7/23/2019 Historia de La Arquitectura Von Neumann

1/3

Historia de la Arquitectura von NeumannLa arquitectura Von Neumann, tambin conocida como modelo de Von Neumann o

arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945

por el matemtico y fsico o!n "on Neumann y otros, en el primer borrador de un informe

sobre el #$V%&'1 #ste describe una arquitectura de dise(o para un computador di)ital

electr*nico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una

unidad aritmtico l*)ica y re)istros del procesador, una unidad de control que contiene unre)istro de instrucciones y un contador de pro)rama, una memoria para almacenar tanto

datos como instrucciones, almacenamiento masi"o e+terno, y mecanismos de entrada y

salida'1 #l si)nificado !a e"olucionado !asta ser cualquier computador de pro)rama

almacenado en el cual no pueden ocurrir una e+tracci*n de instrucci*n y una operaci*n de

datos al mismo tiempo, ya que comparten un bus en com-n' #sto se conoce como el cuello

de botella Von Neumann y muc!as "eces limita el rendimiento del sistema'.

#l dise(o de una arquitectura Von Neumann es ms simple que la arquitectura

/ar"ard ms moderna, que tambin es un sistema de pro)rama almacenado, pero tiene un

con0unto dedicado de direcciones y buses de datos para leer datos desde memoria y escribir

datos en la misma, y otro con0unto de direcciones y buses de datos para ir a buscar

instrucciones'

n computador di)ital de pro)rama almacenado es una que mantiene sus

instrucciones de pro)rama, as como sus datos, en memoria de acceso aleatorio 23% de

lectura6escritura' Las computadoras de pro)rama almacenado representaron un a"ance

sobre los ordenadores controlados por pro)ramas de la dcada de 1947, como la &olossus y

la #N8%&, que fueron pro)ramadas por a0ustando interruptores e insertando parc!es,

conduciendo datos de la ruta y para controlar las se(ales entre las distintas unidades

funcionales' #n la )ran mayora de las computadoras modernas, se utilia la misma memoria

tanto para datos como para instrucciones de pro)rama, y la distinci*n entre Von Neumann"s' /ar"ard se aplica a la arquitectura de memoria cac!, pero no a la memoria principal'

Las primeras mquinas de computaci*n tenan pro)ramas fi0os' %l)unos equipos muy

simples si)uen utiliando este dise(o, ya sea por moti"os de simplificaci*n o de formaci*n'

Por e0emplo, una calculadora de escritorio es 2en principio una computadora de pro)rama

fi0o' #n ella, se pueden !acer matemticas bsicas, pero no puede ser utiliada como

procesador de te+to o consola de 0ue)os' &ambiar el pro)rama de una mquina de pro)rama

fi0o requiere re cablear, reestructurar, o re dise(ar la mquina' Las primeras computadoras no

eran tanto :pro)ramadas: ya que fueron :dise(adas:' ;olo se :repro)ramaba: cuando era

absolutamente posible, siendo un proceso laborioso, que comenaba con dia)ramas de flu0o

y notas de papel, se)uido de dise(os de in)eniera detallada, y lue)o en muc!as "ecesarduo el proceso de recablear fsicamente y reconstruir la mquina' Podra tomar !asta tres

semanas establecer un pro)rama de #N8%& y conse)uir que funcione'

#sta situaci*n cambi* con la propuesta de la computadora con pro)rama almacenado'

na computadora de pro)rama almacenado incluye, por dise(o, un con0unto de instrucciones

y puede almacenar en la memoria un con0unto de instrucciones 2un pro)rama que detalla la

computaci*n'

7/23/2019 Historia de La Arquitectura Von Neumann

2/3

n dise(o de pro)rama almacenado tambin permite un c*di)o mutante' na primera

moti"aci*n para una instalaci*n de este tipo fue la necesidad de que un pro)rama incremente

o modifique de otro modo la porci*n de direcci*n de instrucciones, lo cual, en los primeros

dise(os, tena que !acerse manualmente' #sto lle)* a ser menos importante cuando los

re)istros ndice y modos de direccionamiento se con"irtieron en caractersticas !abituales de

la arquitectura de la mquina' it>L? o los sombreadores de p+eles y

"rtices en los )rficos .$ modernos, se consideraron ineficaces al funcionar sin necesidad

de !ard@are personaliado' #stas operaciones podran acelerarse en los procesadores deprop*sito )eneral con tecnolo)a de :compilaci*n mosca: 2:compilaci*n en tiempo de

e0ecuci*n:, por e0emplo, pro)ramas de c*di)o )eneradoA una forma de c*di)o auto6

modificable que !a mantenido popularidad'

/ay al)unas des"enta0as para el dise(o de Von Neumann' %parte del cuello de botella

de Von Neumann descripto a continuaci*n, las modificaciones del pro)rama pueden ser muy

per0udiciales, ya sea por accidente o por dise(o' #n al)unos dise(os simples de

computadora con pro)rama almacenado, un pro)rama que no funcione correctamente puede

da(arse, da(ar a otros pro)ramas, o inclusi"e al sistema operati"o, lo que puede dar lu)ar a

un desplome o cras! de la computadora' Normalmente, la protecci*n de memoria y otras

formas de control de acceso pueden prote)er tanto de modificaciones accidentales como de

pro)ramas maliciosos'

Defnicin FormalLas computadoras son mquinas de arquitectura "on Neumann cuandoB

1' ?anto los pro)ramas como los datos se almacenan en una memoria en com-n' #sto

!ace posible la e0ecuci*n de comandos de la misma forma que los datos'' &ada celda de memoria de la mquina se identifica con un n-mero -nico, llamado

direcci*n'.' Las diferentes partes de la informaci*n 2los comandos y los datos tienen diferente

modos de uso, pero la estructura no se representa en memoria de manera codificada'4' &ada pro)rama se e0ecuta de forma secuencial que, en el caso de que no !aya

instrucciones especiales, comiena con la primera instrucci*n' Para cambiar esta

secuencia se utilia el comando de control de transferencia'

7/23/2019 Historia de La Arquitectura Von Neumann

3/3

Estructura Clsica de las Mquinas von Neumannna mquina Von Neumann, al i)ual que prcticamente todos los computadores modernos

de uso )eneral, consta de cuatro componentes principalesB

1' $ispositi"o de operaci*n 2$