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Tabla de contenido

Prefacio:

Arquitectura informática de von Neumann

Arquitectura informática moderna:

Resumir:

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Prefacio:

En la era digital actual, el hardware informático no sólo es testigo del progreso tecnológico, sino también la piedra angular de este progreso. Forman el núcleo del ecosistema digital que es indispensable en nuestra vida diaria, desde simples tareas informáticas personales hasta complejas aplicaciones de análisis de datos y inteligencia artificial, el rendimiento y la confiabilidad del hardware afectan directamente la eficiencia de nuestro trabajo y la calidad de vida. Sin embargo, no importa cómo evolucione la tecnología informática, sus componentes básicos siempre han sido los mismos y son los componentes básicos sobre los que se construyen las computadoras modernas.

Este artículo tiene como objetivo profundizar en los componentes básicos del hardware de la computadora y revelar cómo estos componentes trabajan juntos para respaldar el funcionamiento de todo el sistema informático.

En la primera computadora ENIAC, aunque este tipo grande podía realizar cálculos, requeríaCableado manual por personalpara controlar los cálculos.

Y este tipo de cálculo manual limita en gran medida la velocidad de funcionamiento de la computadora.en este momentovon NeumannSe propuso una idea: determine todos los pasos de antemano y la computadora solo necesita seguir los pasos.

En realidad, este es un programa almacenado.

El llamado programa almacenado significa que las instrucciones se ingresan en la memoria de la computadora en forma de código binario por adelantado, y luego la primera instrucción del programa se ejecuta de acuerdo con su primera dirección en la memoria, y luego se ejecutan otras instrucciones en el orden especificado por el programa, hasta que finalice la ejecución del programa.

Arquitectura informática de von Neumann

Basado en esta idea propuesta por von Neumann, se diseñó una de las primeras arquitecturas de máquinas von Neumann:

De la figura podemos resumir las características del ordenador von Neumann:

1. Una computadora consta de cinco componentes principales.
2. Las instrucciones y los datos se almacenan en la memoria en pie de igualdad y se puede acceder a ellos mediante dirección.
3. Las instrucciones y los datos se expresan en binario.
4. La instrucción consta de un código de operación (cómo operar con los datos) y un código de dirección (dónde están los datos a operar)
5. procedimiento almacenado
6. poroperadorComo centro, ya sea un dispositivo de entrada o salida, debe completarse a través del operador.

Pero, de hecho, esta arquitectura tiene fallas:Todos nuestros datos deben ser operados a través de operadores, lo que conducirá a una reducción de la eficiencia.

Arquitectura informática moderna:

Entonces, la arquitectura de las computadoras modernas mejora esto, alEl enfoque centrado en la aritmética se ha cambiado a un enfoque centrado en la memoria.

Un breve resumen es:

La computadora von Neumann se centra en la unidad aritmética y todo el procesamiento de datos debe pasar por la unidad aritmética, mientras que la arquitectura de la computadora moderna está centrada en la memoria y todo el procesamiento de datos debe pasar por la memoria.

Con la aparición de los circuitos integrados, la gente integró unidades aritméticas y controladores en las CPU.

CPU = unidad aritmética + controlador

Por lo tanto, la arquitectura anterior se puede actualizar como:

 

En cuanto al hardware del ordenador, lo podemos expresar gráficamente como:

Resumir:

En este capítulo, explicamos la arquitectura de computadora von Neumann y la arquitectura de computadora moderna en dos partes. La principal diferencia entre los dos es que la arquitectura de la computadora von Neumann se centra en la unidad aritmética. Todo el procesamiento de datos debe pasar primero por la unidad aritmética, pero esto reducirá en gran medida el efecto, por lo que nuestra arquitectura de computadora moderna la ha cambiado. El cambio pone la memoria como centro y optimiza el flujo de procesamiento de datos. En el próximo artículo, aprenderemos más sobre el principio de funcionamiento de cada hardware.

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