ARQUITECTURA

Apuntes de arquitectura de computadoras
Unidad 1 Modelo de arquitecturas de cómputo.
1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
1.1.1 Arquitecturas Clásicas.
Estas arquitecturas se desarrollaron en las primeras computadoras electromecánicas y de tubos de
vacío. Aun son usadas en procesadores empotrados de gama baja y son la base de la mayoría de las
arquitecturas modernas
ArquitecturaMauchly-Eckert (Von Newman)
Esta arquitectura fue utilizada en la computadora ENIAC. Consiste en una unidad central de proceso
que se comunica a través de un solo bus con un banco de memoria en donde se almacenan tanto los
códigos de instrucción del programa, como los datos que serán procesados por este.
Esta arquitectura es la más empleada en la actualidad ya, que es muy versátil. Ejemplo de estaversatilidad es el funcionamiento de los compiladores, los cuales son programas que toman como
entrada un archivo de texto conteniendo código fuente y generan como datos de salida, el código
maquina que corresponde a dicho código fuente (Son programas que crean o modifican otros
programas). Estos datos de salida pueden ejecutarse como un programa posteriormente ya que se usa la
misma memoriapara datos y para el código del programa.

Procesador
Unidad de
Control

Bus principal

Memoria Principal
Almacena
el programa y
los datos

ALU
Registros

Entrada y salida

Figura 1.1.1.2 Diagrama a bloques de la arquitectura Von Newman.
La principal desventaja de esta arquitectura, es que el bus de datos y direcciones único se convierte en
un cuello de botella por el cual debepasar toda la información que se lee de o se escribe a la memoria,
obligando a que todos los accesos a esta sean secuenciales. Esto limita el grado de paralelismo
(acciones que se pueden realizar al mismo tiempo) y por lo tanto, el desempeño de la computadora.
Este efecto se conoce como el cuello de botella de Von Newman
En esta arquitectura apareció por primera vez el concepto de programaalmacenado. Anteriormente la

secuencia de las operaciones era dictada por el alambrado de la unidad de control, e cambiarla
implicaba un proceso de recableado laborioso, lento(hasta tres semanas) y propenso a errores. En esta
arquitectura se asigna un código numérico a cada instrucción. Dichos códigos se almacenan en la
misma unidad de memoria que los datos que van a procesarse, para serejecutados en el orden en que se
encuentran almacenados en memoria. Esto permite cambiar rápidamente la aplicación de la
computadora y dio origen a las computadoras de propósito general
Mas a detalle, el procesador se subdivide en una unidad de control (C.U.), una unidad lógica aritmética
(A.L.U.) y una serie de registros. Los registros sirven para almacenar internamente datos y estado delprocesador. La unidad aritmética lógica proporciona la capacidad de realizar operaciones aritméticas y
lógicas. La unidad de control genera las señales de control para leer el código de las instrucciones,
decodificarlas y hacer que la ALU las ejecute.
Arquitectura Harvard
Esta arquitectura surgió en la universidad del mismo nombre, poco después de que la arquitectura Von
Newman apareciera en launiversidad de Princeton. Al igual que en la arquitectura Von Newman, el
programa se almacena como un código numérico en la memoria, pero no en el mismo espacio de
memoria ni en el mismo formato que los datos. Por ejemplo, se pueden almacenar las instrucciones en
doce bits en la memoria de programa, mientras los datos de almacenan en 8 bits en una memoria aparte.

Bus de
programa
Memoria deprograma

Procesador

Bus de
datos

Memoria de datos

Unidad de
Control
ALU
Registros

Entrada y salida

Figura 1.1.1.2 Diagrama a bloques de la arquitectura Harvard
El hecho de tener un bus separado para el programa y otro para los datos permite que se lea el código
de operación de una instrucción, al mismo tiempo se lee de la memoria de datos los operados de la
instrucción...