Arquitectura De Von Neuman

ARQUITECTURA VON NEUMANN
Von Neumann describió el fundamento teórico de construcción de un ordenador electrónico
con programa almacenado.
La idea era conectar permanentemente las unidades del ordenador, de manera que su
funcionamiento estuviera coordinado bajo un control central.
Esta arquitectura es todavía, aunque con pequeños cambios, la que emplean la mayoría de los
fabricantes deordenadores.

Estructura general de un ordenador con arquitectura Von Neumann.

A. UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU).
Es el auténtico cerebro del ordenador: controla y gobierna todo el sistema. La UCP o
CPU (Central Processing Unit), como suele llamarse incluso en español, consiste en un
circuito integrado que interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas
almacenados en memoria y queademás toma los datos de las unidades de entrada, los
procesa y los envía a las unidades o periféricos de salida. Es decir, se trata del
componente del ordenador que se ocupa del control y el proceso de datos. La
potencia de un sistema informático se mide principalmente por la de su CPU.

A la CPU también la podemos llamar procesador o microprocesador. Está formada por:
•

La unidad decontrol (UC), que interpreta y ejecuta las instrucciones máquina
almacenadas en la memoria principal y genera las señales de control
necesarias para ejecutarlas.

•

La unidad aritmético-lógica (UAL o ALU), que recibe los datos sobre los que
efectúa operaciones de cálculo y comparaciones, toma decisiones lógicas
(determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra
deBoole) y devuelve luego el resultado; todo ello bajo la supervisión de la
unidad de control.

•

Los registros de trabajo o de propósito general, donde se almacena
información temporal, que constituyen el almacenamiento interno de la CPU.
La UC, la ALU y los registros van a constituir el procesador central del sistema,
encargado del control y la ejecución de todas las operaciones delsistema;
podemos hacer una similitud entre el microprocesador (Intel, AMD) con estos
componentes de la CPU.

Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la
CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El
bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco
duro), los dispositivos de entrada (comoel teclado o el ratón) y los dispositivos de
salida (un monitor o una impresora, por ejemplo).
Los buses son los caminos a través de los cuales las instrucciones y los datos
circulan entre las distintas unidades del ordenador.
B. LOS REGISTROS INTERNOS DEL MICROPROCESADOR.
En el interior del procesador existen unas celdas de memoria de alta velocidad que
permiten a la CPU almacenar datostemporalmente mientras se efectúa alguna
operación. Son los llamados registros internos, que constituyen la memoria interna del
procesador. Están formados por un conjunto de bits que se manipulan en bloque. Este
número varía dependiendo de la CPU, pero siempre son múltiplos de 8 (16, 32,...) y
resultan imprescindibles para su funcionamiento.
El tamaño del registro indica el número de bits quepuede manipular a la vez el
procesador, cuanto mayor sea más potente será el micro, pues podrá trabajar con más
cantidad de información a la vez.
Las primeras CPU tenían 8 bits. Las CPU de los primeros PC disponían de registros de
16 bits, solo podían ejecutar software de 16 bits, como DOS y Windows 3.x, pues con
este software solo se pueden utilizar números de 16 bits para direccionar lamemoria,
lo que limita al procesador.

Con 32 bits se puede utilizar mayor cantidad de memoria, y el conjunto de
instrucciones de 32 bits incluye algunas adicionales para la gestión de la memoria, en
los micros de 16 bits estas instrucciones las realizaban chips (circuitos integrados)
suplementarios.
Con una arquitectura de 64 bits se puede direccionar memoria casi infinita (264),
mientras...