สถาปัตยกรรม Von Neumann คืออะไร?

Von Neumann Architecture เป็นโครงสร้างการคำนวณชนิดแรกที่มีอิทธิพลส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิปหน่วยความจำที่สามารถเก็บข้อมูลและประมวลผลข้อมูลได้ชิปแต่ละตัวมีความสามารถในการทำงานที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่ามันได้รับผลกระทบจากการดำเนินการที่ดำเนินการก่อนตามสถาปัตยกรรม Von Neumann คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีหน่วยความจำกลไกสำหรับเอาต์พุตและอินพุตการควบคุมส่วนกลางสถานที่สำหรับเลขคณิตกลางและที่เก็บข้อมูลภายนอก

คอมพิวเตอร์ที่มีสถาปัตยกรรม von Neumann เรียกว่าโปรแกรมที่เก็บไว้ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์ไม่จำเป็นต้องมีสวิตช์ภายนอกหรืออิทธิพลอื่น ๆ เพื่อทำงานคำแนะนำและข้อมูลทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำแบบสุ่ม (RAM)

von Neumann สถาปัตยกรรมถูกสร้างขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 1940 โดย John von Neumann นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ผู้บุกเบิกเกิดในปี 2446 เขายังเขียนเอกสารคณิตศาสตร์หลายฉบับที่มีทฤษฎีที่มีอิทธิพลสูงซึ่งใช้มานานหลายทศวรรษเขาอธิบายโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้ในหนึ่งในเอกสารเหล่านี้โครงสร้างการเขียนโปรแกรมนี้เป็นฐานสำหรับเปอร์เซ็นต์ที่สำคัญของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

ก่อนสถาปัตยกรรม von Neumann คอมพิวเตอร์ได้รับการออกแบบมาเป็นหลักแทนที่จะถูกตั้งโปรแกรมเมื่อเครื่องรวมตัวกันมันสามารถทำหน้าที่เดียวเท่านั้นเพื่อที่จะเปลี่ยนสิ่งที่คอมพิวเตอร์ทำมีความจำเป็นที่จะต้อง rewire เพิ่มส่วนประกอบหรือเปลี่ยนโครงสร้างทางกายภาพของเครื่อง

ในขณะที่คอมพิวเตอร์สมัยใหม่จำนวนมากยังคงมีฐานในสถาปัตยกรรม von Neumannแนวคิดสำหรับโมเดลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าคอขวด von Neumann เป็นหนึ่งในปัญหาหลักของโครงสร้างปัญหาเกี่ยวกับคอขวดคือการดำเนินการที่ประมวลผลข้อมูลและข้อมูลแบ่งปันบัสเดียวกันซึ่งเป็นวิธีการขนส่งสำหรับองค์ประกอบเหล่านี้สิ่งนี้มีผลต่อประสิทธิภาพและความสามารถโดยรวมของระบบ

ในยุคปัจจุบันสถาปัตยกรรมฟอนนอยมันน์มักถูกแทนที่ด้วยสถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดนอกจากนี้ยังเป็นสถาปัตยกรรมประเภทโปรแกรมที่เก็บไว้สถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดจัดการการจัดเก็บข้อมูลและคำแนะนำในลักษณะเดียวกัน แต่มีทรัพยากรมากขึ้นสำหรับการขนส่งข้อมูลโครงสร้างมีรถบัสข้อมูลเฉพาะสำหรับการขนส่งคำแนะนำและหน่วยความจำเพื่อให้ฟังก์ชั่นเพิ่มเติมสามารถทำงานได้ในเวลาเดียวกันในขณะที่สถาปัตยกรรมฮาร์วาร์ดได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังมีบางคนที่ชอบสถาปัตยกรรม von Neumann ที่ง่ายกว่าซึ่งสามารถเป็นรูปแบบที่เข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับโปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์เริ่มต้นโดยเฉพาะ