Arquitectura Von Neumann: Componentes y Funcionamiento del Ordenador

Arquitectura Von Neumann

La idea fundamental era conectar permanentemente las unidades del ordenador, coordinando su funcionamiento bajo un control central. Esta estructura general se divide en tres secciones principales:

• La Unidad Central de Proceso (CPU)
• La memoria (interna y externa)
• Los buses y la unidad de entrada/salida (E/S)

La Unidad Central de Proceso (CPU)

La UCP o CPU (Central Processing Unit) es el auténtico cerebro del ordenador. Consiste en un circuito microscópico que:

• Interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas almacenados en memoria.
• Toma los datos de las unidades de entrada, los procesa y los envía a las unidades o periféricos de salida.

La CPU (o procesador) está formada por:

• La Unidad de Control (UC).
• La Unidad Aritmético-Lógica (UAL o ALU).
• Los registros internos.

Unidad de Control (UC)

Sus funciones principales son:

• Interpretar y ejecutar las instrucciones almacenadas en la memoria principal.
• Generar las señales de control necesarias para coordinar todos los elementos del sistema.

Unidad Aritmético-Lógica (ALU)

Sus funciones son:

• Operar con los datos que recibe siguiendo las órdenes de la UC.
• Realizar tanto operaciones aritméticas como lógicas.

Componentes: Registros de entrada, circuito operacional, registro y registros de estado.

Registros internos

• Son celdas de memoria de alta velocidad que permiten a la CPU almacenar datos temporalmente mientras se efectúa alguna operación.
• Constituyen el almacenamiento interno de la CPU.
• El tamaño del registro indica el número de bits que puede manipular a la vez el procesador.

Memoria principal (RAM)

En la memoria RAM se almacenan los datos y los programas.

Buses y unidad de Entrada/Salida

Los buses son líneas eléctricas a través de las cuales se comunican las distintas unidades de un ordenador, ya que por ellas circula la información en forma de bits:

• Bus de datos: para el intercambio de datos e instrucciones entre la CPU y el resto de unidades.
• Bus de direcciones: transmite direcciones entre la CPU y la memoria.
• Bus de control: para la transmisión de los impulsos eléctricos necesarios para que la CPU gobierne el resto de elementos.

Operaciones binarias