Arquitectura de Von Neumann

La arquitectura de Von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos. Esta arquitectura fue propuesta por este matemático húngaro en 1945.

Esta arquitectura consta de las siguientes partes:

1.       Unidad de Memoria (UM)

2.       Unidad Central de Proceso (CPU) también llamado microprocesador. Compuesto por:

2.1.    Unidad de Control (CU)

2.2.    Unidad Aritmético-Lógica (ALU)

3.       Unidad de Entrada/Salida (UE/S)

4.    Buses del sistema

Unidad de memoria (UM)

                El objetivo de esta unidad es proporcionar la capacidad de almacenamiento. Esta arquitectura propuesta se caracteriza por utilizar dicha unidad para almacenar información  como programas. Por ello surge el concepto de programa almacenado. De esta manera, un ordenador puede utilizarse para varios cometidos sin necesidad de reprogramarlo.

            A memoria del ordenador se organiza en distintos niveles según su velocidad para ver los niveles muestro esta tabla:

Nivel	Memoria	Velocidad	Capacidad
4	Auxiliar	<10 KHz	GB a EB
3	Secundaria	>100 KHz	GB a EB
2	Principal	>66 MHz	MB a GB
1	Cache	>200 MHz	KB a MB
0	Registros	>1 GHz	bit

                               +     Velocidad

                               +     Coste

                               -      Capacidad

•     Auxiliar: se usa como soporte de respaldo de información, pudiendo situarse en medios extraíbles o en red.

•     Secundaria: llamada memoria de disco. Se utiliza para almacenar información de forma permanente, por lo que es de alta capacidad.

•    Principal: conocida también como memoria RAM. Es el bloque que constituye realmente la unidad de memoria (UM). Se emplea para almacenar datos y programas de forma temporal. 

•     Caché: Memoria intermedia entre la UM y la CPU usada como apoyo para acelerar los accesos de la CPU a la UM. la chaé en realidad está dispuesta en varios niveles (L1, L2, L3, L4). En función de la frecuencia de uso, la información se va moviendo entre los diferentes niveles de la caché antes de abandonarla.

Unidad Central de Proceso (CPU) o microprocesador

 

Es el circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Se encarga de interpretar la instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Está formada por:

• Unidad Aritmético-Lógica (UAL)

Es el verdadero núcleo del ordenador ya que se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas que le manda la unidad de control.

• Unidad de control (UC)

 Es la encargada de buscar las instrucciones de la unidad de memoria, interpretarlas y generar en cada momento las ordenes necesarias para ejecutar la operación requerida por cada instrucción.

Unidad de entrada/Salida (UE/S): 

Su misión es realizar las operaciones de introducción y extracción de información en el ordenador.Es el bloque que le da realmente sentido a la utilidad de un ordenador, ya que le permite al usuario introducir información en el y al ordenador mostrarle información al usuario.

Buses de comunicación: 

 todas esta unidades se comunican entre sí a través de unos canales llamados buses.Los buses pueden ser de diferentes tipos:

• Bus de datos (BD): transfiere datos entre los elementos del ordenador.
• Bus de direcciones (BA): transfiere direcciones entre la UM Y UC.
• Bus de control (BC): emite señales de control que gobiernan el funcionamiento de las unidades.

 Fuentes:

• Apuntes
• Wikipedia
• Youtube