GUÍA 20-08-26 Arquitecturas Computacionales

HU413 · jueves 20/08/2026 · 16:00-17:40 · Sesión 2

Unidad 1 · Arquitecturas de Von Neumann y Harvard

LA ARQUITECTURA DE VON NEUMANN

Propuesta en 1945, define una computadora con una sola memoria que guarda por igual instrucciones y datos, una unidad de procesamiento, una unidad de control y mecanismos de entrada y salida.

EL PROGRAMA ALMACENADO

La idea decisiva: el programa vive en la misma memoria que los datos, así que un programa puede tratarse como dato. De ahí salen los compiladores, los cargadores, los sistemas operativos y la posibilidad de modificar código en ejecución.

EL CUELLO DE BOTELLA

Con una sola memoria y un solo bus, no se puede leer una instrucción y un dato al mismo tiempo. El procesador espera a la memoria, y esa espera es el límite de rendimiento que ha dominado el diseño desde entonces.

Prácticamente todo lo que se verá este semestre —cachés, segmentación, jerarquía de memoria, paralelismo— es una respuesta a ese cuello de botella.

LA ARQUITECTURA HARVARD

• Memorias físicamente separadas para instrucciones y datos, con buses independientes.
• Permite buscar instrucción y leer dato en el mismo ciclo.
• Los anchos de palabra pueden diferir: instrucciones de 14 bits y datos de 8, por ejemplo.
• El programa no puede modificarse a sí mismo con facilidad, lo que es una ventaja de seguridad.

HARVARD MODIFICADA

Lo que usan los procesadores reales: memoria principal unificada, pero cachés separadas de instrucciones y de datos en el primer nivel. Se obtiene el acceso simultáneo de Harvard y la flexibilidad de Von Neumann.

COMPONENTES DE UNA COMPUTADORA

• Camino de datos — registros, ALU y las interconexiones que mueven la información.
• Unidad de control — genera las señales que gobiernan el camino de datos.
• Memoria — jerarquía de niveles con distinta velocidad y capacidad.
• Entrada y salida — la interfaz con el mundo.

HERRAMIENTAS DEL CURSO

Nand2Tetris para construir desde compuertas, Tinkercad y EDA Playground para simular, y los canales de CrashCourse Computer Science y Ben Eater como apoyo conceptual.

TAREA

Leer Patterson & Hennessy, capítulo 1. Identificar en un procesador comercial actual qué rasgos son de Von Neumann y cuáles de Harvard.