Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes
partes: la unidad aritmético-lógica o ALU, la unidad de control, la memoria, un
dispositivo de entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio de
transporte de los datos entre las distintas partes:
- Unidad Aritmético Lógica (ALU): es aquella formada por los
circuitos electrónicos digitales dedicados a la realización de las operaciones
aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas
(como igual a, menor que, mayor que, entre otros), entre dos números, que exigen las
instrucciones, bajo la supervisión de la Unidad de Control.
- La 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.
- La Memoria (también llamada almacenamiento): se refiere a los
componentes de una computadora, dispositivos y medios de almacenamiento que
retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo. Las memorias de
computadora proporcionan unas de las principales funciones de la computación
moderna, la retención o almacenamiento de información. Es uno de los
componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplados a
una unidad central de procesamiento (CPU por su sigla en inglés, central
processing unit), implementa lo fundamental del modelo de computadora de Von
Neumann, usado desde los años 1940.
- Dispositivo de Entrada/Salida: se denominan
periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes
conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora. Se
consideran periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los
cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas
que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la
memoria principal. Se entenderá por periférico al conjunto de dispositivos que,
sin pertenecer al núcleo fundamental de la computadora, formado por la CPU y la
memoria central, permitan realizar operaciones de entrada/salida (E/S)
complementarias al proceso de datos que realiza la CPU.
- El Bus: es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un ordenador o entre ordenadores. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores además de circuitos integrados. En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de manera que la comunicación entre las partes de computador se hacía por medio de cintas o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada dispositivo.
El modelo de Von Neumann sigue los siguientes pasos:
- Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción.
- Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente.
- Descodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una función determinada.
- Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores.
- Vuelve al paso N° 1.
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