1. 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. 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. 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. 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. 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. 6 NelsonAmilcarMrquez Sistemasoperativos. Licda. CarlaMilagro Lpez DIAGRAMA DE VON NEUMANN. UnidadCentral De Procesamiento (CPU) Memoria
7. 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