• Programa almacenado (von Neumann, 1945): el programa se guarda en la misma memoria que los datos, codificado en binario; las instrucciones se tratan como un dato más. Permite ejecutar cualquier programa sin recablear.
• Unidades funcionales: CPU (unidad de control + ALU), memoria principal, unidades de entrada/salida y bus del sistema.
• Cuello de botella de von Neumann: instrucciones y datos comparten memoria y bus, por lo que no pueden leerse simultáneamente → límite de rendimiento.
• Arquitectura Harvard: memorias y buses separados para instrucciones y datos (acceso simultáneo); típica de microcontroladores y DSP.
• Solución actual: mixta (Harvard modificada): von Neumann en memoria principal pero cachés L1 separadas de instrucciones y datos.
• Cierre: enlazar con el ciclo de instrucción y con el pipelining como mejoras de rendimiento.

• Unidad de control: extrae, decodifica y genera las señales de control; sincronizada por el reloj (GHz). Puede ser cableada o microprogramada.
• ALU: realiza operaciones aritméticas (suma, resta...) y lógicas (AND, OR, NOT, comparaciones, desplazamientos).
• Registros: memorias internas ultrarrápidas. PC (contador de programa): dirección de la siguiente instrucción; IR: instrucción en curso; MAR: dirección a la que se accede; MBR/MDR: dato leído o escrito; acumulador y de propósito general; SP (puntero de pila).
• Acceso a memoria: la dirección deseada se coloca en el MAR; en lectura, el dato llega al MBR; en escritura, el dato a escribir sale del MBR.
• Registro de estado (flags): refleja cero, negativo, acarreo, desbordamiento; la unidad de control lo consulta para resolver los saltos condicionales (bifurcaciones según el resultado).
• Cierre: el tamaño de los registros define la palabra (32/64 bits).

• Fases del ciclo: búsqueda (fetch: leer instrucción del PC al IR e incrementar PC), decodificación (interpretar el código de operación), ejecución (activar ALU, acceder a memoria...) y almacenamiento del resultado + comprobación de interrupciones.
• Pipelining: se solapan las fases de instrucciones sucesivas para mejorar el rendimiento.
• Tipos de interrupción: externa (periférico), interna/excepción (división por cero, acceso ilegal), de software (llamada al sistema).
• Tratamiento: la CPU termina la instrucción en curso, guarda el contexto (PC + registros), salta a la rutina de servicio (vector de interrupciones), la ejecuta y restaura el estado.
• Importancia: permiten atender periféricos sin sondeo, la multitarea (cambio de contexto) y la protección; son el pilar sobre el que se construye el sistema operativo.

John von Neumann (1945): guardar el programa en la misma memoria que los datos, codificado en binario, tratando las instrucciones como un dato más.

CPU, memoria principal, unidades de entrada/salida y bus del sistema.

El contador de programa (PC).

El de datos (bidireccional) transporta datos e instrucciones; el de direcciones (unidireccional) indica la celda o puerto al que se accede, y su anchura fija el espacio direccionable.

La tendencia de los programas a acceder a las mismas posiciones (temporal) y a posiciones cercanas (espacial). Justifica la jerarquía de memoria y la caché.

Acceso directo a memoria: un controlador transfiere bloques entre periférico y memoria sin intervención de la CPU, que solo es avisada al terminar.

Externa: la genera un periférico. Interna o excepción: la provoca la ejecución (división por cero, acceso ilegal). De software: la invoca una instrucción (llamada al sistema).

La segmentación del ciclo de instrucción: solapar las fases de instrucciones sucesivas (como una cadena de montaje) para completar más instrucciones por unidad de tiempo.