Arquitectura de von Neumann

Arquitectura de von Neumann

Diagrama de la arquitectura Von Neumann.

Diagrama de la arquitectura Von Neumann.

Diagrama de la arquitectura Von Neumann.
La arquitectura Von Neumann, también conocida como modelo de Von Neumann o arquitectura Princeton, es unaarquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico John von Neumann y otros, en el primer borrador de uninforme sobre el EDVAC.1 Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica yregistros del procesador, una unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamientomasivo externo, y mecanismos deentrada y salida.1 2 El significado ha evolucionado hasta ser cualquier computador de programa almacenado en el cual no pueden ocurrir una extracción de instrucción y una operación de datos al mismo tiempo, ya que comparten un busen común. Esto se conoce como el cuello de botella Von Neumann y muchas veces limita el rendimiento del sistema.3
El diseño de una arquitecturaVon Neumann es más simple que la arquitectura Harvard más moderna, que también es un sistema de programa almacenado, pero tiene un conjunto dedicado de direcciones y buses de datos para leer datos desde memoria y escribir datos en la misma, y otro conjunto de direcciones y buses de datos para ir a buscar instrucciones.
Un computador digital de programa almacenado es una que mantienesus instrucciones de programa, así como sus datos, en memoria de acceso aleatorio (RAM) de lectura-escritura. Las computadoras de programa almacenado representaron un avance sobre los ordenadores controlados por programas de la década de 1940, como la Colossus y la ENIAC, que fueron programadas por ajustando interruptores e insertando parches, conduciendo datos de la ruta y para controlar las señales entre lasdistintas unidades funcionales. En la gran mayoría de las computadoras modernas, se utiliza la misma memoria tanto para datos como para instrucciones de programa, y la distinción entre Von Neumann vs. Harvard se aplica a la arquitectura de memoria caché, pero no a la memoria principal.
Índice
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1 Historia
2 Desarrollo del concepto de programa almacenado
3 Definición formal
4 Estructuraclásica de las máquinas von Neumann
5 Primeras computadoras basadas en arquitectura von Neumann
6 Primeras computadoras de programa almacenado
7 Evolución
8 Cuello de botella de von Neumann (von Neumann bottleneck)
9 Procesadores no von Neumann
10 Véase también
11 Referencias
11.1 General
12 Enlaces externos
Historia[editar]
Las primeras máquinas de computación tenían programas fijos. Algunos equiposmuy simples siguen utilizando este diseño, ya sea por motivos de simplificación o de formación. Por ejemplo, una calculadora de escritorio es (en principio) una computadora de programa fijo. En ella, se pueden hacer matemáticas básicas, pero no puede ser utilizada comoprocesador de texto o consola de juegos. Cambiar el programa de una máquina de programa fijo requiere re cablear, reestructurar, orediseñar la máquina. Las primeras computadoras no eran tanto "programadas" ya que fueron "diseñadas". Solo se "reprogramaba" cuando era absolutamente posible, siendo un proceso laborioso, que comenzaba con diagramas de flujo y notas de papel, seguido de diseños de ingeniería detallada, y luego el muchas veces arduo proceso de re cablear físicamente y reconstruir la máquina. Podría tomar hastatres semanas establecer un programa de ENIAC y conseguir que funcione.4
Esta situación cambió con la propuesta de la computadora con programa almacenado. Una computadora de programa almacenado por diseño incluye un conjunto de instrucciones y puede almacenar en la memoria un conjunto de instrucciones (un programa) que detalla la computación.
Un diseño de programa almacenado también permite...