MODELO DE VON NEUMANN

El modelo de Von Neumann1
Los primeros computadores se programaban en realidad recableándolos. Esto prácticamente equivalía a reconstruir todo el computador cuando se requería de un nuevo programa. La tarea era simplificada gracias a un panel de contactos (muy similar al de los primeros conmutadores telefónicos que eran atendidos por operadoras, y que hoy en día sólo llegamos a ver en viajespelículas en blanco y negro. (Figura 6:) con el que era posible enlazar circuitos para crear secciones dedicadas a una actividad específica. La programación del computador se llevaba a cabo, literalmente, reconstruyéndolo.
Mientras que el recablear al computador establecía una clara distinción entre los datos (representados por los estados o señales eléctricas que serían mantenidas por losrelevadores o a través de los bulbos que conformaban al computador) y el programa (las conexiones que serían establecidas entre estos componentes del hardware) la labor de "programación" requería sino del propio creador del computador si a un verdadero experto y conocedor de electrónica, principios de lógica digital y del problema mismo.
Esto vino a cambiar con el concepto del programa almacenado, unconcepto teórico muy importante que fue establecido por el matemático John Von Neumann el 30 de junio de 1945 en un borrador sobre el diseño de la EDVAC. A diferencia de los primeros computadores, Von Neumann proponía que tanto el programa como sus datos fueran almacenados en la memoria del computador. Esto no solo simplificaba la labor de programación al no tener que llevar a cabo el recableado delcomputador sino que además libraba y generalizaba el diseño del hardware para hacerlo independiente de cualquier problema y enfocado al control y ejecución del programa. Este concepto fue tan importante y decisivo que dio lugar al concepto de la arquitectura de Von Neumann, aún presente en nuestros días. (Ver Figura 7:)
La arquitectura de Von Neumann se compone de tres elementos:
1. La UnidadCentral de Procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés), que es considerada como el cerebro y corazón del computador. Internamente consiste de una Unidad Aritmético-Lógica (ALU), un conjunto de registros y una Unidad de Control (CU). La ALU es donde se realizan todas las operaciones que involucran un procesamiento matemático (particularmente aritmético) o lógico (operaciones booleanas). Losregistros permiten el almacenamiento de datos para estas operaciones y sus resultados. En la CU es donde se ejecutan todo el resto de las operaciones (decisión, control, movimiento de datos). Una CPU con todos estos elementos implementada en un solo chip recibe el nombre de microprocesador.


Figura.1 Esquema de la arquitectura de Von Neumann.
2. La memoria, que es donde datos y programa esalmacenado. La memoria puede ser visto como un arreglo unidimensional finito en la que cada localidad es identificada por un valor asociado a su posición y que es comúnmente llamado dirección. Existen diversos tipos de memoria, identificados por el tipo de tecnología usada, aunque para un computador son generalmente clasificadas en dos grandes grupos por tipo de uso al que se destina. La memoria RAM(Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) y que es aquella destinada al almacenamiento de datos y programas (incluyendo al sistema operativo), es considerada temporal o de tipo volátil ya que pierde si contenido cuando el computador es apagado, reinicializado. La memoria ROM es aquella de tipo permanente, aun cuando al computador se le quite la energía mantendrá su contenido. Es usadaprincipalmente para el almacenamiento de pequeños programas destinados a la administración básica de recursos, especialmente de entrada y salida.
3. Las interfaces de entrada y salida (I/O). destinadas a liberar de trabajo a la CPU en la comunicación con dispositivos de entrada (teclados, ratones), salida (impresoras) y entrada-salidas (discos, cintas).
Estos tres elementos están interconectados a...