John von Neumann
Biografía:
Matemático húngaro,
nacionalizado estadounidense. Nacido en el seno de una familia de banqueros
judíos, dio muestras desde niño de unas extraordinarias dotes para las
matemáticas. En 1921 se matriculó en la Universidad de Budapest, donde se
doctoró en matemáticas cinco años después, aunque pasó la mayor parte de ese
tiempo en otros centros académicos. En la Universidad de Berlín asistió a los
cursos de Albert Einstein. Estudió también en la Escuela Técnica Superior de
Zúrich, donde en 1925 se graduó en ingeniería química, y frecuentó así mismo la
Universidad de Gotinga.
Allí conoció al
matemático David Hilbert
, contribuyó de
manera importante al desarrollo de lo que Hilbert llamó la teoría de la
demostración y aportó diversas mejoras a la fundamentación de la teoría de
conjuntos elaborada por E. Zermelo.
En Gotinga asistió
también al nacimiento de la teoría cuántica de Werner Heidelberg y se interesó
por la aplicación del programa formalista de Hilbert a la formulación matemática
de esa nueva rama de la física.
A partir de 1923
habían empezado a demostrar su condición de instrumento matemático por
excelencia de la mecánica cuántica; la estructura lógica interna de esta última
se puso de manifiesto merced a los trabajos de Von Neumann, quien contribuyó a
proporcionarle una base rigurosa para su exposición.
También es
notable su apertura de nuevas vías al desarrollo de la matemática estadística a
partir de su estudio de 1928 sobre los juegos de estrategia, posteriormente desarrollado
en la famosa obra Theory of games and economic behavior, publicada en 1944 y
escrita en colaboración con O. Morgenstern.
En 1943, el ejército
estadounidense reclamó su participación en el Proyecto Manhattan para la
fabricación de las primeras bombas atómicas; a partir de entonces, Von Neumann
colaboró permanentemente con los militares, y sus convicciones anticomunistas
propiciaron que interviniera luego activamente en la fabricación de la bomba de
hidrógeno y en el desarrollo de los misiles balísticos.
Entre 1944 y 1946
colaboro en la elaboración de un informe para e ejercito sobre las
posibilidades que ofrecía el desarrollo de las primeras computadoras
electrónicas.
Von Neumann empezó a
interesarse por la computación para ayudarse en su trabajo, en aquellos años
había numerosas computadoras en construcciónpero con la que von Neumann se
involucró fue el ENIAC. Una vez finalizada
la construcción del ENIAC y viendo sus limitaciones, decidieron definir todo un
nuevo sistema lógico de computación basado en las ideas de Turing y se
enfrascaron en el diseño y la construcción de una computadora más poderosa
el EDVAC.
Se interesó también
por la robótica y en 1952 propusieron dos modelos de máquinas autor reproductora,
uno de ellos con una modalidad de reproducción parecida a la de los cristales,
mientras que el otro era más próximo a la forma en que se reproducen los
animales. En 1955, tras solicitar la excedencia de Princeton, fue nombrado
miembro de la Comisión de Energía Atómica del gobierno estadounidense; ese
mismo año un cáncer en estado muy avanzado lo apartó de toda actividad hasta su
muerte.
Arquitectura:
La arquitectura de
Von Neumann surge a raíz de una
colaboración en el proyecto ENIAC del matemático húngaro. Trabaja en 1945 en el
laboratorio de los álamos, con compañeros como Albert Einstein, Kuri
Gödel y Alan Turing en Princeton.
En 1949 había
encontrado y desarrollo la solución a
este problema, consiste en poner la información sobre las operaciones a
realizar en la misma memoria utilizada para los datos, escribiéndola de la
misma forma, es decir en código binario. Su “EDVAC” fue el modelo de las
computadoras de este tipo construidas a continuación. Se habla desde entonces
de la arquitectura de Von Neumann, aunque también diseñó otras formas de
construcción. El primer computador comercial construido en esta forma fue
el UNIVAC.
Los ordenadores con esta arquitectura
constan de cinco partes:
-
CPU: Unidad Central de Proceso.
-
La Unidad de Control (UC).
-
La memoria.
-
Un dispositivo de entrada/salida.
-
Buses de interconexión.
La CPU integra los
siguientes elementos:
-
Unidad Aritmético-Lógica
(ALU): Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma,
resta, y a veces producto y división) y lógicas.
-
Decodificador de
instrucciones: Allí se
interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa. Aquí
entra en juego los compiladores e intérpretes.
-
Bloque de
registros: Los registros son celdas de
memoria en donde queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro
especial llamado de indicadores, estado o flas, que refleja el estado operativo
del Microprocesador.
-
Bus de
datos: Aquel por donde la CPU recibe datos del
exterior o por donde la CPU manda datos al exterior.
-
Bus de direcciones:
Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar
el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU
quiere acceder.
-
Bus de control: Aquel
que usa una serie de líneas por las que salen o entran diversas señales de
control utilizadas para mandar acciones a otras partes del ordenador.
-
Reloj del sistema:
es un circuito oscilador o cristal de cuarzo, que
oscila varios millones de veces por segundo. Es el que le marca el compás, el
que le dicta a qué velocidad va a ejecutarse cualquier operación.
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