Kiến trúc von Neumann là gì?

Kiến trúc von Neumann là một loại cấu trúc điện toán sớm, có ảnh hưởng.Nó chủ yếu bao gồm các chip bộ nhớ có khả năng giữ và xử lý dữ liệu.Mỗi chip có khả năng thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, tùy thuộc vào cách nó bị ảnh hưởng bởi hoạt động được thực hiện trước đó.Theo kiến trúc von Neumann, mỗi máy tính sẽ có bộ nhớ, cơ chế cho đầu ra và đầu vào, điều khiển trung tâm, một nơi cho số học trung tâm và lưu trữ bên ngoài. Các máy tính với kiến trúc von Neumann được gọi là chương trình lưu trữ.Điều này có nghĩa là máy tính không cần công tắc bên ngoài hoặc các ảnh hưởng khác để chạy.Tất cả các hướng dẫn và dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM). Kiến trúc von Neumann được tạo ra vào giữa những năm 1940 bởi John von Neumann, một nhà khoa học máy tính tiên phong.Sinh năm 1903, ông cũng đã viết một số bài toán toán với các lý thuyết có ảnh hưởng lớn đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ.Ông mô tả cấu trúc cần thiết để tạo ra một máy tính chức năng trong một trong những bài báo này.Cấu trúc lập trình này tạo thành cơ sở cho một tỷ lệ đáng kể của kiến trúc điện toán hiện tại. Trước kiến trúc von Neumann, máy tính về cơ bản được thiết kế thay vì được lập trình.Khi một máy được lắp ráp, nó chỉ có thể thực hiện một chức năng.Để thay đổi những gì máy tính đã làm, cần phải tua lại, thêm các bộ phận hoặc thay đổi cấu trúc vật lý của máy. Trong khi nhiều máy tính hiện đại tiếp tục có một số cơ sở trong kiến trúc von neumann, một số lập trình viên đã bắt đầu loại bỏKhái niệm cho các mô hình hiệu quả hơn.Một hiện tượng được gọi là nút cổ chai von Neumann là một trong những vấn đề chính với cấu trúc.Vấn đề với nút cổ chai là các hoạt động xử lý thông tin và dữ liệu chia sẻ cùng một bus, đó là phương pháp vận chuyển cho các yếu tố này.Điều này ảnh hưởng đến hiệu quả và khả năng tổng thể của hệ thống. Trong thời hiện đại, kiến trúc von Neumann thường được thay thế bằng kiến trúc Harvard.Nó cũng là một loại kiến trúc được lưu trữ.Harvard Architecture quản lý lưu trữ, dữ liệu và hướng dẫn theo cách tương tự, nhưng có nhiều tài nguyên hơn để vận chuyển thông tin.Cấu trúc có các bus dữ liệu chuyên dụng để vận chuyển các hướng dẫn và bộ nhớ, để nhiều chức năng có thể hoạt động cùng một lúc.Mặc dù kiến trúc Harvard đã phát triển phổ biến, nhưng vẫn có một số người thích kiến trúc von Neumann đơn giản hơn, có thể là một định dạng dễ tiếp cận hơn để bắt đầu các lập trình viên máy tính nói riêng.