Von-Neumann 1945-ben javasolta számítógépes architektúráját, amelyet később Von-Neumann Architecture néven ismertek. Ez egy vezérlőegységből, aritmetikai és logikai memóriaegységből (ALU), regiszterekből és be-/kimenetekből állt.
A Von Neumann architektúra a tárolt programszámítógép-koncepción alapul, ahol az utasításadatokat és a programadatokat ugyanabban a memóriában tárolják. Ezt a kialakítást még ma is használják a legtöbb számítógépen.
Egy Von Neumann-alapú számítógép:
- Egy processzort használ
- Egy memóriát használ az utasításokhoz és az adatokhoz.
- A lekérés-dekódolás-végrehajtás ciklust követően végrehajtja a programokat
A Von-Neumann modell összetevői:
- Központi feldolgozó egység
- Buszok
- Memória egység
Központi feldolgozó egység
A számítógép azon részét, amely az adatfeldolgozási műveletek nagy részét végzi, központi feldolgozó egységnek nevezik, és CPU-nak nevezik.
legszebb mosoly
A központi feldolgozó egység egy számítógépes program utasításainak végrehajtásáért felelős elektromos áramkörként is meghatározható.
A CPU számos funkciót lát el, amelyeket a számítógépbe beépített utasítások típusa diktál.
A CPU fő összetevői az aritmetikai és logikai egység (ALU), a vezérlőegység (CU) és számos regiszter.
Aritmetikai és logikai egység (ALU)
Az aritmetikai és logikai egység (ALU) elvégzi az utasítások végrehajtásához szükséges mikroműveleteket. Egyszerűen fogalmazva, az ALU lehetővé teszi aritmetikai (összeadás, kivonás stb.) és logikai (ÉS, VAGY, NEM stb.) műveletek végrehajtását.
Vezérlőegység
A számítógépes rendszer vezérlőegysége vezérli az olyan komponensek működését, mint az ALU, a memória és a bemeneti/kimeneti eszközök.
pénztár gittel
A vezérlőegység egy programszámlálóból áll, amely tartalmazza a lehívandó utasítások címét, és egy utasítás-regiszterből, amelybe az utasítások végrehajtásra kerülnek a memóriából.
Regisztrálok
A regiszterek a CPU nagy sebességű tárolóterületeire vonatkoznak. A CPU által feldolgozott adatok a regiszterekből származnak.
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a nyilvántartásokat, amelyek döntő szerepet játszanak az adatfeldolgozásban.
ábécé számozott
| Regisztrálok | Leírás |
|---|---|
| MAR (memóriacímregiszter) | Ez a regiszter tartalmazza a hozzáférni kívánt adatok memóriahelyét. |
| MDR (Memory Data Register) | Ez a regiszter tartalmazza a memóriába vagy a memóriából átvitt adatokat. |
| AC (akkumulátor) | Ez a regiszter tartalmazza a közbenső aritmetikai és logikai eredményeket. |
| PC (programszámláló) | Ez a regiszter tartalmazza a következő végrehajtandó utasítás címét. |
| CIR (aktuális utasítás-nyilvántartás) | Ez a regiszter tartalmazza az aktuális utasítást a feldolgozás során. |
Buszok
A buszok az információk megosztásának eszközei a regiszterek között egy többregiszteres konfigurációs rendszerben.
A buszstruktúra egy sor közös vonalból áll, egy-egy regiszter minden bitjéhez, amelyen keresztül egyenként bináris információ kerül átvitelre. A vezérlőjelek határozzák meg, hogy az egyes regiszterátvitel során melyik regisztert választja ki a busz.
A Von-Neumann Architecture három fő adatátviteli buszrendszerből áll.
| Busz | Leírás |
|---|---|
| Cím busz | Az Address Bus az adatok (de nem az adatok) címét hordozza a processzor és a memória között. |
| Adatbusz | A Data Bus adatokat szállít a processzor, a memóriaegység és a bemeneti/kimeneti eszközök között. |
| Vezérlőbusz | A Control Bus jeleket/parancsokat továbbít a CPU-tól. |
Memória egység
A memóriaegység a tárolócellák gyűjteménye, valamint a kapcsolódó áramkörök, amelyek szükségesek a tárolóba és onnan történő információátvitelhez. A memória bináris információt bitcsoportokban tárol, amelyeket szavaknak nevezünk. A memóriaegység belső szerkezetét a benne lévő szavak száma és az egyes szavakban lévő bitek száma határozza meg.
A számítógépes rendszerekben két fő típusú memóriát használnak:
- RAM (Véletlen hozzáférésű memória)
- ROM (csak olvasható memória)