la teoría de conjuntos en la universidad de Budapest.

En 1945 Von Neumann creo el modelo clásico de la arquitectura de computadoras el cual esta formado por elementos como dispositivos de entrada, dispositivos de salida, almacenamiento y procesamiento, actualmente cada computadora esta basada en este modelo, como se menciono anteriormente este modelo divide a la maquina en cuatro subsistemas los que son, unidad lógica aritmética (ALU), la unidad de control y entrada / salida.

En este modelo se explica que la memoria será el area de almacenamiento de los programas y los datos durante el procesamiento, mientras que la unidad de control estará conectada a la memoria, a la unidad lógica y a los dispositivos de entrada y salida determinando con ellos las operaciones a realizarse, el sistema de entrada captara los datos y los programas ingresados desde el exterior, mientras que el subsistema de salida lo enviara hacia el exterior, en este subsistema también se contemplan los discos como unidades de almacenamiento de entrada cuando se leen los datos y de salida cuando se guardan los datos en el mismo.

Un aspecto importante que se debe resaltar en este modelo es acerca del programa que se esta ejecutando puesto que este también se guarda en la memoria junto con sus datos respectivos, esto es una diferencia con los modelos antiguos de arquitectura que tan solo guardaban los datos en memoria. Los datos y los programas se guardan en la memoria, esto implica que ambos deberán tener el mismo formato, estos se almacenarán en forma de bits.

Como se ha mencionado anteriormente en este ensayo, esta arquitectura parte de una unidad de procesamiento lógico conectada a una sola memoria principal, para acceder a esta memoria se necesita un transporte de datos, el cual es fijado por el ancho del bus limitándose a la transferencia, en este modelo existen tres tipos de buses, los llamados “buses de direcciones” los cuales son los encargados de indicar la posición de memoria, los “buses de datos” son los encargados de transferir los bits aleatoriamente, y por ultimo tenemos los “buses de control” que se encargan de enviar señales para coordinar la transmisión de datos que será almacenada entre los distintos dispositivos.

Por otro lado, tenemos a los dispositivos de entrada y salida, los dispositivos de entrada convertirán la información en señales eléctricas las cuales se almacenarán en la memoria central mientras que los dispositivos de salida nos mostrarán el resultado del proceso, por ejemplo, como dispositivo de salida tenemos: el monitor, la impresora o también los parlantes.

Como ultimo punto dentro de la arquitectura de Von Neumann tenemos la unidad de procesamiento central, aquí es donde se van a procesar las instrucciones cargadas en la memoria, dentro de este “CPU” por sus siglas encontramos los registros los cuales nos proporcionan un espacio de almacenamiento para los datos con los cuales se realizan operaciones aritméticas.

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