Von Neumannova architektura

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Von Neumannova architektura s jednou systémovou sběrnici.
Von Neumannova architektura

Von Neumannova architektura je v informatice označení pro jednoduché schéma programovatelného počítače, které používá jednu sběrnici, na kterou jsou připojeny všechny aktivní prvky (procesor, paměť, vstupy a výstupy).

Historie[editovat | editovat zdroj]

Nejstarší výpočetní stroje měly programy pevně zabudované v hardwaru a jejich změna často znamenala úplnou změnu hardwaru stroje. Tento model používají některá jednodušší zařízení dodnes (například nejjednodušší kalkulačky), ale jejich počet stále klesá.

Tento přístup k počítačům změnily teprve objevy strojů s uloženým programem (například univerzální Turingův stroj).

Název von Neumannova architektura se vžil na základě přednášky maďarského-židovského matematika Jánose Lajose Neumanna žijícího ve Spojených státech, kde vystupoval pod poněmčeným jménem John von Neumann. Přednášku „First Draft of a Report on the EDVAC“ věnovanou právě návrhu počítacího stroje s uloženým programem přednesl v červnu roku 1945. Nicméně stejná koncepce se objevila v některých amerických patentech již od roku 1936.

Popis architektury[editovat | editovat zdroj]

Von Neumannova architektura popisuje počítač se společnou pamětí pro instrukce i data. To znamená, že zpracování je sekvenční oproti například harvardské architektuře, která je typickým představitelem paralelního zpracování.

Procesor počítače se skládá z řídící a výkonné (aritmeticko-logické) jednotky. Řídící jednotka zpracovává jednotlivé instrukce uložené v paměti, přičemž jejich vlastní provádění nad daty má na starosti aritmeticko-logická jednotka. Vstup a výstup dat zajišťují vstupní a výstupní jednotky.

Omezení von Neumannovy architektury[editovat | editovat zdroj]

Rychlost zpracování instrukcí dnešními procesory je výrazně vyšší než rychlost komunikace s pamětí. Komunikace s pamětí se tak stává nejslabším článkem řetězu ve von Neumannově architektuře. Tuto nevýhodu částečně řeší tzv. paměťové cache, což jsou rychlé mezipaměti, do kterých se potřebná data a instrukce z pomalejší hlavní paměti načítají dříve, než jsou při zpracování potřeba.

Pro velmi rychlé zpracování velkého toku dat se ale čím dál více používají počítače s paralelním zpracováním, tedy postavené na harvardské architektuře.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]