Modelo de von Neumann
MIA José Rafael Rojano Cáceres Arquitectura de Computadoras I

Conceptos
La arquitectura de von Neumman es un diseño que usa una memoria para almacenar instrucciones ydatos. Éste tipo de máquina es la implementación de una máquina de Turing y la visión de una arquitectura secuencial en lugar de paralela. Con este modelo (maquina Neumman) surge el concepto de programaalmacenado, por el cual se les conoce a las computadoras de este tipo también.

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Cuello de botella
La separación de la memoria y la CPU acarreó un problema denominado Neumann bottleneck (cuellode botella de Neumann). Esto se debe a que la cantidad de datos que pasa entre estos dos elementos difiere mucho en tiempo con las velocidades de ellos (throughput) por lo cual la CPU puede permanecerociosa. Fig. Arquitectura Neumann

El ciclo de instrucción

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Las instrucciones
La función de una computadora es la ejecución de programas. Los programas se encuentran localizados en memoriay consisten de instrucciones. La CPU es quien se encarga de ejecutar dichas instrucciones a través de un ciclo denominado ciclo instrucciones.

Las instrucciones
Las instrucciones consisten desecuencias de 1 y 0 (binarias) llamadas código máquina y no son legibles para las personas. Por ello se emplean lenguajes como el ensamblador (bajo nivel) o lenguajes de programación como pascal (altonivel). Las instrucciones son ejecutadas por la CPU a grandes velocidades. Por ejem. 3´000,000,000 de instrucciones x segundo para una CPU que opera a 3GHz

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Ejemplos de instrucciones

Inst.máquina Intel

Inst. máquina “virtual” (ficticia)

Procesar instrucciones
Desde una visión muy simple, el llevar a cabo las instrucciones consiste de dos etapas: A) Leer (fetch) instrucción dememoria B) Ejecutar (execute) instrucción • El programa se ejecuta a través de una iteración constante de estos dos etapas

Vista simplificada del ciclo de instrucción

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Ciclo de instrucción…