Описание архитектуры фон Неймана

В настоящее время, используются разнообразные принципы логической и структурной организации ЭВМ. Исторически первыми, но не утратившими своего значения, являются однопроцессорные ЭВМ фон-неймановской архитектуры. Эта архитектура отличается простотой реализации и служит основой для поиска новых более совершенных решений. В основу архитектуры положены традиционные принципы построения однопроцессорной ЭВМ, сформулированные Дж. фон Нейманом. К основным принципам фон Неймана относят:

· Наличие единого вычислительного устройства, включающего процессор, память и средства передачи информации (системная шина, устройства ввода-вывода).

· Централизованное последовательное выполнение команд.

· Линейная структура адресации памяти, включающая слова одинаковой длины.

· Низкий уровень машинного языка, команды которого осуществляют простые операции над элементарными операндами.

Архитектура Дж. фон Неймана

Процессор - предназначен для выполнения над данными заданного набора операций (сложение, вычитание, умножение, деление, поразрядные логические операции и т. д.). Выполняемые различными типами процессоров наборы операций отличаются друг от друга.

Память обеспечивает хранение информации, необходимой для работы процессора.

Устройства ввода-вывода осуществляют ввод исходных данных и выдачу результата вычисления.

Устройство управления координирует работу всех устройств. Это устройство организует последовательную выборку команд из памяти, их расшифровку, передачу из памяти в процессор необходимых данных, а из процессора в память результатов выполнения команд, регламентирует работу процессора.

Упорядоченная последовательность команд называется программой и располагается в памяти. Там же размещаются необходимые для выполнения программы исходные данные и хранятся результаты промежуточных вычислений.

Как показывает дальнейшее развитие и совершенствование компьютеров, такая архитектура построения ЭВМ является препятствием для дальнейшего роста производительности компьютера. Нельзя просто беспредельно повышать тактовую частоту процессора, скорость системной шины и время обращения к оперативной памяти.

Рассмотрим некоторые решения по совершенствованию структурной и логической организации ЭВМ.