máquina de von Neumann

máquina de von Neumann

Está formado por una CPU (Central Processing Unit) o Unidad Central de Procesamiento que a su vez contiene una ALU (Arithmetic Logic Unit) o Unidad Aritmética Lógica y los registros del procesador, una unidad de control y un contador de programa. También posee una memoria principal y un mecanismo de entrada y salida.

Unidad Central de Procesamiento: Es la encargada de interpretar y procesar las instrucciones recibidas de un programa a través de la realización de operaciones básicas aritméticas (Suma, resta, multiplicación y división) y lógicas (AND, OR y NOT) realizadas por la Unidad Aritmética Lógica. Para esto utiliza los registros del procesador que son una pequeña memoria que almacena datos binarios y tiene un tiempo de acceso cinco a diez veces menor que la memoria principal, uno de los registros es denominado Program Counter y es quien calcula automáticamente la cantidad de ciclos de ejecución y apunta a la próxima instrucción en ser ejecutada. Y por último se encuentra la unidad de control que es aquella que tiene como objetivo buscar instrucciones en la memoria principal y ejecutarlas luego de decodificarlas.

Memoria principal: Es un conjunto de celdas del mismo tamaño que están asociadas con un número denominado dirección de memoria y sirve para almacenar datos de manera temporal para ser utilizados posteriormente.

Sistema de entrada y salida: Genera las señales necesarias para transferir datos y códigos desde y hacia periféricos. Un periférico es aquel dispositivo que es capaz de interactuar con los elementos externos ya sea emitiendo información o recibiéndola.

CUELLO DE BOTELLA DE VON NEUMANN

Debido a que la memoria principal está separada de la Unidad Central de Procesamiento, se genera un cuello de botella o un rendimiento limitado entre estos dos componentes ya que la velocidad de transmisión de datos no está acorde a la cantidad de la misma. Para atenuar este inconveniente existen diferentes mecanismos. Unos de los más populares es la inclusión de una llamada memoria caché entre la CPU y la memoria o el denominado Pipeline que permite iniciar instrucciones antes de terminar el ciclo de instrucción del anterior, es decir que de esta forma existiría un trabajo en paralelo.