Von Neumannova architektúra počítača

John von Neumann (1903 – 1957) - maďarský matematik židovského pôvodu - počas 2. svetovej vojny sa zúčastnil na vývoji nových zbraní (atómová bomba) - je považovaný za otca Teórie hier - navrhol novú schému počítača ktorá je podľa neho aj pomenovaná - od roku 1953 bol vedúcim Výboru pre atómovú energiu - stal sa najvplyvnejším vedcom USA - zomrel na rakovinu v dôsledku ožiarení

Čo je Von Neumannova architektúra počítača ? Je to schéma počítača ktorú navrhol John von Neumann spolu so spolupracovníkmi v roku 1945, nazýva sa tiež Princetonská architektúra. Táto teória s menšími zmenami platí dodnes, sú pre ňu charakteristické nasledujúce vlastnosti: - počítač sa skladá z piatich základných častí: Procesor : ALU (aritmeticko logická jednotka) Radič (riadiaca jednotka) Operačná pamäť Vstupné zariadenia Výstupné zariadenia - program je uložený v pamäti počítača - procesor vykonáva inštrukcie programu postupne - údaje sa spracúvajú v dvojkovej sústave Vnútorná štruktúra počítača mala byť univerzálna. Prispôsobenie sa rôznym úlohám sa malo riešiť výhradne pomocou programov.

Procesor Procesor alebo CPU (Centrálna riadiaca jednotka)-slúži ako „mozog“ počítača. Má dve časti: Procesor Riadiaca jednotka Aritmeticko-logická jednotka riadiaca jednotka počítača riadi činnosť celého počítača vysielaním riadiacich signálov a naspäť dostáva stavové hlásenia. aritmeticko-logická jednotka vykonáva všetky aritmetické a logické operácie. Obsahuje bloky určené na aritmetické operácie ako sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie a bloky na logické operácie ako porovnávanie a pod. Úlohou ALU je krok po kroku vykonávať program uložený v pamäti.

Operačná pamäť Slúži ako ,,skladisko‘‘ pre samotný program, dáta programu, dočasné skladisko pre medzivýpočty a samotné výsledky. Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne, uchovávajú sa v pamäti na miestach označovaných adresami. Predchádzajúce koncepcie (Harwardská) predpokladali existenciu dvoch oddelených pamätí. V prvej sú uložené programy a v druhej sú uložené dáta.

Vstupno – výstupné zariadenia Vstupné zariadenie - zariadenie, ktoré slúži na vstup programov a dát s ktorými budeme pracovať. Napr.: klávesnica, myš, mikrofón Výstupné zariadenie - slúži na výstup spracovaných dát. Napr.: monitor, tlačiareň, reproduktory

Princíp činnosti počítača podľa von Neumanna Počítač von Neumannovej schémy pracuje nasledovne: 1.Do operačnej pamäti sa pomocou vstupných zariadení cez ALU umiestni program, ktorý bude vykonávať výpočet. Rovnakým spôsobom sa do operačnej pamäti umiestnia dáta, ktoré bude program spracovávať. 2.Prebehne vlastný výpočet, pričom jednotlivé kroky vykonáva ALU. Táto jednotka je v priebehu výpočtu spolu s ostatnými modulmi riadená radičom počítača. Medzivýsledky sú ukladané do operačnej pamäte. Radič vyhodnotí zadaný príkaz, zistí akými operáciamy sa dá vyriešiť tieto informácie postúpi ďalej ALU. 3.Po skončení výpočtov sú výsledky poslané cez ALU na výstupné zariadenie.

Von Neumannova schéma počítača Procesor Riadiaca jednotka Aritmeticko-logická jednotka Vstupné zariadenia Operačná pamäť Výstupné zariadenia vstup údajov výstup údajov Von Neumannova schéma počítača

Dnešné počítače sa podobajú tejto schéme Dnešné počítače sa podobajú tejto schéme. Je samozrejmé, že evolúcia počítačov sa mierne podpísala aj pod niektoré výnimky, ktoré nie sú obsiahnuté vo von Neumannovej architektúre: Dnešné počítače dokážu spracovávať niekoľko úloh a teda aj programov naraz – multitasking. Počítač môže disponovať viacerými procesormi. Program sa nemusí zaviesť do pamäti celý, stačí len jeho najdôležitejšia časť, pričom ostatné časti sa zavedú vo chvíli keď sú potrebné

Ďakujem za pozornosť