MAQUINA JOHN VON NEUMANN
La
arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas
de computadoras
que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las
instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura
Harvard).
La
mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura, aunque
pueden incluir otros dispositivos adicionales (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como
ratón, teclado, etc).
Origen e Historia
El
nacimiento u origen de la arquitectura a von Neumann surge a raíz de una
colaboración en el proyecto ENIAC del matemático de origen
húngaro, John von Neumann.
Éste trabajaba en 1945 en el Laboratorio Nacional Los Álamos cuando se encontró
con uno de los constructores de la ENIAC. Compañero de Albert
Einstein, Kurt Gödel y Alan Turing en Princeton,
Von Neumann se interesó por el problema de la necesidad de reconfigurar la
máquina para cada nueva tarea.
En 1949 había encontrado y desarrollado
la solución a este problema, consistente en poner la información sobre las
operaciones a realizar en la misma memoria utilizada para los datos,
escribiéndola de la misma forma, es decir en código binario. Su
"EDVAC" fue el modelo de las computadoras de este tipo construidas a
continuación. Se habla desde entonces de la arquitectura de Von Neumann, aunque
también diseñó otras formas de construcción. El primer computador comercial
construido en esta forma fue el UNIVAC I,
fabricado en 1951 por la Sperry-Rand Corporation y comprado por la Oficina del
Censo de Estados Unidos.
Computadora Von Neumann
Una computadora
(Hispanoamérica) u ordenador (España) es
un dispositivo electrónico compuesto básicamente de un procesador, memoria y
dispositivos de entrada/salida (E/S). La característica principal de la
computadora, respecto a otros dispositivos similares, como una calculadora no
programable, es que con él se pueden realizar tareas muy diversas, cargando
distintos programas en la memoria para que los ejecute el procesador. Siempre
se busca optimizar los procesos, ganar tiempo, hacerlo más fácil de usar y
simplificar las tareas rutinarias.
Las computadoras con arquitectura Von
Neumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo
dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos
(a diferencia de la arquitectura Harvard). El término se acuñó en el documento
First Draft of a Report on the EDVAC (1945), escrito por el conocido matemático
John Von Neumann, que propuso el concepto de programa almacenado. Dicho
documento fue redactado en vistas a la construcción del sucesor de la
computadora ENIAC, y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert, John
Mauchly, Arthur Burks, y otros durante varios meses antes de que Von Neumann
redactara el borrador del informe.
Los ordenadores con arquitectura Von
Neumann constan de las siguientes partes:
La unidad aritmético-lógica o
ALU, la unidad de control, la
memoria, un dispositivo de entrada/salida y el bus de
datos que proporciona un medio de transporte de
los datos entre las distintas partes.
Un ordenador con arquitectura Von
Neumann realiza o emula los siguientes pasos secuencialmente:
1) Obtiene la siguiente instrucción
desde la memoria en la dirección
indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de
instrucción.
2) Aumenta el contador de programa en
la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente.
3) Descodifica la instrucción
mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de
componentes del ordenador para realizar una función determinada.
4) Se ejecuta la instrucción. Ésta
puede cambiar el valor del
contador del programa, permitiendo así operaciones
repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta
condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda 'tomar decisiones', que
pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica
anteriores.
Descripción del concepto de
programa almacenado
Los primeros computadores constaban de programas almacenados. Algunos muy simples siguen utilizando este diseño,por ejemplo, una calculadora es un computador que tiene un programa almacenado. Puede hacer operaciones matemáticas simples, pero no puede ser usada como procesador de textos o videoconsola.
Cambiar el programa que contenían los dispositivos que usaban esta tecnología requería reescribir, reestructurar y/o rediseñar el dispositivo. Los primeros computadores no estaban lo suficiente programados cuando fueron diseñados. La tarea de reprogramar, cuando era posible, era un proceso laborioso, empezando con notas en papel y siguiendo con detallados diseños de ingeniería. Y tras esto llegaba el a veces complicado proceso de reescritura y reestructuramiento físico del computador.
El concepto de programa almacenado cambió por completo, se pensó en un computador que en su diseño contenía un conjunto de instrucciones que podían ser almacenadas en memoria, o sea, un programa que detallaba la computación del mismo.
El diseño de un programa almacenado también daba la posibilidad a los programas de ser modificados ellos mismos durante su ejecución. Uno de los primeros motivos para su creación fue la necesidad de un programa que incrementara o modificara las direcciones de memoria de algunas instrucciones, las cuales tenían que ser hechas manualmente en los primeros diseños.
Esto se volvió menos importante cuando el índice de registros y el direccionamiento indirecto se convirtieron en algo habitual en la arquitectura de computadores. El código automodificable fue en gran parte ganando posiciones.
A gran escala, la habilidad de tratar instrucciones como datos es lo que hacen los ensambladores, compiladores y otras herramientas de programación automáticas. Se pueden "escribir programas para escribir programas".
Existen inconvenientes en el diseño de Von Neumann. Las modificaciones en los programas podía ser algo perjudicial, por accidente o por diseño. En algunos simples diseños de computador con programas almacenados, un mal funcionamiento del programa puede dañar el computador. Otros programas, o el sistema operativo, posiblemente puedan llevar a un daño total en el ordenador. La protección de la memoria y otras formas de control de acceso pueden ayudar a protejer en contra de modificaciones accidentales y/o maliciosas de programas.
Los primeros computadores constaban de programas almacenados. Algunos muy simples siguen utilizando este diseño,por ejemplo, una calculadora es un computador que tiene un programa almacenado. Puede hacer operaciones matemáticas simples, pero no puede ser usada como procesador de textos o videoconsola.
Cambiar el programa que contenían los dispositivos que usaban esta tecnología requería reescribir, reestructurar y/o rediseñar el dispositivo. Los primeros computadores no estaban lo suficiente programados cuando fueron diseñados. La tarea de reprogramar, cuando era posible, era un proceso laborioso, empezando con notas en papel y siguiendo con detallados diseños de ingeniería. Y tras esto llegaba el a veces complicado proceso de reescritura y reestructuramiento físico del computador.
El concepto de programa almacenado cambió por completo, se pensó en un computador que en su diseño contenía un conjunto de instrucciones que podían ser almacenadas en memoria, o sea, un programa que detallaba la computación del mismo.
El diseño de un programa almacenado también daba la posibilidad a los programas de ser modificados ellos mismos durante su ejecución. Uno de los primeros motivos para su creación fue la necesidad de un programa que incrementara o modificara las direcciones de memoria de algunas instrucciones, las cuales tenían que ser hechas manualmente en los primeros diseños.
Esto se volvió menos importante cuando el índice de registros y el direccionamiento indirecto se convirtieron en algo habitual en la arquitectura de computadores. El código automodificable fue en gran parte ganando posiciones.
A gran escala, la habilidad de tratar instrucciones como datos es lo que hacen los ensambladores, compiladores y otras herramientas de programación automáticas. Se pueden "escribir programas para escribir programas".
Existen inconvenientes en el diseño de Von Neumann. Las modificaciones en los programas podía ser algo perjudicial, por accidente o por diseño. En algunos simples diseños de computador con programas almacenados, un mal funcionamiento del programa puede dañar el computador. Otros programas, o el sistema operativo, posiblemente puedan llevar a un daño total en el ordenador. La protección de la memoria y otras formas de control de acceso pueden ayudar a protejer en contra de modificaciones accidentales y/o maliciosas de programas.
ANALISIS CRITICO SOBRE SU FUNCIONAMIENTO
Vivimos en la era
tecnológica, esta era es donde todo ocurre alrededor de lo que es la informática o mejor dicho las Tics.
El funcionamiento de la
MAQUINA JOHN VON NEUMANN ha tenido mucho que ver con los avances que hoy en día
se han hecho en las diferentes ramas de
las ciencias que estudian y tratan de
dar respuestas a la existencia de ciertos fenómenos dispersos en el mundo.
Las
investigaciones han arrojado que el funcionamiento de estas maquina es como el
funcionamiento de un ser vivo ya que estas máquinas contiene una sección capaz
de utilizar materiales y energía para la construcción y funcionamiento; un
“sistema reproductor”, encargado de fabricar la copia de sí mismas; y un
ordenador, que controla el proceso y asegura que las instrucciones pasen a la
siguiente generación. Este programa sería el equivalente
del genoma presente en los organismos vivos.
Sin
embargo al igual que rechazamos algunas características buena de algo, así mismo se hace con la maquina
JOHN VON NEUMANN, muchos personajes han
tratado de echar por el suelo el
funcionamiento de estas máquinas, diciendo que La automatización consiste en
reemplazar al hombre por una máquina para ejecución de una tarea, y se ha
venido desarrollando casi a la par con la historia de la humanidad.
Dentro
de estas máquinas creadas por el hombre, tenemos al computador que es un
dispositivo con él cual se pueden realizar tareas muy diversas, cargando
distintos programas en la memoria para que los ejecute el procesador. Buscando
siempre optimizar los procesos, ganar tiempo, hacerlo más fácil de usar y
simplificar las tareas rutinarias.
Las
computadoras está formada por una estructura que data de los años 40 pero que
aún sigue en la mayoría de las PC’s de la actualidad, nos referimos a la
arquitectura Von Neumann, se refiere a las arquitecturas de computadoras que
utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones
como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard).
CONSIDERACION PERSONAL
La
maquina JOHN VON NEUMANN, es y será la maquina con mayor uso en el mundo, estas
máquinas tienen todo lo que el ser humanos exige hoy en día, la cuestión está
en saber usarla.
Pues
muchos creen que estas máquinas poden sustituir
al hombre dentro de unos cuantos años, sin embargo nosotros creemos que
esto no será posible pues es el hombre que mejora cada día el funcionamiento de
esta máquina.
Sin
los componentes que trajo consigo esta máquina no sería posible el buen
funcionamiento de las máquinas de hoy en día, pues estos cumplen una tarea
específica lo que permite el buen y fácil
manejo del computador al usuario
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