Historia de la computadora ENIAC e IAS.

9/11/2019 11:48:00 a.m.

ENIAC nació en 1943, aunque no se terminó de construir hasta 1946, fue un contrato entre el ejército de EE.UU y sus desarrolladores John Mauchly y John Presper Eckert, llamado "Proyecto PX" con una subvención de $500000. En 1944 se unió al proyecto John von Neumann.

¿Qué Problema detecta Von Neumann la ENIAC?

La programación del ENIAC era un trabajo de gran dificultad, debido a que los programas consistían en la unión de cables de distintas unidades para que siguieran una secuencia deseada. Los primeros problemas fueron la escasa capacidad de memoria y la falta de fiabilidad. Por ello, se solía ejecutar dos veces la misma operación para comprobar el resultado. En una época tan temprana como 1949 diseñó su arquitectura de computadores para resolver el problema de la necesidad de reconfiguración permanente de los primitivos ordenadores ENIAC.

Sistema de numeración.

El ENIAC, por razones técnicas del momento, usaba el sistema de numeración decimal en lugar del binario actual y podía manejar números de hasta 20 cifras.

Con la incorporación de Von Newmann se empezó a utilizaren la IAS un sistema de numeración de base dos (Binario) en vez del sistema decimal tradicional.

Programa almacenado.

von Neumann proponía que tanto el programa como sus datos fueran almacenados en la memoria del computador. Esto no solo simplificaba la labor de programación al no tener que llevar a cabo el recableado del computador sino que además libraba y generalizaba el diseño del hardware para hacerlo independiente de cualquier problema y enfocado al control y ejecución del programa. Este concepto fue tan importante y decisivo que dio lugar al concepto de la arquitectura de von Neumann, aún presente en nuestros días.

Características de la máquina IAS.

La computadora IAS tiene 4096 palabras de memoria de 40 bits.
La máquina tiene los siguientes registros:

PC: contador de programa
AC: acumulador
MQ: registro de cociente multiplicador

La PC tiene 12 bits de largo. Los registros AC y MQ tienen 40 bits de longitud.La máquina es una máquina complementaria de dos. Solo admite tipos enteros.
La máquina es una máquina de "una dirección", lo que significa que la mayoría de las instrucciones operan en el acumulador y en una ubicación de memoria.
Las instrucciones son de 20 bits de largo. Por lo tanto, se empaquetan dos instrucciones en una ubicación de memoria. La instrucción en los bits de orden inferior se ejecutará primero cuando la ejecución alcance una palabra de memoria en particular. En efecto, la PC se aumenta con una bandera (llamada offsetPC) que rastrea qué instrucción en la palabra señalada por la PC se ejecutará a continuación. (Si offsetPC es 0, entonces la instrucción de orden inferior es la siguiente. Si offsetPC es 1, entonces la instrucción de orden superior es la siguiente).
Una instrucción consta de tres componentes:

código de operación: bits 15-19
código de operación secundario: bits 12-14
dirección: bits 0-11

Componentes principales.

Una memoria principal que almacena tanto datos como instrucciones.

Una unidad aritmético - lógica (ALU) capaz de hacer operaciones con datos binarios.

Una unidad de control que interpreta las instrucciones en memoria y provoca su ejecución.

Un equipo de entrada salida (E/S) dirigido por la unidad de control.

Palabra memoria.

una palabra es un conjunto ordenado de bytes o bits que representa la unidad básica de almacenamiento de información que se puede almacenar, trasmitir o con la que se puede operar en un determinado computador, normalmente, si un procesador tiene un conjunto de instrucciones de longitud fija, entonces la longitud de las instrucciones es igual a la longitud de la palabra).

¿Qué almacena la máquina IAS?

La memoria almacena grupos de dígitos (palabras) binarios que pueden representar instrucciones (programa) que la computadora ejecutará y los datos que serán operados por el programa. La memoria también sirve como almacenamiento de resultados intermedios y finales de operaciones aritméticas. La operación de la memoria es controlada por la unidad de control, que indica una operación de lectura de escritura. Una localidad dada en la memoria se accede por la unidad de control, la cual, proporciona el código de dirección adecuado. Puede escribirse información en la memoria de la ALU o de la unidad de entrada, una vez mas bajo el mando de la unidad de control. Puede leerse información de la memoria de la ALU o de la unidad de entrada.

Formato de instrucciones.

Principal función de la unidad de control en la máquina IBAS.

La unidad de control dirige al IAS captando instrucciones de la memoria y ejecutando una a una.
Para explicar esto, se necesita un diagrama de estructura más detallado.

Esta figura nos muestra que tanto la unidad de control como la ALU contienen posiciones de almacenamiento, llamadas registros.

Función de la unidad aritmética lógica.

Una unidad aritmético-lógica (ALU) es capaz de hacer operaciones con datos binarios.

Registros

El IAS opera ejecutando rápidamente un ciclo de instrucción. Cada ciclo de instrucción consta de dos subciclos. Durante el ciclo de captación, el codop de la siguiente instrucción es cargado en el IR y la parte que contiene la dirección es almacenada en el MAR. Esta instrucción puede ser captada desde el IBR, o puede ser obtenida de la memoria cargando una palabra en el MBR, y luego en IBR, IR y MAR.
¿Por qué la indirección? Todas estas operaciones están controladas por circuitos electrónicos, y dan lugar al uso de caminos de datos. Para simplificar la electrónica, se usa un solo registro para especificar la dirección en memoria para lectura o escritura, y un solo registro para la fuente o el destino.
Una vez que el codop está en el IR, se lleva a cabo el ciclo de ejecución. Los circuitos de control interpretan el codop y ejecutan la instrucción enviando las señales de control adecuadas para provocar que los datos se transfieran o que la ALU realice una operación.