Von-Neumann foreslo sin datamaskinarkitekturdesign i 1945, som senere ble kjent som Von-Neumann Architecture. Den besto av en kontrollenhet, aritmetisk og logisk minneenhet (ALU), registre og innganger/utganger.
Von Neumann-arkitekturen er basert på datakonseptet med lagret program, der instruksjonsdata og programdata er lagret i samme minne. Denne designen brukes fortsatt i de fleste datamaskiner som produseres i dag.
En Von Neumann-basert datamaskin:
- Bruker en enkelt prosessor
- Bruker ett minne for både instruksjoner og data.
- Utfører programmer etter hente-dekode-utførelsessyklusen
Komponenter i Von-Neumann-modellen:
- Sentralenhet
- Busser
- Minneenhet
Sentralenhet
Den delen av datamaskinen som utfører mesteparten av databehandlingsoperasjonene kalles Central Processing Unit og omtales som CPU.
Den sentrale behandlingsenheten kan også defineres som en elektrisk krets som er ansvarlig for å utføre instruksjonene til et dataprogram.
forskjellen mellom løve og tiger
CPU-en utfører en rekke funksjoner diktert av typen instruksjoner som er integrert i datamaskinen.
Hovedkomponentene i CPU er aritmetiske og logiske enheter (ALU), kontrollenhet (CU) og en rekke registre.
Aritmetisk og logisk enhet (ALU)
Den aritmetiske og logiske enheten (ALU) utfører de nødvendige mikrooperasjonene for å utføre instruksjonene. Med enkle ord tillater ALU aritmetiske (legge til, subtrahere, etc.) og logiske (AND, OR, NOT, etc.) operasjoner som skal utføres.
Kontrollenhet
Kontrollenheten til et datasystem kontrollerer operasjonene til komponenter som ALU, minne og inngangs-/utgangsenheter.
Kontrollenheten består av en programteller som inneholder adressen til instruksjonene som skal hentes og et instruksjonsregister hvor instruksjoner hentes fra minnet for utførelse.
Registrerer
Registre refererer til høyhastighetslagringsområder i CPU. Dataene som behandles av CPU-en hentes fra registrene.
Følgende er listen over registre som spiller en avgjørende rolle i databehandlingen.
| Registrerer | Beskrivelse |
|---|---|
| MAR (minneadresseregister) | Dette registeret inneholder minneplasseringen til dataene som må aksesseres. |
| MDR (Memory Data Register) | Dette registeret inneholder dataene som blir overført til eller fra minnet. |
| AC (akkumulator) | Dette registeret inneholder de mellomliggende aritmetiske og logiske resultatene. |
| PC (programteller) | Dette registeret inneholder adressen til neste instruksjon som skal utføres. |
| CIR (Current Instruction Register) | Dette registeret inneholder gjeldende instruks under behandlingen. |
Busser
Busser er måten informasjon deles mellom registrene i et flerregisterkonfigurasjonssystem.
En bussstruktur består av et sett med felles linjer, en for hver bit av et register, gjennom hvilke binær informasjon overføres en om gangen. Styresignaler bestemmer hvilket register som velges av bussen under hver enkelt registeroverføring.
Von-Neumann Architecture består av tre store busssystemer for dataoverføring.
| Buss | Beskrivelse |
|---|---|
| Adressebuss | Adressebuss fører adressen til data (men ikke dataene) mellom prosessoren og minnet. |
| Data buss | Databuss fører data mellom prosessoren, minneenheten og inngangs-/utgangsenhetene. |
| Kontrollbuss | Control Bus bærer signaler/kommandoer fra CPU. |
Minneenhet
En minneenhet er en samling lagringsceller sammen med tilhørende kretser som trengs for å overføre informasjon inn og ut av lagringen. Minnet lagrer binær informasjon i grupper av biter kalt ord. Den interne strukturen til en minneenhet er spesifisert av antall ord den inneholder og antall biter i hvert ord.
gjør mens loop i java
To hovedtyper av minner brukes i datasystemer:
- RAM (Random Access Memory)
- ROM (skrivebeskyttet minne)