Arquitecturas Von Neumann Y Harvard

Páginas: 5 (1119 palabras) Publicado: 23 de octubre de 2012
Principales aspectos de las Arquitecturas Von Neumann y Harvard.

Introducción.
Von Neumann y Harvard son dos arquitecturas distintas relacionados con el uso y distribución de la memoria. Esta arquitecturas son modelos generales del hardware de los ordenadores que representan dos soluciones diferentes al problemas de la conexión de la CPU con la memoria y a la organización de la memoriacomo almacén de instrucciones de datos. En este ensayo se abordara acerca de los aspectos principales de las antes mencionadas arquitecturas, como lo son sus ventajas, desventaja, así como sus limitaciones, etc. Para así, mismo lograr una mayor comprensión y aprendizaje de las arquitecturas Von Neumann y Harvard.

Desarrollo.
Arquitectura de Von Neumann.

La arquitectura tradicional desistemas digitales programables de Von Neumann toma el nombre del matemático John Von Neumann que propuso la idea de un ordenador con el programa almacenado (stored-program computer). La arquitectura Von Neumann utiliza una memoria única para instrucciones y datos. Es decir que las instrucciones son datos y comparten el mismo bus de datos en su transmisión. La misma señal de control que emite la CPUpara leer un dato, sirve para leer una instrucción. No hay señales de control diferentes para datos e instrucción.

Fig. 1. Arquitectura de Von Neumann.

Debe quedar claro que aunque se use memoria ROM para almacenar el programa y RAM para datos, para la CPU no hay tal distinción, sino que ROM y RAM forman un conjunto único (una memoria de lectura y escritura) para la cual la CPU emiteseñales de control, de dirección y de datos.

En un sistema con arquitectura Von Neumann el tamaño de la unidad de datos o instrucciones está fijado por el ancho del bus que comunica la memoria con la CPU. Así un microprocesador de 8 bits con un bus de 8 bits, tendrá que manejar datos e instrucciones de una o más unidades de 8 bits (bytes) de longitud. Si tiene que acceder a una instrucción o dato demás de un byte de longitud, tendrá que realizar más de un acceso a la memoria. El tener un único bus hace que el microprocesador sea más lento en su respuesta, ya que no puede buscar en memoria una nueva instrucción mientras no finalicen las transferencias de datos de la instrucción anterior.

Las principales limitaciones que nos encontramos con la arquitectura Von Neumann son:

* Lalongitud de las instrucciones por el bus de datos, que hace que el
microprocesador tenga que realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas.

* La velocidad de operación a causa del bus único para datos e instrucciones que no deja acceder simultáneamente a unos y otras, lo cual impide superponer ambos tiempos de acceso.

Las ventajas de este tipo de arquitectura son eluso más eficiente de la memoria ( no requiere estar dividida en dos), más simple arquitectónicamente debido a una misma forma de acceso a datos e instrucciones y mayor flexibilidad, es decir CPU con menos operaciones.

La arquitectura se compone de las siguientes unidades o bloques:

* Unidad de memoria principal.
* Unidad aritmético-lógica.
* Unidad de control.
* Unidad deentrada y salida.

La arquitectura Harvard.

La arquitectura Harvard se debe al nombre del lugar donde Howard Aiken diseñó los ordenadores Mark I, II, III y IV. Estos ordenadores fueron los primeros en utilizar memorias separadas para instrucciones y datos. La arquitectura Harvard utiliza memorias separadas para instrucciones y datos. Este modelo, que utilizan los microcontroladores PIC,tiene la unidad central de proceso (CPU) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes.

Fig. 2. Arquitectura de Harvard.

Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y la otra sólo almacena datos (Memoria de Datos). Ambos buses son totalmente independientes lo que permite que la...
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