John Von Neumann nació el 28 de diciembre de 1903 en Budapest y murió el 8 de Febrero de 1957, a los 55 años de edad. Fue un matemático húngaro-estadounidense que realizó contribuciones fundamentales en física cuántica, análisis funcional, teoría de conjuntos, ciencias de la computación, economía, análisis numérico, cibernética, hidrodinámica, estadística y muchos otros campos.1 Está considerado como uno de los más importantes matemáticos de la historia moderna.Su vida se resume en 4 partes:
1 Primeros años (1903-1928).
2 Primeros viajes y emigración a Estados Unidos (1929-1938).
3 La Segunda Guerra Mundial y el Proyecto Manhattan (1939-1945).
4 El programa atómico estadounidense y años finales (1946-1957).LA ARQUITECTURA DE VON NEUMANN
En la actualidad existen dos tipos de ordenadores: analógicos y digitales
- ANALÓGICOS: Una computadora analógica u ordenador real es un tipo de computadora que utiliza dispositivos electrónicos o mecánicos
- DIGITALES: Una computadora digital es una máquina que puede resolver problemas ejecutando una secuencia de instrucciones dadas.
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 La mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales.La arquitectura de John Von Neumann consta de las siguientes partes:
3. Unidad de Entrada/Salida (UE/S)
UNIDAD DE MEMORIA (UM)
La unidad de memoria es la encargada de almacenar la información. La arquitectura de John Von Neumann se caracteriza por utilizar dicha unidad tanto para almacenar información como para programas. Aquí surge el concepto de programa almacenado. De esta manera, un ordenador puede utilizarse para varios cometidos sin necesidad de reprogramarlos. En general, los niveles de jerarquía de memoria son:
- Auxiliar: Esta memoria se usa como soporte de respaldo de información pudiendo situarse en medios extraíbles o en red.
- Secundaria: A la memoria secundaria también es conocida como memoria de disco. Se utiliza para almacenar información de forma permanente, por lo que es de alta capacidad.
- Principal: Memoria principal o memoria RAM. Es el bloque que constituye realmente la unidad de memoria. Se emplea para almacenar datos y programas de forma temporal.
- Caché: El caché es una memoria intermedia entre la CPU y la UM utilizada como apoyo para acelerar los accesos de la CPU a la UM. La caché esta dispuesta en varios niveles (L1,L2,L3,L4) siendo la L1 la más rápida y de menor capacidad, y la L4 la mas lenta y de mayor capacidad.
- Registros: Son memorias de alta velocidad y baja capacidad utilizadas para el almacenamiento intermedio de datos en las unidades funcionales, especialmente en la UC y la UAL.
Además de todo esto, los niveles 0,1,2 constituyen la memoria interna del equipo. En cuanto a los registros auxiliares existen:
- Registros de direcciones (RD): utilizados para almacenar de forma temporal la dirección de memoria de un dato.
- Registros de datos (RM): que almacena temporalmente cualquier tipo dato que se intercambie con la memoria.
En cuanto a la memoria solo puede realizar dos operaciones: LECTURA Y ESCRITURA
UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) O MICROPROCESADOR
Es el circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos. Se encarga de interpretar las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos.
- Unidad de Control (UC): Es uno de los tres bloques funcionales principales en los que se divide una unidad central de procesamiento (CPU). Los otros dos bloques son la unidad de proceso y el bus de entrada/salida.Su función es buscar las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas (interpretación) y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso. Existen dos tipos de unidades de control, las cableadas, usadas generalmente en máquinas sencillas, y las microprogramadas, propias de máquinas más complejas. En el primer caso, los componentes principales son el circuito de lógica secuencial, el de control de estado, el de lógica combinacional y el de emisión de reconocimiento de señales de control. En el segundo caso, la microprogramación de la unidad de control se encuentra almacenada en una micromemoria, a la cual se accede de manera secuencial para posteriormente ir ejecutando cada una de las microinstrucciones.
- Unidad Aritmetico-Logica (UAL): En computación, la unidad aritmético lógica, también conocida como ALU (arithmetic logic unit), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números. Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, así que incluso el circuito dentro de un reloj digital tendrá una ALU minúscula que se mantiene sumando 1 al tiempo actual, y se mantiene comprobando si debe activar el sonido de la alarma, etc...
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 sentido a la utilidad de un ordenador, ya que le permite al usuario introducir información en él y al ordenador mostrarle información al usuario.
- LOS DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA:
Son aquellos que permiten la comunicación entre la computadora y el usuario. Este tipo de periféricos a su vez se, se clasifican en:
- Periféricos de comunicaciones: Se emplean para establecer una comunicación entre dos usuarios mediante ordenadores. Ejemplos: modem, router....
- Periféricos de almacenamiento: Se utilizan como memoria auxiliar a la principal del ordenador. En ellos se pueden realizar operaciones de lectura y escritura.
- DISPOSITIVOS DE ENTRADA:
Son aquellos que sirven para introducir datos a la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna. Los dispositivos de entrada convierten la información en señales eléctricas que se almacenan en la memoria central.Los dispositivos de entrada típicos son los teclados, otros son: lápices ópticos, palancas de mando (joystick), CD-ROM, discos compactos (CD), etc. Hoy en día es muy frecuente que el usuario utilice un dispositivo de entrada llamado ratón que mueve un puntero electrónico sobre una pantalla que facilita la interacción usuario-máquina.
- DISPOSITIVOS DE SALIDA:
Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos. El dispositivo de salida típico es la pantalla o monitor. Otros dispositivos de salida son: impresoras (imprimen resultados en papel), trazadores gráficos (plotters), bocinas, entre otros...
Para finalizar aquí os dejo un vídeo que resume de manera explicita toda la arquitectura de John Von Neumann por si la explicación anterior no os ha quedado del todo claro.
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FUENTES DE INFORMACIÓN:
- WIKIPEDIA
- APUNTES OFRECIDOS POR EL PROFESOR
- HTTP://WWW.MASADELANTE.COM
- HTTP://WWW.MONOGRAFIAS.COM
- HTTP://FRABA.GALEON.COM
-HTTP://WWW.CAVSI.COM
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