ARQUITECTURA

Arquitectura de Von Neumman.

En 1945 aproximadamente, se construye una computadora basada en el uso de tecnología de bulbos denominada ENIAC (“Electronic Numerical Intergator and Calculator”), que pesaba cerca de 30,000 Kg, se instaló en una gran habitación y requirió de gran ventilación. Bien, esta gran máquina funcionaba a base de estar conectando y desconectando cables según la función que se quería que realizara, esta función de “recablear”, es sinónimo de programar pero era muy complicado el proceso. 

En 1947 el matemático John Von Neumann ideó una solución que evitaría el “recablear” la ENIAC, la cual consistía en introducir las operaciones por medio de tarjetas perforadas, por lo que un programa previamente “almacenado” y en las tarjetas, se podía mantener latente en memoria para su uso. Este modelo permite que las instrucciones se encuentren residentes en una memoria listas para ser leídas y ejecutadas.

El método de Flynn.

En 1966 Michael Flynn propuso un mecanismo de clasificación de las computadoras. La taxonomía de Flynn es la manera clásica de organizar las computadoras, y aunque no cubre todas las posibles arquitecturas, proporciona una importante penetración en varias arquitecturas de computadoras. El método de Flynn se basa en el número de instrucciones y de la secuencia de datos que la computadora utiliza para procesar información. Puede haber secuencias de instrucciones sencillas o múltiples y secuencias de datos sencillas o múltiples. Esto da lugar a 4 tipos de computadoras, de las cuales solamente dos son aplicables a las computadoras paralelas.

Arquitectura Harvard

El término Arquitectura Harvard originalmente se refería a las arquitecturas de computadoras que utilizaban dispositivos de almacenamiento físicamente separados para las instrucciones y para los datos (en oposición a la Arquitectura von Neumann). El término proviene de la computadora Harvard Mark I, que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y los datos en interruptores. 

Arquitectura von Neumann

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). Esta arquitectura fue planteada en 1945, por el conocido matemático John von Neumann, que propuso el concepto de programa almacenado. Las computadoras con arquitectura von Neumann constan de cinco 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. Una computadora con arquitectura von Neumann realiza o emula los siguientes pasos secuencialmente:

1. Enciende la computadora y 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. Decodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes de la computadora 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 la computadora pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores.
5. Vuelve al paso 2.

Hoy en día, la mayoría de computadoras están basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales, (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como mouse, teclado, etc).