O que é a arquitetura Von Neumann?
A arquitetura de Von Neumann é um tipo inicial e influente de estrutura de computação. Consiste principalmente em chips de memória capazes de reter e processar dados. Cada chip tem a capacidade de executar tarefas diferentes, dependendo de como é afetado pela operação executada antes dele. Pela arquitetura Von Neumann, cada computador teria memória, mecanismos de saída e entrada, um controle central, um local para aritmética central e armazenamento externo.
Computadores com arquitetura Von Neumann são conhecidos como programa armazenado. Isso significa que o computador não precisa de comutadores externos ou outras influências para executar. Todas as instruções e dados são armazenados na memória de acesso aleatório (RAM).
A arquitetura de von Neumann foi criada em meados da década de 1940 por John von Neumann, um cientista da computação pioneiro. Nascido em 1903, ele também escreveu vários trabalhos de matemática com teorias altamente influentes que são utilizadas há muitas décadas. Ele descreveu a estrutura necessária para criar um computador funcional em um desses documentos. Essa estrutura de programação forma a base para uma porcentagem significativa da arquitetura de computação atual.
Antes da arquitetura de Von Neumann, os computadores eram essencialmente projetados, em vez de programados. Uma vez montada, uma máquina só podia executar uma função. Para alterar o que o computador fez, foi necessário religar, adicionar componentes ou alterar a estrutura física da máquina.
Enquanto muitos computadores modernos continuam a ter alguma base na arquitetura Von Neumann, alguns programadores começaram a descartar o conceito de modelos mais eficientes. Um fenômeno conhecido como gargalo de Von Neumann é um dos principais problemas com a estrutura. O problema com o gargalo é que as operações que processam informações e dados compartilham o mesmo ônibus, que é o método de transporte para esses elementos. Isso afeta a eficiência e a capacidade geral do sistema.
Nos tempos modernos, a arquitetura Von Neumann foi substituída pela arquitetura Harvard. É também um tipo de arquitetura de programa armazenado. A arquitetura de Harvard gerencia o armazenamento, dados e instruções de maneira semelhante, mas possui mais recursos para o transporte de informações. A estrutura possui barramentos de dados dedicados para o transporte de instruções e memória, para que mais funções possam operar ao mesmo tempo. Embora a arquitetura de Harvard tenha crescido em popularidade, ainda há quem prefira a arquitetura mais simples de Von Neumann, que pode ser um formato mais acessível para programadores de computador iniciantes, em particular.