Co to jest architektura von Neumann?

Architektura von Neumann jest wczesnym, wpływowym rodzajem struktury obliczeniowej.Składa się przede wszystkim z układów pamięci, które są w stanie przechowywać i przetwarzać dane.Każdy układ ma możliwość wykonywania różnych zadań, w zależności od tego, jak wpływa na nią operacja wykonywana przed nią.Według architektury von Neumanna każdy komputer miałby pamięć, mechanizmy wyjściowe i wejściowe, kontrolę centralną, miejsce do arytmetyki centralnej i przechowywanie zewnętrzne.

Komputery z architekturą von Neumann są znane jako program przechowywany.Oznacza to, że komputer nie potrzebuje przełączników zewnętrznych ani innych wpływów w celu uruchomienia.Wszystkie instrukcje i dane są przechowywane w pamięci losowej (RAM).

Architektura von Neumann została stworzona w połowie lat 40. przez Johna von Neumann, pionierskiego informatyki.Urodzony w 1903 roku, napisał także kilka artykułów matematycznych z bardzo wpływowymi teoriami, które były używane od wielu dziesięcioleci.Opisał strukturę niezbędną do tworzenia funkcjonalnego komputera w jednym z tych artykułów.Ta struktura programowania stanowi podstawę dla znacznego odsetka obecnej architektury obliczeniowej.

Przed architekturą von Neumann komputery zostały zasadniczo zaprojektowane, a nie programowane.Po złożeniu maszyny mogła wykonywać tylko jedną funkcję.Aby zmienić to, co zrobił komputer, konieczne było powtórzenie, dodanie komponentów lub w inny sposób zmienić fizyczną strukturę maszyny.

Podczas gdy wiele nowoczesnych komputerów nadal ma bazę w architekturze von Neumann, niektórzy programiści zaczęli odrzucaćKoncepcja bardziej wydajnych modeli.Zjawisko zwane wąskim gardłem von Neumanna jest jednym z głównych problemów ze strukturą.Problem z wąskim gardłem polega na tym, że operacje przetwarzające informacje i dane mają tę samą magistralę, która jest metodą transportu tych elementów.Wpływa to na wydajność i ogólną zdolność systemu.

W czasach współczesnych architektury von Neumann często zastąpiono architekturą Harvarda.Jest to również architektura typu zapraszanego.Architektura Harvard w podobny sposób zarządza pamięcią, danymi i instrukcjami, ale ma więcej zasobów do transportu informacji.Struktura ma dedykowane autobusy danych do transportu instrukcji i pamięci, aby więcej funkcji mogło działać jednocześnie.Podczas gdy architektura Harvarda zyskała na popularności, wciąż są tacy, którzy wolą prostszą architekturę von Neumann, która może być bardziej dostępnym formatem dla początkujących programistów komputerowych.