Conocer los elementos y características de la arquitectura de Von Neumann y Harvard PDF

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Conocer los
elementos y características de la arquitectura de Von Neumann y
Harvard...

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1 Tarea 2 Conocer los elementos y características de la arquitectura de Von Neumann y Harvard

Grupo: 202016893_137

Tutor Felipe Hernan Ortiz Rojas Curso: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES - (202016893A_954)

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería ECBTI Bogotá, 26 de septiembre de 2021

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Tabla de Contenido Lista de figuras.....................................................................................................................2 Introducción..........................................................................................................................5 Mapa conceptual Enfoque Arquitecturas..............................................................................7 Arquitectura Von Newman y Harvard..................................................................................8 Conclusiones.......................................................................................................................10 Bibliografía.........................................................................................................................11

3 Introducción Con el desarrollo de esta actividad se pretende conocer y comprender los fundamentos básicos de la organización, estructura y funcionamiento de las arquitecturas de Von Neumann y Harvard, que se convertirán en conocimientos significativos para el control de los sistemas computacionales.

4 Objetivos

1. Conocer los detalles característicos de la arquitectura Von Newman 2. Conocer los detalles característicos de la arquitectura Harvard 3. Identificar los componentes e interacción entre ellos de las dos arquitecturas 4. Comprender el funcionamiento e identificar la diferencia entre ambas arquitecturas 5. Apropiar el conocimiento al realizar las lecturas sugeridas de arquitectura de computadores

5 Mapa conceptual Enfoque Arquitecturas

Mapa conceptual enfoque arquitecturas. Julian Pantoja Clavijo

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Arquitectura Von Newman y Harvard En arquitectura de computadores se resaltan dos, la arquitectura Von Newman y arquitectura Harvard ambas con sus características especiales, diferencias, pros y contras. La arquitectura Von Newman se caracteriza porque utiliza un mismo dispositivo para almacenamiento de las instrucciones y para los datos, la mayoría de computadores de hoy en día se basan en esta arquitectura, aunque eso los hace mas lentos. A diferencia de la arquitectura Harvard, esta utiliza pistas de almacenamiento y de señal físicamente separadas para las instrucciones y los datos. Actualmente los procesadores utilizan vías de señales separadas para temas de rendimiento, lo que es en realidad una arquitectura Harvard modificada. En cuanto a los componentes que integran la arquitectura Von Newman, consta de una unidad central de procesamiento o CPU, la cual contiene la unidad aritmética -lógica o también llamada ALU, quien realiza las operaciones aritméticas como sumas y restas y lógicas, la unidad de control la cual lee instrucciones, decodifica y envía señales a los demás componentes, la memoria principal que almacena datos e instrucciones, son de dos tipos RAM memoria que permite leer y escribir y ROM de solo lectura y los dispositivos de entrada y salida como teclado, pantalla, impresora etc. La conexión entre los componentes se realiza a través de buses de datos. La arquitectura Harvard está compuesta por una unidad central de procesamiento CPU, encargada de interpretar las instrucciones contenidas en los programas y de procesamiento de datos, una memoria de datos que se encarga de almacenamiento de datos e instrucciones temporalmente es decir es volátil y son eliminados una vez el equipo se apaga y una memoria de instrucciones que permite solo lectura de instrucciones de programa, y buses de datos.

7 Finalmente podemos entonces nombrar sus principales diferencias: En arquitectura Harvard los datos y los programas son almacenados en dispositivos de memoria independientes y manejados por diferentes subsistemas, en cambio en arquitectura Von Newman los datos y programas son almacenados en la memoria y son manejados por el mismo sistema. En la arquitectura Harvard la CPU puede leer una instrucción y realizar un acceso a memoria de datos al mismo tiempo, incluso sin una memoria cache, y en la arquitectura Von Newman la CPU puede estar leyendo una instrucción o leyendo/escribiendo datos desde o hacia la memoria, pero no puede ocurrir ambos procesos al mismo tiempo. Arquitectura Harvard es mas rápida que Von Newman por lo mencionado anteriormente En cuanto a la estructura, en arquitectura Von Newman la CPU se comunica a través de un solo bus con un banco de memoria donde se almacenan los códigos de instrucción de programa, como los datos que serán procesados por este, y en la arquitectura Harvard se posee un bus separado para el programa y otro para los datos, evitando así cuellos de botella obteniendo un mejor rendimiento. En cuanto a los buses, Harvard posee bus de datos y de direcciones, Von Newman buses de datos, de direcciones y de control. La primera computadora arquitectura Von Newman se llamo ENIAC en 1945 y la primera arquitectura Harvard MARK1 en 1947. Finalmente se puede decir que ambas arquitecturas presentan sus pros y sus contras y dependiendo de la necesidad y/o aplicación o necesidades de procesamiento se debería optar por la mejor opción.

8 Conclusiones

La arquitectura Von Newman y Harvard manejan conceptos similares, excepto la forma en que acceden a las memorias. La arquitectura von Newman se utiliza principalmente en computadores de escritorio, portátiles y estaciones de trabajo, la arquitectura Harvard se utiliza principalmente en microcontroladores y en procesamiento de señales digitales. La arquitectura von Newman los datos e instrucciones las almacena en una misma memoria de lectura/escritura, Harvard los almacena en cache separado para mejorar el rendimiento. De acuerdo a lo consultado, la arquitectura Von Newman no puede ser mas rápida que Harvard, pudiese estar igual pero no mas rápido. Al tener Harvard dos buses que pueden funcionar en paralelo y sitodos los demás factores permanecen constantes, la ventaja la tiene Harvard ligeramente en el rendimiento. La arquitectura von Newman requiere de dos ciclos de reloj para ejecutar una sola instrucción, Harvard ejecuta una instrucción en un solo ciclo

9 Bibliografía Castro Gil, M. (2014). Estructura y tecnología de computadores I (Gestión y Sistemas), (P. 15-28). Madrid, Spain: UNED - Universidad Nacional de Educación a Distancia. Recuperado de https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/48716?page=16 Grediaga Olivo, A. (1999). Estructuras de computadores: un computador ejemplo: MaNoTas. Digitalia. (P. 17-37). Recuperado de https://bibliotecavirtual.unad.edu.co/login? url=http://search.ebscohost.com/login.aspx? direct=true&db=nlebk&AN=318001&lang=es&site=edslive&scope=site&ebv=EB&ppid=pp_17 Hidalgo, J. (2010). Introducción conceptos fundamentales Arquitectura de PC, (P. 1-31). Recuperado de http://www.dacya.ucm.es/hidalgo/arquitectura/tema1.pdf Blanco Martín, J. (2013). Manual administración de hardware de un sistema informático: formación para el empleo, (P. 17-45). Madrid, Spain: Editorial CEP, S.L. Recuperado de https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/50599?page=18 Vásquez, G. (2012). Arquitectura de computadores I, (P. 9-26). Red tercer Milenio. Recuperado de http://www.aliat.org.mx/BibliotecasDigitales/sistemas/Arquitectura_computadoras_I.pdf...