John von Neumann

11/10/2021 · Actualizado: 11/10/2021

John von Neumann fue en su momento y hasta hoy en día uno de los matemáticos más importante de toda la época moderna, ya que su legado influye mucho en aportaciones como la arquitectura de computadoras y las máquinas autorreplicantes.

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Biografía

La biografía de John von Neumann nos dice que nació en 1903 y murió en 1957. Él era un gran polimata del siglo XX, el cual hizo muchas contribuciones importantes en diferentes materias como por ejemplo matemática, mecánica cuántica, la teoría computacional hasta incluso en la política y la economía.

Desde niño fue prodigio en su país natal Hungría, ya que a los 6 años de edad, ya sabía dividir mentalmente hasta números de 8 dígitos. Además también sabía griego y latín y ya a los 8 años dominaba por completo el cálculo integral.

Al llegar la década de los 30, el decidió emigrar a los Estados Unidos de America, para luego nacionalizarse allí aceptando una gran oferta de trabajo como profesor en la Universidad de Princeton.

Su faceta más importante en toda su carrera es la participación en el equipo del Proyecto Manhattan el cual pudo diseñar y fabricar las primeras bombas atómicas, que luego fueron lanzadas en Japón en finales de la segunda Guerra Mundial.

También hizo el método de Montecarlo, en el área de Estadística, el cual es utilizado para la resolución de los problemas matemáticos que sean complejos y así obtener soluciones que se aproximen a partir de la generación de nueros aleatorios.

En 1949, él diseño si arquitectura de computadores, que servía para resolver todos los problemas de la necesidad de reconfiguración permanente de los primitivos ordenadores que había en el ENIAC.

Esta misma arquitectura es la misma que tienen hoy en día todos nuestros ordenadores. También pudo fundar la Teoría de Juegos como una rama independiente de las matemáticas.

John von Neumann era un genio inquieto, por lo que también quiso postular teorías pensando en el futuro para los problemas que hoy en da pertenecen a la ciencia ficción, como por ejemplo, la explotación minera de la Luna o la del cinturón de asteroides, crear satélites alimentados por energía solar y la construcción de fábricas ubicadas en otros planetas.

Las maquinas autorreplicantes de John von Neumann

Las maquinas autorreplicantes de John von Neumann se hizo para poder afrontar las tareas de la complejidad, él pudo idear un concepto sobre la creación de las maquinas autorreplicantes, que tienen la capacidad de poder recoger materia primas en todo su entorno, elaboras todas las piezas adecuadas y ensamblarlas para poder generar copias de sí misma.

Estos trabajos que von Neumann realizó podrán afrontar todos esos trabajos que sean lentos o no eficientes de cualquier máquina. E incluso John pudo desarrollar una arquitectura de estos autorreplicantes, que tienen 8 tipos de componentes y 4 elementos lógicos diferentes.

Muchos autores de novelas d ciencia ficción se han apropiado de su concepto, ya que la solución que el proponía parecía ideal para explorar físicamente el universo en busca de otras formas de vida inteligente.

Las naves que no son tripuladas lo cual el tiempo no importa, van a poder ser capaces de replicarse a sí mismas y con mucha paciencia estas van a poder ir a cualquier parte del universo.

La estructura clásica de las máquinas de John von Neumann

Las máquinas de John von Neumann, son prácticamente iguales a los computadores modernos de hoy en día que se utilizan para el uso general. Estas contaban con 4 componentes principales, las cuales son:

Dispositivo de operación

Este compuesto es el que ejecuta todas las instrucciones en un conjunto especifico, el cual se llama sistema de instrucciones, sobre todas las porciones de información almacenada, separada de la memoria del dispositivo operativo, en donde todos los operandos van a ser almacenados directamente en un proceso de cálculo, en un tiempo corto.

Unidad de control

Esta es la que organiza la implementación consistente de todos los algoritmos de decodificación de las instrucciones que provienen de la memoria del dispositivo. Esta responde a las situaciones de emergencia y puede realizar las funciones de dirección general de todos los nodos de computación.

Muchas veces el dispositivo de operación y la unidad de control, son lo que conforman la estructura que ahora llamamos CPU.

Memoria del dispositivo

Este es un conjunto de celdas con identificadores únicos que tienen instrucciones y los datos.

Dispositivo de E/S

Esta permite que haya comunicación con el mundo exterior de los computadores. Estos son dispositivos que pueden recibir todos los resultados, además transmiten toda la información obtenida al computador para su procesamiento.

La máquina de John von Neumann

Pero los computadores que tenía John von Neumann en específico, tenían los siguientes compuestos:

  • La unidad central de proceso
  • La unidad de Aritmética lógica.
  • EL acumulador
  • Apuntador de instrucciones.
  • Decodificados de instrucciones.
  • Registro de código de las instrucciones.
  • Unidad de control
  • Memoria
  • Buscador de datos

El ordenador basado con esta arquitectura de John von Neumann podría realizar todos estos pasos secuencialmente:

  1. Al encender el ordenador y se obtienen todas las instrucciones que van desde la memoria hacia la dirección que se indica en el contador de programa y guarda todo en su registro de instrucción.
  2. Puede aumentar el contador de programa en la longitud que se requiere de la instrucción para poder apuntar a la siguiente.
  3. Puede decodificar todas las instrucciones por la unidad de control. Ya que se encarga de coordinar el resto de componente que tiene el ordenados para que pueda realizar la función que se necesita.
  4. Ejecuta eficientemente toda la instrucción  que se requiere. Pudiendo cambiar el valor del contador del programa, haciendo que se puedas realizar operaciones repetitivas.
  5. El contador va a poder cambiar también cuando esta cumpla una condición aritmética, lo que hace que el ordenador pueda realizar decisiones que puedan alcanzar cualquier tipo de grado de complejidad, mediante la aritmética y también la lógica.

Diego Gallardo

Profesor de Matemática en enseñanza básica y media, aficionado a la creación de contenidos y fan de pederse en el cerro ⛺.

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