Von Neumann Ciclo de instrucci n

Conceptos
Modelo de von Neumann
MIA José Rafael Rojano Cáceres
Arquitectura de Computadoras I

La arquitectura de von Neumman es un diseño
que usa una memoria para almacenar
instrucciones y datos.Éste tipo de máquina es la
implementación de una máquina de Turing y la
visión de una arquitectura secuencial en lugar
de paralela.
Con este modelo (maquina Neumman) surge el
concepto de programaalmacenado, por el cual
se les conoce a las computadoras de este tipo
también.

Cuello de botella
La separación de la memoria y la CPU acarreó un problema
denominado Neumann bottleneck (cuello de botella deNeumann).
Esto se debe a que la cantidad de datos que pasa entre estos
dos elementos difiere mucho en tiempo con las velocidades de
ellos (throughput) por lo cual la CPU puede permanecer ociosa.

Elciclo de instrucción

Fig. Arquitectura
Neumann

Las instrucciones
La función de una computadora es la ejecución
de programas. Los programas se encuentran
localizados en memoria y consisten deinstrucciones.
La CPU es quien se encarga de ejecutar
dichas instrucciones a través de un ciclo
denominado ciclo instrucciones.

Las instrucciones
Las instrucciones consisten de secuencias de 1 y 0
(binarias)llamadas código máquina y no son legibles
para las personas.
Por ello se emplean lenguajes como el ensamblador
(bajo nivel) o lenguajes de programación como pascal
(alto nivel).
Las instrucciones sonejecutadas por la CPU a grandes
velocidades. Por ejem. 3´000,000,000 de instrucciones
x segundo para una CPU que opera a 3GHz

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Ejemplos de instrucciones

Procesar instrucciones
Desde una visiónmuy simple,
el llevar a cabo las
instrucciones consiste de dos
etapas:
A) Leer (fetch) instrucción de
memoria
B) Ejecutar (execute) instrucción
• El programa se ejecuta a
través de una iteraciónconstante de estos dos etapas

Inst. máquina “virtual” (ficticia)

Inst. máquina Intel

Ciclo de instrucción

Ciclo de instrucción

Al principio de cada ciclo, la CPU busca una
instrucción en memoria.
En...