Arquitectura de Von Neumann, Harvard y la máquina de Turing.

Arquitectura de Von Neumann, Harvard y la máquina de Turing.

Arquitectura Von Neumann

  La arquitectura Von Neumann, también conocida como modelo de Von Neumann o arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico John von Neumann.

 En un sistema con esta arquitectura, el tamaño de la unidad de datos o instrucciones está fijado por el ancho del bus que comunica la memoria con la CPU. 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 la memoria una nueva instrucción mientras no finalicen las transferencias de datos de la instrucción anterior.

  Características:

• 3 componentes principales:
a) CPU:
• Unidad de Control, Unidad aritmético lógica (ALU), Registros
b) Memoria principal:
• Almacena programas y datos
c) Sistema de Entrada/Salida

• Procesamiento secuencial de instrucciones

• Datos binarios

• Un sistema de interconexión:
– Conecta la memoria y unidad de control.
– Fuerza la alternancia entre ciclos de lectura y ejecución.

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Arquitectura de Harvard

  El término proviene de la computadora Harvard Mark I que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y los datos en interruptores. Fue construida en 1944 en la Universidad de Harvard por Howard H. Mark.

Características:

 ●Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y la otra sólo almacena datos (Memoria de Datos).

●Ambos buses son totalmente independientes lo que permite que la CPU pueda acceder de forma independiente y simultánea a la memoria de datos y a la de instrucciones. Como los buses son independientes éstos pueden tener distintos contenidos en la misma dirección y también distinta longitud. También la longitud de los datos y las instrucciones puede ser distinta, lo que optimiza el uso de la memoria en general.

●Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC (Reduced Instruction Set Computer), el set de instrucciones y el bus de memoria de programa pueden diseñarse de tal manera que todas las instrucciones tengan una sola posición de memoria de programa de longitud.

●Además, al ser los buses independientes, la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción a ejecutar.

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Máquina  de Turing 

Una máquina de Turing es un autómata que se mueve sobre una secuencia lineal de datos. En cada instante la máquina puede leer un solo dato de la secuencia (generalmente un carácter) y realiza ciertas acciones en base a una tabla que tiene en cuenta su "estado" actual (interno) y el último dato leído. Entre las acciones está la posibilidad de escribir nuevos datos en la secuencia;  recorrer la secuencia en ambos sentidos y cambiar de "estado" dentro de un conjunto finito de estados posibles. es más una abstracción matemática que un dispositivo físico o mecánico..

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