Modelo de Von Neumann

Perfiles de la carrera
Modelo de Von Neumann
Facultad de Ingeniería
Introducción a la Ingeniería en Sistemas Computacionales - Manuel Malpica Rodríguez
07/04/2014
Perfiles de la carrera ACM – IEEE
Computación
Diseño en ingeniería
Modelo de Von Neumann
• ¿Qué idea tenemos de la
Ingeniería de Sistemas?
• Muy a menudo
utilizamos la palabra
computación. ¿Qué es?
• ¿Qué ramas conoce de la
ingeniería de Sistemas?
• ¿Por qué le atrae la
Ingeniería de Sistemas?
• … me piden que indique
bajo qué estándares
trabaja el currículo de
Ingeniería de Sistemas
Computacionales de la
UPN?
• Al término de la sesión, el
estudiante presenta un
informe de los temas
estudiados e investigación
sobre los puntos que se le
indique, presentando un
resumen de una hoja en
formato Word mostrando
su capacidad de síntesis,
claridad en sus conceptos y
estructurado
adecuadamente.
Desarrollo
La ingeniería de sistemas es un
modo de enfoque e
interdisciplinario que permite
estudiar y comprender la
realidad, con el propósito de
implementar u
optimizar sistemas complejos.
Puede también verse como la
aplicación tecnológica de
la teoría de sistemas a los
esfuerzos de la ingeniería,
adoptando en todo este trabajo
el paradigma sistémico.
La ingeniería de sistemas integra
otras disciplinas y grupos de
especialidad en un esfuerzo de
equipo, formando un proceso de
desarrollo centrado.
La ingeniería de sistemas es, la
aplicación de las ciencias
matemáticas y físicas para
desarrollar sistemas que utilicen
económicamente los materiales y
fuerzas de la naturaleza para el
beneficio de la humanidad.
• “La computación es
una amplia disciplina
que cruza los límites
entre las matemáticas,
la ciencia, la ingeniería
y los negocios”.
• Un ingeniero de sistemas computacionales UPN, es un
profesional líder e innovador en producir soluciones y
mejoras en los procesos de las organizaciones, con
sólida formación en los principios de ingeniería, ciencias
de la computación, ingeniería de Software, gestión de
Proyectos y Tecnologías de Información con contacto
internacional, visión global y empresarial guiados por su
sentido ético, vocación de servicio y orientación al logro
para generar progreso y desarrollo sostenible para la
sociedad y de sí mismo.
Busca la internacionalización, a través de convenios con empresa líderes en TI y
Universidades extranjeras.
• El IEEE abarca los campos de las ciencias de
la computación, la tecnología biomédica, las
telecomunicaciones, la ingeniería de
potencia eléctrica, electrónica de potencia,
sistemas
de
control,
robótica
y
automatización, ingeniería en medicina y
biología, educación, ingeniería de gerencia,
etc.
• El IEEE es el mayor distribuidor de
información técnica en el mundo, produce
casi el 30% de la literatura técnica publicada
en electricidad, electrónica, e informática,
convirtiéndose en el medio más eficiente
para estar al día en el conocimiento de los
últimos desarrollos técnicos en las áreas
mencionadas.
IEEE
• La ACM es una organización a nivel mundial
que reúne a los profesionales, estudiantes,
investigadores y personas interesadas en la
ciencia de la computación.
• Con el fin de hacer crecer la computación
como ciencia y profesión, la ACM facilita
varios recursos para toda los integrantes de
su comunidad, por esto se ofrece algunos
beneficios para sus miembros como lo son
las publicaciones, cursos y libros online,
conferencias, artículos científicos, noticias
acerca de la computación, bolsa de empleo,
blogs de discusión, revistas científicas, una de
las librerías digitales más grandes del mundo,
entre otros.
ACM
Ingeniero
de Software
Ingeniero
de Redes y
Seguridad
Informática
Ingeniero
de Gestión
de
Tecnologías
de
Información
1. Requirements
Analysis and
Management
2. Decision Analysis
3. Systems Engineering
4. Risk Management
5. Modeling
6. Human Factors
7. Engineering
Management
8. Discipline Oriented
Skills
9. Service
Peter Checkland
Ludwig von Bertalanffy
• Antes: programar era conectar cables… (ENIAC)
• Hacer programas era mas una cuestión de ingeniería
electrónica
• Cada vez que había que calcular algo distinto había que
reconectar todo.
• 1903 – 1957
• Matemático
• Publicó y publicitó la idea
de programa
almacenado en memoria
• 1945: “Primer Borrador
de un Reporte sobre la
EDVAC”
• EDVAC = Electronic
Discrete VAriable
Computer
• Los datos y programas se almacenan en una
misma memoria de lectura-escritura
• Los contenidos de esta memoria se acceden
indicando su posición sin importar su tipo.
• Ejecución en secuencia (salvo que se indique lo
contrario).
• Representación Binaria
• 3 componentes principales:
•
CPU:
–
•
Memoria principal:
–
•
Unidad de Control, Unidad aritmético lógica (ALU), Registros
Almacena programas y datos
Sistema de Entrada/Salida
–
Conecta con el mundo exterior
• Procesamiento secuencial de instrucciones
• Datos binarios
• Un sistema de interconexión
•
•
•
Conecta la memoria y unidad de control mediante un camino único (ya sea
físico o lógico).
Este camino único fuerza la alternación entre ciclos de lectura y ejecución.
Por eso se lo suele citar como el cuello de botella de Von Newman
Unidad de Control (UC)
 Controla todos los componentes
 Interpreta instrucciones
 Decodifica y Ejecuta instrucciones.
 Transforma instrucciones en
órdenes a otros componentes
 Puede ser programada por
hardware (cableada) y
“microprogramada” (varias
microinstrucciones por
instrucción)
Unidad Aritmético Lógica (ALU)
 Realiza operaciones matemáticas
y lógicas
 Sumas, restas, multiplicaciones
 Operaciones lógicas: And, Or, Xor
 Desplazamientos y rotaciones de
datos
Registros
 Almacenan datos binarios
 Acceso rápido
 Tamaño fijo
 De propósito general
(programas)
 Específicos
 Acumulador
 Program counter
 Puntero a memoria
DataPath
 Conexionado interno que comunica
la UC con las otras unidades y
registros.
 Mueve datos entre los diferentes
componentes
 Controlado por un reloj.
• Debe de Incluir los 4
componentes a los que
hace referencia el
modelo de Von
Neumann.
• Pero Ud. puede tener
diferentes tipos de
memoria, diferentes tipos
de subsistemas de
entrada y salida.
Monitor
Unidad
de CD-ROM
Unidad
Central
de
Procesamient
o
Unidad
de disquetes
Memori
a
Teclado
Memoria principal
(ambos dentro)
y Unidad
de Disco
Duro
Ratón
• Este modelo define
claramente a una
computadora como una
máquina de procesamiento
de datos que acepta datos
de entrada, los procesa y
produce el resultado
• Los datos con los que
trabajamos en la vida diaria
están en diferentes
formatos, pero estos deben
de ser traducidos a 0 y 1
• Más adelante se explicará
cómo están organizados.
• La característica principal
del modelo de von
Neumann es el concepto
del programa almacenado.
• Aunque las primeras
computadoras no usaron
este modelo, sí usaron el
concepto de programas.
• Las primeras computadoras
usaban cables e
interruptores manipuadas
por un operador
• En el modelo de von
Neumann, los programas
se almacenan en la
memoria de la
computadora al igual que
los datos.
• Otro requisito del modelo
es que el programa debe
ser una secuencia de
instrucciones. Cada
instrucción opera en una
o más piezas de datos.
• Un programador no sólo debe
aprender la tarea que realiza
cada instrucción, sino que
además debe saber cómo
combinar estas instrucciones
para realizar una tarea en
particular.
• Un programador primero
debe resolver el problema
paso a paso y luego tratar de
encontrar la serie de
instrucciones apropiada que
resuelva el problema.
• La solución paso a paso se
conoce como algoritmo.
• LENGUAJES
• Al principio de la era de las
computadoras, no había un
lenguaje de computadora. Los
programadores escribían
instrucciones (usando
patrones binarios).
• Se les ocurrió la idea de usar
símbolos para representar
patrones binarios (palabras)
• Así nació el concepto de los
lenguajes de computadora
(tiene un número más
limitado de símbolos y de
palabras).
• INGENIERIA DE SOFTWARE
– No se definió en el modelo de
von Neumann, la cual es el
diseño y la escritura de
programas estructurados.
• SISTEMAS OPERATIVOS
– Durante la evolución de las
computadoras, los científicos se
dieron cuenta de que existía
una serie de instrucciones
comunes a todos los programas.
– Es más eficiente escribir estas
instrucciones sólo una vez de
manera que las usen todos los
programas. Así fue como surgió
el concepto de sistema
operativo.
Recordando!!!
• ¿Cuáles son los estándares
en los que se basa la
currícula de la carrera?
• ¿Qué es un Ingeniero de
Sistemas UPN?
• ¿Qué competencias
debemos de desarrollar?
• ¿Cuáles son los pilares de la
ingeniería de Sistemas?
• ¿En qué consiste el modelo
de Von Neumann?
• ¿Por qué cree Ud. que es
importante?
• Cuál es la diferencia entre computación,
informática y sistemas
• Investigar ¿Cuáles fueron los aportes de Ludwig
Von Bertalanffy y Peter Checkland en nuestra
carrera?
– Puede presentar:
– Resumen en word , máximo 1 página
– O Presentación de diapositivas (PPT), máximo 5.
– Subir la tarea al aula virtual en la semana 2
• Crear un organizador de la
información que describa la
historia de la computadora.
Utilizar como referencia el
material del aula virtual :
capítulo 1 del Libro
“Introducción a la ciencia
de la computación” Subirlo
al aula virtual como un
documento de Word o ppt.
• Utilizar el siguiente formato
02-Apellidos y
Nombres.xxxx