Arquitectura de Von Neumann

Hola , hoy voy a explicar una de las cosas que considero fundamentales en la informática , la arquitectura de von Neumann.
Espero que no os canse mucho ya que lleva algún tiempo de entender.


-----ÍNDICE------

1. HISTORIA
2. BUSES
3. Memoria Principal
4. Un Resumen
5. Elementos UC
6. Elementos ALU
7. Elementos MP
8. Funcionamiento Modelo de von Neumann
9. FIN

--1--------------HISTORIA-------------
John Von Neumann describió el funcionamiento teórico de construcción de un ordenador electrónico con programas almacenados en memoria.

La idea era conectar permanentemente las unidades del ordenador, siendo coordinado su funcionamiento bajo un control central.

Actualmente esta arquitectura se sigue utilizando en la fabricacion de ordenadores aunque con pequeños cambios

La CPU es el cerebro del ordenador , se encarga de controlar y cordinar todas las operaciones del sistema

Cuando la CPU se encuentra en un chip se denomina microprocesador y si se encuentra encapsulada en el procesador y uno o varios dispositivos de E/S y/o memoria , se conoce como microcontrolador

--2-------BUSES--------

Los buses son los caminos a través de los cuales las instrucciones y los datos que envía la CPU circulan entre las distintas unidades del ordenador (dispositivos de almacenamiento, de entrada y salida).

--3--------La Memoria Principal------

La memoria central, principal o interna es la unidad donde están almacenadas las instrucciones y los datos necesarios para poder realizar un determinado proceso.

Está constituida por multitud de celdas o posiciones de memoria, numeradas de forma consecutiva, capaces de retener, mientras el ordenador esté conectado, la información depositada en ella.

--4---------Un Resumen De lo visto Hasta Ahora---------

El modelo básico de arquitectura empleado en los ordenadores actuales, aunque con modificaciones, fue desarrollado en 1944 por Jonhn Von Neumann.
Este ordenador está formado por 4 unidades funcionales:

• UNIDAD DE CONTROL.
• UNIDAD ARITMÉTICO – LÓGICA.
• MEMORIA PRINCIPAL.
• UNIDADES DE E/S.

Para que estos elementos se comuniquen entre sí, se usan los BUSES, que son canales por donde fluye la información.

Ahora explicare los distintos elementos que compone cada una de las 4 unidades



--5----------------ELEMENTOS DE LA U.C--------------

• CP = contador de programa: elemento que contiene permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar. Al iniciarse un programa, toma la dirección de la 1ª instrucción y se incrementa automáticamente su valor en 1.

•  RI = registro de instrucción: contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento.

•  DECODIFICADOR: se encarga de entender y ver que es lo que se tiene que hacer para ejecutar la instrucción en curso, emite las señales necesarias para que la ejecución de la instrucción se lleve a cabo.

•  SECUENCIADOR: marca la secuencia de pulsos o instantes de tiempo donde se van a realizar los pasos de ejecución de la instrucción.

--6----------------ELEMENTOS DE LA A.L.U--------------

• OPERADOR: contiene los circuitos necesarios para realizar las operaciones con los datos procedentes del banco de registros.

• BANCO DE REGISTROS: sirve para que la ALU almacene temporalmente datos y resultados intermedios.

• ACUMULADOR: registro donde se almacena el resultado final que es llevado a MP o a la UC.

• REGISTRO DE ESTADO: indica condiciones de la última operación que ha realizado el operador.

--7----------------ELEMENTOS DE LA M.P--------------

REGISTRO DE DIRECCIONES DE MEMORIA = RDM: contiene la dirección de la celda de memoria que se va a usar.

REGISTRO DE INTERCAMBIO DE MEMORIA = RIM: contiene la información que se encuentra en la celda de memoria apuntada por RDM.

En una operación de LECTURA, el contenido de la celda apuntada por RDM se deja en RIM, para llevarlo a la ALU.
En una operación de ESCRITURA, el resultado que está en AC, es llevado a través del BUS de DATOS a RIM, para dejarlo en la celda de memoria apuntada por RDM



--8----------------MODELO VON NEUMANN: FUNCIONAMIENTO--------------

Para que un programa sea ejecutado por el ordenador tiene que estar almacenado en memoria principal y para poder ejecutar una instrucción, se tienen que realizar un conjunto de acciones, a esto se le llama CICLO DE INSTRUCCIÓN, se divide en 2 fases:

• FASE DE BÚSQUEDA DE LA INSTRUCCIÓN EN MEMORIA.
• FASE DE EJECUCIÓN Y BÚSQUEDA DE LOS OPERANDOS.

--9--------------FIN------------------

Bueno espero que os haya gustado esta explicación de la arquitectura de von Neumann y que no os haya aburrido mucho jeje.

Saludos!