Fundamentos básicos de la organización, estructura y funcionamiento de las arquitecturas de Von Neumann y Harvard

Introducción

        Las arquitecturas de computadoras en función del crecimiento de procesos y cálculos matemáticos han pasado de generación en generación un proceso de selectividad y mejoras permitiendo el crecimiento tecnológico. A partir de esto podemos ver a continuación mediante mapas conceptuales la forma funciona y estructural del funcionamiento de las computadoras de sus componente, la forma en que interactúa cada una, su función y la forma interna como procesa los datos.

        Se vera de manera objetiva nuestro punto de vista en cuanto a las arquitectura de Von Neumann y Harvard mediante los ensayos propuesto en el transcurso del trabajo para así finalizar con alguna conclusión basada en el aprendizaje obtenido en el transcurso de la unidad.

Objetivos

Comprender los fundamentos básicos de la organización, estructura y funcionamiento de las arquitecturas de Von Neumann y Harvard.

Objetivos específicos:

• Ampliar mediante mapa conceptual el enfoque de funcional y estructural de una computadora.
• Realizar ensayo de las arquitecturas de Von Neumann y Harvard
• Generar conclusiones en base a los temas visto.

Mapas conceptuales

Xaver Alejandro Narvaez-autor

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José David Tarifa Cotes-autor

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Arquitectura de Von Neumann y Harvard

        Nos es mentira decir que actualmente los computadores cuentan con una arquitectura básica la cual la componen 5 componentes los cuales son los siguientes: procesador, memoria RAM, disco duro, dispositivos de entrada/salida y software. Usando como base las arquitecturas anteriores como lo son La arquitectura de Von Neumann y la de Harvard unas de las arquitecturas más famosas por no decir las más famosas.

        Claramente los computadores de hoy en día han sido inspirados más que todo en la arquitectura de Von Neumann ya que esta propone la utilización de una unidad central de procesamiento o como se conoce generalmente (CPU), que contiene una unidad aritmético lógica capaz de llevar a cabo cálculos matemáticos sencillos, un conjunto de registros que permiten el almacenamiento temporal de datos y direcciones de memoria, y una unidad de control que se encarga de recoger las instrucciones desde la memoria principal, de decodificarlas y ejecutarlas. Además, este modelo de arquitectura también propone la existencia de una memoria principal en la que residen los datos y las instrucciones, y de un bus de entrada y un bus de salida que permiten cargar los programas y los datos desde un medio de almacenamiento externo y entregar un resultado.

        No podemos dejar a un lado la arquitectura de Harvard la cual propone un modelo totalmente distinto al modelo que propuso o planteo del señor John Von Neumann.

        Este modelo o arquitectura la componen dos memorias una de programas o de instrucciones la cual es la unidad de memoria ROM, y una de datos que se le conoce como unidad de memoria RAM las cuales solo son accesibles a través de buses distintos.

        Si nos podemos hablar de las diferencias de estos dos modelos, nos daremos cuenta de que la verdad son muchas como, por ejemplo: La disposición, los requisitos de hardware, los requisitos de espacio, algo que hoy es importante lo cual es la velocidad de ejecución y otro seria la utilización o el uso del espacio.

Pero ¿Por qué esas diferencias?  Bueno, hablemos de la disposición.

        En la arquitectura de Von Neumann, no hay datos separados y memoria de programa. En cambio, se proporciona una conexión de memoria única a la CPU. A diferencia de la de Harvard la cual como lo mencione anteriormente está conectada con la memoria de datos (RAM) y la memoria de programa (ROM), por separado.

        En los requisitos de hardware una requiere más que otra, la de Harvard es la que requiere más ya que esta requerirá un bus de datos y direcciones por separado para cada memoria a diferencia de la de Von Neumann, esta requiere menos ya que como sabemos tiene una sola memoria en común.

En el espacio, la de Von Neumann requiere menos que la de Harvard.

        En algo que, hoy en la modernidad es de vital importancia. La arquitectura de Harvard se lleva el punto frente a la de Von Neumann.

        Estamos hablando de la velocidad de ejecución, pero ¿Por qué la de Harvard le gana en velocidad a la de Von Neumann?, le gana ya que el procesador obtiene datos e instrucciones simultáneamente a diferencia de la Von Neumann ya que esta no puede recuperar las instrucciones y los datos de manera simultánea.

        Por último, hablaremos de la utilización de espacio de ambas arquitecturas, ya que en una se desperdicia más que otra, si en la de Harvard queda espacio en la memoria de datos, la memoria de instrucciones no puede usar el espacio de la memoria de datos y viceversa. La de Von Neumann seria lo contrario ya que el espacio de la memoria de datos puede ser utilizado por la memoria de instrucciones y viceversa.

        Con esto podemos decir que las diferencias entre ambas arquitecturas son realmente notables.

        Se puede decir que la mayoría de los computadores actuales utilizan la arquitectura Von Neumann, o una arquitectura Von Neumann modificada, ya que a medida que los computadores han evolucionado a lo largo de los años se les ha añadido a estas características procedentes de la arquitectura Harvard.

        En pocas palabras las arquitecturas usadas en la actualidad para la elaboración de computadores son las descendientes de las arquitecturas de Vou Neumann y Harvard.

Xaver Alejandro Narvaez-autor

Las arquitecturas de computadoras en la modernidad

        La arquitectura Von Neuman que se trabaja hoy en día de manera general en las computadoras ha sido clave para el progreso con sus eficiencia de tecnología de mayor rendimiento y menor consumo de requerimiento. Pero ¿podemos decir que la arquitectura Von Neumann es mejor que la Harvard? ¿cómo influye el pasado de su arquitectura en nuestro futuro? Pienso que la evolución tecnológica ha sido acertada de momento a la hora te tomar la arquitectura con la cual trabajamos y si bien Harvard no ha sido excluida, sino adaptada.  Esto me permite decir que la arquitectura de hoy en día se ha dividido en estas dos arquitectura según el uso y rendimiento predominando la arquitectura Von Neuman con leves inclusiones de la arquitectura Harvard.

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