Asignatura 2: Arquitectura de von Neumann y Harvard

Arquitecturas: 

Arquitectura de von Neumann 

La arquitectura von Neumann es un diseño teórico para que una computadora pueda tener un programa almacenado internamente, sirviendo como base para casi todas las computadoras que actualmente se realizan. 

Una máquina von Neumann consiste en una unidad central de procesamiento, la cual tiene incluidas una unidad aritmética lógica y una unidad de control, además una memoria principal, almacenamiento secundario y dispositivos de entrada/salida. Esta arquitectura asume que todo cálculo extrae los datos de la memoria, los procesa y luego los envía de regreso a la memoria. 

Debido a que no se puede acceder a la memoria de los datos y a la del programa a la vez, la arquitectura von Neumann es propensa a cuellos de botella y a que se debilite el rendimiento del computador. 

Los cachés múltiples y los cachés proxy pueden reducir el flujo de datos desde los chips del procesador a los diferentes dispositivos. Debido a que era muy tardado reprogramar una computadora en los primeros años (1945) surgió la idea de no solo los datos debían almacenarse en la memoria, sino que también el programa que manejaba esos datos, a esta arquitectura se le conoce como arquitectura von Neumann. 

Funciona usando cuatro simples pasos: buscar, decodificar, ejecutar, almacenar, llamado el “Ciclo de la máquina”.

Arquitectura Harvard 

La arquitectura Harvard es una configuración de la computadora en la que los datos y las instrucciones de un programa se encuentran en celdas separadas de memoria, que se pueden abordar de forma independiente. 

Es decir, es el término utilizado para un sistema informático que contiene dos áreas separadas: para los comandos o instrucciones y para los datos. Por tanto, la función principal de esta arquitectura es almacenar los datos separados físicamente, proporcionando diferentes rutas de señal para las instrucciones y los datos. 

Este tipo de arquitectura tiene una amplia aplicación en los productos de procesamiento de video y audio. 

Howard Aiken creó una computadora original basada en relés, llamada Harvard Mark I, que es el término de donde surge el concepto de la arquitectura Harvard. Esta computadora empleaba unidades de memoria separadas para almacenar los datos y las instrucciones. Este modelo se caracteriza en que los buses de información y el almacenamiento se encuentran separados físicamente para los datos y el código del programa. 

Como los buses funcionan de manera autónoma, los datos y las instrucciones del programa se pueden obtener al mismo tiempo, mejorando así la velocidad sobre el diseño de bus único.

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