Vad är Von Neumann-arkitekturen?

Von Neumann-arkitekturen är en tidig, inflytelserik typ av datorstruktur. Det består främst av minneschips som kan både hålla och bearbeta data. Varje chip har förmågan att utföra olika uppgifter, beroende på hur det påverkas av den operation som utförts innan den. Enligt Von Neumann-arkitekturen skulle varje dator ha minne, mekanismer för utgång och ingång, en central kontroll, en plats för central aritmetik och extern lagring.

Datorer med Von Neumann-arkitektur kallas lagrat program. Detta innebär att datorn inte behöver externa switchar eller andra påverkan för att köra. Alla instruktioner och data lagras i RAM-minne.

Von Neumann-arkitekturen skapades i mitten av 1940-talet av John von Neumann, en banbrytande datavetare. Född 1903 skrev han också flera matematikuppsatser med mycket inflytelserika teorier som har använts i många decennier. Han beskrev strukturen som behövs för att skapa en funktionell dator i ett av dessa papper. Denna programmeringsstruktur utgör basen för en betydande andel av den nuvarande datorarkitekturen.

Innan Von Neumann-arkitekturen var datorer i huvudsak designade snarare än att programmeras. När en maskin var monterad kunde den bara utföra en funktion. För att ändra vad datorn gjorde, var det nödvändigt att koppla om, lägga till komponenter eller på annat sätt ändra maskinens fysiska struktur.

Medan många moderna datorer fortsätter att ha någon bas i Von Neumann-arkitekturen, har vissa programmerare börjat kassera konceptet för effektivare modeller. Ett fenomen som kallas Von Neumann-flaskhalsen är ett av de primära problemen med strukturen. Problemet med flaskhalsen är att de operationer som behandlar information och data delar samma buss, vilket är transportmetoden för dessa element. Detta påverkar systemets effektivitet och övergripande förmåga.

I modern tid har Von Neumann-arkitekturen ofta ersatts med Harvard-arkitektur. Det är också en lagrad programtyp arkitektur. Harvard-arkitekturen hanterar lagring, data och instruktioner på liknande sätt, men har fler resurser för att transportera information. Strukturen har dedikerade databussar för transport av instruktioner och minne, så att fler funktioner kan fungera samtidigt. Medan Harvard-arkitekturen har vuxit i popularitet, finns det fortfarande några som föredrar den enklare Von Neumann-arkitekturen, som kan vara ett mer tillgängligt format för att börja datorprogrammerare i synnerhet.