Arquitectura de computadoras

Arquitectura de Von Neumman
     En 1945 aproximadamente, se construye una computadora basada en el uso de tecnología de bulbos denominada ENIAC ("Electronic Numerical Intergator and Calculator"), que pesaba cerca de 30,000 Kg, se instaló en una gran habitación y requirió de gran ventilación. Bien, esta gran máquina funcionaba a base de estar conectando y desconectando cables según la funciónque se quería que realizara, esta función de "recablear", es sinónimo de programar pero era muy complicado el proceso.
      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 enmemoria para su uso. Este modelo permite que las instrucciones se encuentren residentes en una memoria listas para ser leídas y ejecutadas.
Figura 4. Diagrama de la arquitectura de Von Neumann |       + 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 dospartes 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. |
      + Unidadde 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 lacomputadora. |
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     Es importante mencionar que lo anterior es un modelo 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.Arquitectura de Von Newman.
 
   Esta arquitectura surge de que el proceso de programación podría ser más fácil si el programa se representara en una forma adecuada para ser guardado en la memoria junto con los datos. Entonces, un computador podría conseguir sus instrucciones leyéndolas de la memoria, y se podría hacer o modificar un programa escribiendo en una zona de memoria.
   Esta idea es conocidacomo concepto de programa almacenado y se les atribuye a los diseñadores del ENIAC, sobre todo al matemático John von Neumann. En 1946, von Neumann y sus colegas empezaron el diseño de un nuevo computador de programa almacenado, que llamaron IAS. El computador IAS, no completado hasta 1952, es el prototipo de toda una subsecuencia de computadores de uso general.
   En la figura se muestra laestructura general del computador IAS. Esta consta de:
1. Una memoria principal que almacena tanto datos como instrucciones.
2. Una unidad aritmético-lógica (ALU) capaz de hacer operaciones con datos binarios.
3. Una unidad de control que interpreta las instrucciones en memoria y provoca su ejecución.
4. Un equipo de entrada/salida (E/S) dirigido por la unidad de control.Arquitectura Vectorial.
 
    ¿Por qué máquinas vectoriales?
    Si bien es cierto que la segmentación se presenta como un mecanismo importante para mejorar el rendimiento de una computadora, es aún más cierto que existen límites en la mejora del rendimiento que la segmentación puede conseguir. Habrá que decir que los procesadores segmentados de alta velocidad son útiles para grandes aplicaciones...