ARQUITECTURA DE VON NEWMANN

    Arquitectura de Von Newmann

Tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura, en la cual la unidad central de proceso (CPU), está conectada a una memoria principal única (casi siempre sólo RAM) donde se guardan las instrucciones del programa y los datos. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (control, direcciones y datos).

En un sistema con arquitectura Von Neumann el tamaño de la unidad de datos o instrucciones está fijado por el ancho del bus que comunica la memoria con la CPU. Así un microprocesador de 8 bits con un bus de 8 bits, tendrá que manejar datos e instrucciones de una o más unidades de 8 bits (bytes) de longitud. Si tiene que acceder a una instrucción o dato de más de un byte de longitud, tendrá que realizar más de un acceso a la memoria.
El tener un único bus hace que el microprocesador sea más lento en su respuesta, ya que no puede buscar en memoria una nueva instrucción mientras no finalicen las transferencias de datos de la instrucción anterior.

Y en qué consiste la arquitectura de von Neumann? Según el modelo de von Neumann, los distintos bloques funcionales que conforman una computadora deben estar siempre conectados entre sí; dicho de otra forma, no hay que modificar el hardware o su configuración a la hora de ejecutar un programa. Con esta idea de partida, la arquitectura constaba de los siguientes bloques funcionales:

• Unidad central de proceso (CPU), núcleo central del computador y encargado de realizar las operaciones básicas y de gestionar el funcionamiento del resto de componentes.
• Memoria principal, lugar en el que se almacenan tanto datos como instrucciones.
• Buses, es decir, el conexionado que permite la comunicación entre los distintos bloques funcionales del sistema.
• Periféricos, los elementos que se encargan de tomar datos (teclado), mostrarlos en alguna salida (un monitor) o comunicarse con otros sistemas.

El primer ordenador que Von Newmann creó fue:

• Máquina Experimental de Pequeña Escala de Mánchesr(SSEM), apodada "Baby" (Universidad de Mánchester, Inglaterra) hizo su primera ejecución exitosa de un programa almacenado el 21 de junio de 1948.

La máquina no fue diseñada como un computador práctico, sino que fue diseñada como un banco de pruebas de los tubos Williams, uno de los primeros tipos de memorias de computador. Aunque se considera "pequeño y primitivo" según las normas de su época, fue la primera máquina de trabajo que contenía todos los elementos esenciales de una computador electrónica moderno.² Tan pronto como el SSEM había demostrado la viabilidad de su diseño, se inició un proyecto en la universidad para desarrollar un computador más fácil de usar, el Manchester I. A su vez, la Mark I se convirtió rápidamente en el prototipo de la marca Ferranti Mark I, el primer computador del mundo de propósito general disponible comercialmente.³

La SSEM tenía una longitud de palabra de 32 bits y una memoria de 32 palabras. Como fue diseñado para ser el computador de programa almacenado con la estructura más simple posible, las únicas operaciones aritméticas implementadas en hardware eran la resta y la negación; las otras operaciones aritméticas fueron implementadas en software.