Modelo De Von Neumann

2.6. EL MODELO DE VON NEWMANN

El nacimiento 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 1947 en el laboratorio atómico de Los Álamos cuando se encontró con uno de los constructores de la ENIAC. Compañero de Einstein, Goedel y Turing en Princeton, Von Neumann se interesó por elproblema 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 datos, escribiéndola de la misma forma, es decir código binario. Su EDVAC fue el modelo de las computadoras de este tipo construidas a continuación. Se habladesde entonces de 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.

En las primeras computadoras (Electrinic Numerical Integrtor And Computer ENIAC) la ejecución de tareas era tediosa debido aque no se contaba con la facilidad de tener tareas, programa y datos al mimos tiempo en la memoria de la computadora, esto llevo a la reflexión de que era posible tener programas, datos y tareas residiendo en una porción de memoria, más tarde utilizado en la EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer). En 1946, Von Newmann y sus colaboradores(Princeton Institute for Advanced Studies, por lo quetambién se le conoció como Computador IAS) diseñaron un modelo de computadora cuya característica principal el Concepto de Programa Almacenado, no fue sino hasta el año de 1952 cuando se termino este diseño que sirvió más adelante como prototipo de las subsecuentes computadoras de propósito general, los componentes de este prototipo son:



Una memoria principal, que almacena datos einstrucciones.
Una Unidad Aritmética Lógica(ALU), con capacidad para operar con datos binarios.
Una Unidad de Control, que interpreta las instrucciones en memoria para su ejecución.
Unidades de Entrada / Salida, administra sus operaciones la Unidad de Control
La Máquina de Von Neumann tenía cinco partes básicas: la memoria, la unidad aritmética-lógica, la unidad de control del programa y losequipos o unidades de entrada y salida.

Memoria: Constaba de 4096 palabras, cada una con 40 bits. Cada palabra podía contener dos instrucciones de 20 bits o un número entero de 39 bits y su signo. Las instrucciones tenían 8 bits dedicados a señalar el tipo de la misma y 12 bits para especificar alguna de las 4096 palabras de la memoria.
Unidad de Control: Es la que supervisaba la transferencia deinformación y la indicaba a la unidad aritmética lógica cual operación debía ejecutar.
Unidad Aritmética Lógica: Es aquella que se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas necesarias para la ejecución de una instrucción.
Acumulador: 40 bits llamado en acumulador que sirven para:
Recibir datos de entrada.
Enviar datos a la salida.
Guardar el resultado de la últimaoperación.
Una instrucción típica era sumar una palabra de la memoria al acumulador o almacenar este en la memoria.
La arquitectura Von Newman que, si bien no es la primera en aparecer, sí que lo hizo prácticamente desde el comienzo de las computadoras y se sigue desarrollando actualmente. Claro es que está siendo desplazada por otra que permite una mayor velocidad de proceso, la RISC. En losprimeros tiempos de las computadoras, con sistemas de numeración decimal, una electrónica sumamente complicada muy susceptible a fallos y un sistema de programación cableado o mediante fichas, Von Newman propuso dos conceptos básicos:

La utilización del sistema de numeración binario. Simplificaba enormemente los problemas que la implementación electrónica de las operaciones y funciones lógicas...