La arquitectura de von Neumann y la Unidad Central de Proceso

La arquitectura de von Neumann

La arquitectura de von Neumann se basaba en la división del ordenador en unidades funcinales independientes que quedaban permanentemente conectadas, aturibuyéndose a una de estas unidades el control y la dirección de todo el proceso.

Esta arquitectura se formo cuando el equipo responsable de ENIAC se unió con el matemático John von Neumann, para solucionar los problemas que había en la arquitectura de Harvard. El objetivo fue cambiar la programación por hardware, por una programación por software. Con esto se ganaba polivalencia y flexibilidad. 

Los ordenadores que desarrollaron fueron: el EDVAC y el UNIVAC-1.

La Unidad central de proceso

La unidad central de proceso (CPU)  es el dispositivo del equipo que tiene como función buscar en la memoria las instrucciones contenidas en los programas allí almacenados, interpretarlas y ejecutarlas.

La CPU está formada por los siguientes elementos:

-La unidad de control (CU)

-La unidad aritmético-lógica (ALU)

-Los registros del sistema

Unidad de control

Las funciones de la unidad de control son las siguientes:

-Buscar en la memoria las instrucciones del programa seleccionado, interpretarlas y ejecutarlas.

-Generar las señales de control necesarias para que el resto de los componentes del ordenador realicen las tareas oportunas en el instante adecuado, sincronizadas con el reloj del sistema (CLK)

La unidad aritmético-lógica

Las funciones de la unidad aritmético-lógica son las siguientes:

-Operaciones aritméticas con números enteros, fundamentalmente sumas y restas, pero algunas ALU pueden hacer hacer incluso multiplicaciones y divisiones. 

-Operaciones lógicas, normalmente entre dos números, utilizando operadores lógicos. 

-Operaciones de desplazamiento de bits, que consisten en desplazar un operando, un número específico de posiciones de bits hacia un lado. 

Registros del sistema

Los registros son memorias de mu poca capacidad y acceso muy rápido situadas en el interior de la CPU. Los utiliza la CPU para almacenar las instrucciones que va a llevar a cabo.

Se pueden distinguir los siguientes tipos de registros: 

-Registros de trabajo o de propósito general: son registros visibles para el usuario. Solo los usan programadores para la programación de drivers o compiladores. Pueden contener dirreciones de memoria, instrucciones de un programa o datos con los que trabaja el programa.

-Registros de control: Son registros que la CPU  utiliza para su funcionamiento. No son visibles para el usuario y tienen una función específica. Tenemos: el contador de programa, el registro de instrucción, el registro de dirección de memoria, el registro de intercambio de memoria, el registro de estado, etc.