SISTEMAS OPERATIVOS. ARQUITECTURA DE VON NEUMANN

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SISTEMAS OPERATIVOS

Nombre: Mendoza Andrade Hilda

Matricula : 202496

Nombre del curso: Sistemas operativos

Grupo: C

Fecha de entrega: 28 de agosto del 2022

ARQUITECTURA DE VON NEUMANN

La arquitectura de John Von Neumann se caracteriza por los procesadores que poseen el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para los datos como para las instrucciones. Al ser almacenados en el mismo formato dentro de la misma memoria, utilizan un único bus de datos para comunicarse con la CPU. Esto hace que este tipo sea eficiente en la utilización de memoria, pero que requiera una ambigüedad para reconocer los datos. Los ordenadores con la arquitectura de Von Neumann constan de cinco partes: La Unidad Aritmética Lógica (ALU), la unidad de control, la memoria, un dispositivo de entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio para transportar los datos entre las distintas partes.

De forma resumida el trabajo de cada es:

Unidad de Control: Encargada de las etapas de captación y descodificación del ciclo de instrucción. Coordina el resto de los componentes de la computadora para realiza cada función determinada.[pic 2]

Unidad lógico-aritmética o ALU: Encargada de realizar las operaciones matemáticas y de lógica que requieren los programas.

Memoria: La memoria en la que se almacena el programa, la cual la conocemos como memoria RAM

Dispositivo de entrada: Desde el que nos comunicamos con el ordenador.

Dispositivo de Salida: Desde el que el ordenador se comunica con nosotros.

Un ordenador que posea esta arquitectura realiza los siguientes procedimientos:

• Al encender el ordenador y obtener la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucciones.
• Aumenta el contador de programa y lo guarda en el registro de instrucción.
• Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador de programa, permitiendo hacer operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda “pensar”, haciendo que pueda alcanzar cualquier grado de complejidad a través de la aritmética y de la lógica anteriores.

La mayoría de las computadoras son construidas con esta arquitectura ya que las capacidades dinámicas del diseño, como la implementación y la operación de un programa en vez de dos, aunque puede ser más lenta para determinadas tareas, es más flexible y permite más conceptos como la programación libre.

REGISTROS

Los registros se encuentran dentro de cada microprocesador y su función es almacenar los valores de datos, comandos, instrucciones o estados binarios que ordenan qué dato debe procesarse, como la forma en la que se debe hacer. Un registro no deja de ser una memoria de velocidad alta y con poca capacidad. Cada registro puede contener una instrucción, una dirección de almacenamiento o cualquier tipo de dato. En un procesador encontramos espacios con una capacidad que oscila entre 4 y 64 bits porque cada registro debe tener un tamaño suficiente para contener una instrucción. Dentro de un microprocesador encontramos el registro de información, cuya función es guardar de forma temporal los datos a los que se accede frecuentemente.

TIPOS DE REGISTROS

Los registros del procesador se dividen o clasifican atendiendo al propósito que sirven o a las instrucciones que les ordenan.

Registros de datos: Guardan valores de datos numéricos, como son los caracteres o pequeñas órdenes. Los procesadores antiguos tenían un registro especial de datos: el acumulador, el cual era usado para operaciones determinadas.

Registro de datos de memoria (MDR):Se trata de un registro que se encuentra en el procesador y que está conectado al bus de datos. Tiene poca capacidad y una velocidad alta por la que escribe o lee los datos del bus que van dirigidos a la memoria o al puerto E/S, es decir, un periférico.

Registros de direcciones: Guardan direcciones que son usadas para acceder a la memoria principal o primaria, que solemos conocer como ROM o RAM. En este sentido, podemos ver procesadores con registros que se usan solo para guardar direcciones o valores numéricos.

Registros de propósito general (GPRs):Son registros que sirven para almacenar direcciones o datos generales. Se trata de una especie de registros mixtos que, como su propio indica, no tienen una función específica.

Registros de propósito específico (SPRs):Registros que guardan datos del estado del sistema, como puede ser el registro de estado o el instruction pointer. Pueden estar combinados con el PSW (Program Status Word).

Registros de estado: Sirven para guardar valores reales cuya función es determinar cuándo una instrucción debe ejecutarse o no. También se le conoce como CCR (Condition Code Register).

Registros de coma flotante: La coma flotante es una representación, en forma de fórmula, de números reales de distintos tamaños que sirve para realizar operaciones aritméticas. Nos encontraremos con ella en sistemas que requieren sistemas de procesados muy rápidos.

Registros constantes: Su cometido es guardar valores de sólo lectura como son el zero, one o π.

MICROPROCESADOR

Un microprocesador es aquel chip que se encuentra integrado en la placa base y que se encarga de ejecutar las instrucciones que ordena el usuario. Es decir, la meta del microprocesador es llevar a cabo las órdenes que se vayan dando por parte del usuario del dispositivo vía sistema operativo. Por ello, se considera el centro de operaciones o cerebro del dispositivo. Además, se puede considerar un tipo de hardware de procesamiento que se encarga de ejecutar, administrar e interconectar las tareas y peticiones que se realicen. [pic 3]

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