UNIVERSIDAD GENERAL GERARDO BARRIOS FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGIA TECNICO EN INGENIGENIERIA DE SISTEMAS Y REDES INFORMATICAS. ALUMNO: NELSON AMILCAR MARQUEZ CODIGO: USTS197615 LICENCIADA: CARLA MILAGRO LOPEZ MATERIA: SISTEMAS OPERATIVOS TRABAJO: ARQUITECTURA DE VON NEUMANN 1 Nelson Amilcar Márquez Sistemas operativos. Licda. Carla Milagro López
1. 1 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez UNIVERSIDAD GENERAL GERARDO BARRIOS FACULTAD DE
CIENCIA Y TECNOLOGIA TECNICO EN INGENIGENIERIA DE SISTEMAS Y REDES
INFORMATICAS. ALUMNO: NELSON AMILCAR MARQUEZ CODIGO: USTS197615
LICENCIADA: CARLA MILAGRO LOPEZ MATERIA: SISTEMAS OPERATIVOS
TRABAJO: ARQUITECTURA DE VON NEUMANN FECHA DE ENTREGA: 23 DE
FEBRERO DE 2015
2. 2 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez INTRODUCCION La creacin de las primeras
computadoras electrnicas,y la necesidad de almacenar las tareas a
realizar, en la memoria, fue el factor principal que condujo a la
creacin de los lenguajes de programacin, en un principio las
computadoras se utilizaban como calculadoras, a las que se le
indicaban paso a paso, las tareas a realizar. En la actualidad cada
computadora se basa en el modelo del matemtico hngaro John Von
Neumann. El modelo examina el interior de la computadora (la caja
negra) y define cmo se realiza el procesamiento. Von Neumann
resolvi el problema de tener que cablear la mquina para cada tarea,
dado que le pareci evidente, que programar computadoras con una
enorme cantidad de interruptores y cables era algo lento, tedioso y
poco flexible, y pens que el programa poda representarse en forma
digital en la memoria de la computadora, lo mismo que los datos.
Tambin observ que la torpeza de la aritmtica decimal en serie
utilizada por la ENIAC, con cada dgito representado por diez bulbos
(uno encendido y nueve apagados), poda reemplazarse usando
aritmtica binaria paralela.
3. 3 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez HISTORIA. En 1945 John Von Neumann cre un modelo
computacional que se caracteriza por disponer de una nica memoria
principal en la que se almacenan los datos y las instrucciones. La
memoria estaba dividida en dos zonas, la primera para almacenar el
programa que se deba ejecutar y la segunda, para retener los datos.
Esta caracterstica es la parte fundamental de las computadoras,
porque un comando del programa para ser ejecutado debe estar
necesariamente en la unidad central de procesamiento. De este modo,
se gana velocidad de ejecucindel conjunto de instrucciones que
componen los programas. La unidad de Memoria Principal (MP) es el
rea de almacenamiento, se encarga de almacenar las instrucciones
que realizar la Unidad de Control al ejecutar un programa y los
datos que sern procesados. La Unidad Central de Proceso (CPU) es la
que coordina el funcionamiento conjunto de las dems unidades y
realiza los clculos necesarios; por eso la podemos subdividir en
una Unidad de Control (UC) y en una unidad de clculo o Unidad
Aritmtico-Lgica (ALU). v ALU es donde el clculo aritmtico y las
operaciones lgicas toman lugar. Si una computadora es un procesador
de datos, se debera poder realizar operaciones aritmticas con los
datos (por ejemplo, sumar una lista de nmeros). Tambin debera
poderse realizar operaciones lgicas con ellos (por ejemplo,
encontrar el menor de dos elementos de datos). v UC determina las
operaciones de la memoria, de la ALU y del subsistemade
Entrada/Salida La Unidad de Entradas y Salidas ser la encargada de
la comunicacin con el exterior a travs de los perifricos. Estos
perifricos pueden ser: de entrada, como los teclados; de salida. El
diseo de una arquitectura Von Neumann es ms simple que la
arquitectura Harvard ms moderna, que tambin 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.
4. 4 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez Un computador digital de programa almacenado es
una que mantiene sus instrucciones de programa, as 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 dcada 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 seales entre las distintas unidades funcionales.
En la gran mayora de las computadoras modernas, se utiliza la misma
memoria tanto para datos como para instrucciones de programa, y la
distincin entre Von Neumann vs. Harvard se aplica a la arquitectura
de memoria cach, pero no a la memoria principal. Las computadoras
son mquinas de arquitectura von Neumann cuando: 1. Tanto los
programas como los datos se almacenan en una memoria en comn.Esto
hace posible la ejecucinde comandos de la misma forma que los
datos. 2. Cada celda de memoriade la mquina se identifica con un
nmero nico, llamado direccin. 3. Las diferentes partes de la
informacin (los comandos y los datos) tienen diferente modos de
uso, pero la estructura no se representaen memoria de manera
codificada. 4. Cada programa se ejecuta de forma secuencial que, en
el caso de que no haya instrucciones especiales,comienza con la
primera instruccin. Para cambiar esta secuenciase utiliza el
comando de control de transferencia.}
5. 5 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez Estructura clsica de las mquinas von Neumann Una
mquina Von Neumann, al igual que prcticamente todos los
computadores modernos de uso general, consta de cuatro componentes
principales: 1. Dispositivo de operacin(DO), que ejecuta
instrucciones de un conjunto especificado, llamado sistema
(conjunto) de instrucciones, sobre porciones de informacin
almacenada, separada de la memoria del dispositivo operativo
(aunque en la arquitectura moderna el dispositivo operativo consume
ms memoria -generalmente del banco de registros-), en la que los
operandos son almacenados directamente en el proceso de clculo, en
un tiempo relativamente corto 2. Unidad de control (UC), que
organiza la implementacin consistente de algoritmos de
decodificacinde instrucciones que provienen de la memoria del
dispositivo, responde a situaciones de emergenciay realiza
funciones de direccin general de todos los nodos de computacin. Por
lo general, el DO y la UC conforman una estructura llamada CPU.
Cabe sealar que el requisito es consistente, el orden de la memoria
(el orden del cambio de direccinen el contador de programa) es
fundamental a la hora de la ejecucin de la instruccin. Por lo
general, la arquitectura que no se adhiere a este principio no se
considera von Neumann 3. Memoria del dispositivo un conjunto de
celdas con identificadores nicos (direcciones), que contienen
instrucciones y datos. 4. Dispositivo de E/S (DES), que permite la
comunicacin con el mundo exterior de los computadores, son otros
dispositivos que reciben los resultados y que le transmiten la
informacin al computador para su procesamiento.
6. 6 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez DIAGRAMA DE VON NEUMANN. UnidadCentral De
Procesamiento (CPU) Memoria
7. 7 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda.
CarlaMilagro Lpez . CONCLUSION La memoria de las computadoras
modernas aloja tanto un programa como sus datos correspondientes.
Esto implica que ambos, tanto los datos como el programa deben
tener el mismo formato porque se almacenan en la memoria, se
guardan como patrones binarios y sin lugar a dudas, el modelo de
von Neumann establece el estndar de los componentes esenciales de
una computadora, la cual debe incluir los cuatro componentes a los
que se hace referencia como hardware de la computadora.El modelo no
define cmo deben almacenarse los datos en una computadora, aunque
si esta es un dispositivo electrnico, la mejor manera de almacenar
los datos es en forma de seal elctrica, especficamente su presencia
o ausencia. El modelo de von Neumann cambi el significado del
trmino programacin, dado que los programas con su modelo se
almacenan en la memoria de la computadora, no slo se necesita
memoria para mantener los datos, sino que tambin se requiere
memoria para mantener el programa y el programa debe ser una
secuencia de instrucciones lo cual permiti volver a usar dicho
programa y dejar de ser una tarea independiente