Arquitectura Von Neumann
Introducción
Antes : programar era conectar cables…
Hacer programas era mas una cuestión de ingeniería electrónica Cada vez que había que calcular algo distinto había que reconectar todo. Imaginen eso !
Jhon Von Neumann
1903 – 1957
M atem ático
Publicó y publicitó la idea de programa almacenado en memoria 1945: “Primer Borrador de un Reporte sobre la EDVAC”
Arquitectura Von Neumann
Los datos y program as se alm acenan en una m ism a m em oria de lectura-escritura.
Los contenidos de esta m em oria se direccionan indicando su posición sin importar su tipo.
Ejecución en secuencia (salvo que se indique lo
contrario).
Representación Binaria.
Arquitectura Von Neumann
Fue establecida en 1945 por Von Neumann. – Este tipo de arquitectura consta de los siguientes bloques:
Memoria principal Unidad aritmético-lógica Unidad de control Unidad de entrada/salida Buses
Arquitectura Von Neumann
Arquitectura Von Neumann
Características Principales
3 componentes principales: – CPU:
Unidad de Control, Unidad aritmético lógica (ALU), Registros
– Memoria principal:
Almacena programas y datos
– Sistema de Entrada/Salida – Procesamiento secuencial de instrucciones Datos binarios Un sistema de interconexión
– Conecta la memoria y unidad de control – Fuerza la alternación entre ciclos de lectura y ejecución
CPU
UNIDAD ARITMÉTICOLÓGICA
Permite realizar las operaciones elementales (AND, OR, NAND, NOR, suma, resta, etc.). Estas operaciones las realiza con
datos procedentes norm alm ente de la m em oria y los resultados parciales los alm acena o no
temporalmente en algunos registros que suele tener la propia unidad
aritm ética.
UNIDAD DE CONTROL ď Ž
gobierna y gestiona el com portam iento de un com putador . Es
la
unidad
que
MEMORIA PRINCIPAL
Se emplea para almacenar datos o instrucciones. Cada celda está compuesta de un número de bits que nos da el ancho de palabra de la memoria.
UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA
realiza la transferencia de información con el exterior, con las unidades que se conocen con el nombre de periféricos.
BUSES
Bus de datos : circulan los datos de las
operaciones que se van a efectuar. Bus de direcciones: circulan las direcciones de memoria donde se encuentra almacenado algún tipo de información a la que se desea acceder. Bus de control : circulan las señales de control generadas por la unidad de control para la ejecución de las instrucciones.
Funcionamiento Básico • Bit – Unidad mínima de información: 0 /1 • Byte – 8 bits. Número mínimo de bits necesarios para representar un carácter.
Funcionamiento Básico – La unidad de control irá… • Extrayendo sucesivamente instrucciones de la memoria. • Interpretándolas • Extrayendo los operandos implicados en la Operación. • Enviándolos a la unidad que realiza las operaciones, calculando el resultado.
Funcionamiento Básico • Fases de ejecución de una instrucción – Lectura en memoria para extraer la instrucción a ejecutar – Descodificación de la instrucción y cálculo de las direcciones de los operandos implicados. – Ejecución de la operación: • Lectura en memoria para extraer los operandos. • Envío de los operandos a la ALU – Almacenamiento del resultado en la posición indicada por la instrucción y cálculo de la dirección de la instrucción siguiente (puede haber saltos)
Medidas Memoria – – – – – – – – – –
Bit Byte (8bits) Kilobyte (KB) (1024 B) Megabyte (MB) (1024 KB) Gigabyte (GB) (1024 MB) Terabyte (TB) (1024 GB) Petabyte (PB) (1024 TB) Exabyte (EB) (1024 PB) Zettabyte (ZB) (1024 EB) Yottabyte (YB) (1024 ZB)
Componentes • Hardware: componentes físicos del ordenador – lo que se puede tocar • Software: componentes lógicos del ordenador necesarios para realizar una tarea determinada – lo que no se puede tocar • Software básico (necesario para funcionar) • Software de aplicaciones (específico)
Arquitectura Von Neumann