Investigacion sobre la arquitectura de von newman

1. Universidad Gerardo Barrio
Materia: Sistema Operativos
Docente: Carla Milagro López
Vásquez
Alumnos: Elizabeth Emperatriz
Granados Ruiz USTS199815
Ricardo Alexander Rivera Soriano
USTS032515
Trabajo: Investigación de la
arquitectura de Von Newman

2. Carrera: Técnico en ingeniería en
sistemas y redes informáticas.
Explicación sobre la arquitectura de Newman
La arquitectura Von Newman, también conocida como modelo de Von Newman o
arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en
1945 por el matemático y físico John von Neumann y otros, en el primer borrador de un
informe sobre el EDVAC Este describe una arquitectura de diseño para un computador
digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene
una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una unidad de control que
contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para
almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamiento masivo externo, y
mecanismos de entrada y salida El significado ha evolucionado hasta ser cualquier
computador de programa almacenado. En el cual no pueden ocurrir una extracción de
instrucción y una operación de datos al mismo tiempo, ya que comparten un bus en
común. Esto se conoce como el cuello de botella Von Neumann y muchas veces limita el
rendimiento del sistema
El diseño de una arquitectura Von Neumann es más simple que la arquitectura Harvard
más moderna, que también es un sistema de programa almacenado, pero tiene un
conjunto dedicado de direcciones y buses de datos para leer datos desde memoria y
escribir datos en la misma, y otro conjunto de direcciones y buses de datos para ir a
buscar instrucciones.
Un computador digital de programa almacenado es una que mantiene sus instrucciones
de programa, así como sus datos, en memoria de acceso aleatorio (RAM) de lectura-
escritura. Las computadoras de programa almacenado representaron un avance sobre los
ordenadores controlados por programas de la década de 1940, como la Colossus y la
ENIAC, que fueron programadas por ajustando interruptores e insertando parches,
conduciendo datos de la ruta y para controlar las señales entre las distintas unidades
funcionales. En la gran mayoría de las computadoras modernas, se utiliza la misma
memoria tanto para datos como para instrucciones de programa, y la distinción entre Von
Neumann vs. Harvard se aplica a la arquitectura de memoria caché, pero no a la memoria
principal.

3. Las estructuras básicas de una máquina de la arquitectura de von Neumann estaban
compuestas por los componentes principales que son
Dispositivo de operación (DO), que ejecuta instrucciones de un conjunto especificado,
llamado sistema (conjunto) de instrucciones, sobre porciones de información almacenada,
separada de la memoria del dispositivo operativo (aunque en la arquitectura moderna el
dispositivo operativo consume más memoria Unidad de control (UC), que organiza la
implementación consistente de algoritmos de decodificación de instrucciones que
provienen de la memoria del dispositivo, responde a situaciones de emergencia y realiza
funciones de dirección general de todos los nodos de computación. Por lo general, el DO y
la UC conforman una estructura llamada CPU. Cabe señalar que el requisito es
consistente, el orden de la memoria (el orden del cambio de dirección en el contador de
programa) es fundamental a la hora de la ejecución de la instrucción. Por lo general, la
arquitectura que no se adhiere a este principio no se considera von Neumann Memoria
del dispositivo — un conjunto de celdas con identificadores únicos (direcciones), que
contienen instrucciones y datos .Dispositivo de E/S (DES), que permite la comunicación
con el mundo exterior de los computadores, son otros dispositivos que reciben los
resultados y que le transmiten la información al computador para su procesamiento.
La moderna programación funcional y la programación orientada a objetos se preocupan
mucho menos de "empujar un gran número de palabras hacia un lado a otro" que los
lenguajes anteriores como era Fortran, pero internamente, esto sigue siendo lo que las
computadoras pasan gran parte del tiempo haciendo, incluso las supercomputadoras
altamente paralelas. El problema de rendimiento puede ser aliviado (hasta cierto punto)
utilizando diversos mecanismos. Ofreciendo una memoria caché entre la CPU y la
memoria principal, proporcionando cachés separadas o vías de acceso independientes
para datos e instrucciones (la llamada arquitectura Harvard modificada), utilizando
algoritmos y lógica de predictor de saltos y proporcionando una limitada pila de CPU u
otro en el chip de memoria reutilizable para reducir el acceso a memoria, son cuatro de
las maneras que se dispone para aumentar el rendimiento. El problema también se puede
eludirse, cierta medida, usando computación paralela, utilizando por ejemplo la
arquitectura de acceso a memoria no uniforme (NUMA), —este enfoque es comúnmente
empleado por las supercomputadoras. Está menos claro si el cuello de botella intelectual
que criticaba Backus ha cambiado mucho desde 1977. La solución que propuso Backus no
ha tenido influencia importante.[cita requerida] La moderna programación funcional y la
programación orientada a objetos se preocupan mucho menos de "empujar un gran
número de palabras hacia un lado a otro" que los lenguajes anteriores como era Fortran,
pero internamente, esto sigue siendo lo que las computadoras pasan gran parte del
tiempo haciendo, incluso las supercomputadoras altamente paralelas.
A partir de 1996, un estudio de referencia de base de datos se encontró que tres de cada
cuatro ciclos de CPU se dedican a la espera de de memoria. Los investigadores esperan
que el aumento del número de instrucciones simultáneas arroye con el multadillo o el
multiprocesamiento de un solo chip hará que este cuello de botella aún peor.

4. Diagrama de la arquitectura de Von Newman
Buses
Unidad de
Control
Unidad
Aritmética y lógica
Acumuladores
Entrada y salida
CPU
Control
+
Cálculos
Memoria
Memoria de
datos
+
Intrusiones
Periféricos E/S
Comunicaciones
ROM
Memoria de
programa
Memoria
RAM

5. Conclusiones de la arquitectura de von Neumann
La arquitectura que von Neumann tiene una impórtate
información sobre los sistema y las computadoras además los
programas que utilizaban tenía una memoria por la cual Asia
posible la ejecución de comandos a la misma ves tenia los
principales componente modernos lo cual era útil para las
maquinas se habla mucho de las unidades de control las cuales
funciona para tener el control de la máquina y se relacionan las
unidad de aritmética y lógica las cual eran unidades para desarrollar
problemas lógicos y arrítmicos además tenía dos acumuladores los
cuales eran de entrada y de salida lo cual era utilizados para entrar
y salir de los programas la maquina tenía un fuerte componente de
energía lo cual contaba con un CPU la arquitectura de von
Neumann se modernizo para crear otras tipo de máquinas más útil
para la vida del ser humano la primera saga se basa en el diseño
por muchas universidades y empresas para construir computadoras
los primeros equipos tenía la capacidad de introducir datos ya que
contaba con una memoria limitada utilizaba un único bus de
sistema lo cual era para poder proporcionar una sistema modular
por medio de esta arquitectura los damos cuanta las clase de
máquina que se proporciona para uso excesivo para los seres
humanos.