Von-Neumann föreslog sin datorarkitekturdesign 1945 som senare var känd som Von-Neumann Architecture. Den bestod av en kontrollenhet, aritmetisk och logisk minnesenhet (ALU), register och ingångar/utgångar.
Von Neumann-arkitekturen är baserad på datorkonceptet med lagrade program, där instruktionsdata och programdata lagras i samma minne. Denna design används fortfarande i de flesta datorer som tillverkas idag.
En Von Neumann-baserad dator:
- Använder en enda processor
- Använder ett minne för både instruktioner och data.
- Kör program efter cykeln hämta-avkoda-kör
Komponenter i Von-Neumann-modellen:
- Centrala behandlingsenheten
- Bussar
- Minnesenhet
Centrala behandlingsenheten
Den del av datorn som utför huvuddelen av databearbetningsoperationerna kallas Central Processing Unit och kallas CPU.
Den centrala bearbetningsenheten kan också definieras som en elektrisk krets som ansvarar för att utföra instruktionerna i ett datorprogram.
uppgiftshanteraren linux
CPU:n utför en mängd olika funktioner som dikteras av typen av instruktioner som ingår i datorn.
Huvudkomponenterna i CPU är aritmetiska och logiska enheter (ALU), kontrollenhet (CU) och en mängd olika register.
Aritmetisk och logisk enhet (ALU)
Den aritmetiska och logiska enheten (ALU) utför de mikrooperationer som krävs för att utföra instruktionerna. Med enkla ord tillåter ALU aritmetiska (lägg till, subtrahera, etc.) och logiska (AND, OR, NOT, etc.) operationer att utföras.
matematik slumpmässigt java
Styrenhet
Kontrollenheten i ett datorsystem kontrollerar driften av komponenter som ALU, minne och in-/utgångsenheter.
Styrenheten består av en programräknare som innehåller adressen till instruktionerna som ska hämtas och ett instruktionsregister till vilket instruktioner hämtas från minnet för exekvering.
Register
Register hänvisar till höghastighetslagringsområden i CPU:n. Data som behandlas av CPU:n hämtas från registren.
Nedan följer en lista över register som spelar en avgörande roll vid databehandling.
alfabetet numrerat
| Register | Beskrivning |
|---|---|
| MAR (minnesadressregister) | Detta register innehåller minnesplatsen för de data som behöver nås. |
| MDR (Memory Data Register) | Detta register innehåller data som överförs till eller från minnet. |
| AC (ackumulator) | Detta register innehåller de mellanliggande aritmetiska och logiska resultaten. |
| PC (programräknare) | Detta register innehåller adressen till nästa instruktion som ska utföras. |
| CIR (Current Instruction Register) | Detta register innehåller den aktuella instruktionen under bearbetningen. |
Bussar
Bussar är det sätt på vilket information delas mellan registren i ett flerregisterkonfigurationssystem.
En bussstruktur består av en uppsättning gemensamma linjer, en för varje bit i ett register, genom vilka binär information överförs en i taget. Styrsignaler bestämmer vilket register som väljs av bussen under varje speciell registeröverföring.
java par
Von-Neumann Architecture består av tre stora bussystem för dataöverföring.
| Buss | Beskrivning |
|---|---|
| Adress Buss | Adressbussen bär adressen till data (men inte data) mellan processorn och minnet. |
| Databuss | Databuss överför data mellan processorn, minnesenheten och inmatnings-/utgångsenheterna. |
| Styrbuss | Styrbussen bär signaler/kommandon från CPU:n. |
Minnesenhet
En minnesenhet är en samling lagringsceller tillsammans med tillhörande kretsar som behövs för att överföra information in och ut ur lagringen. Minnet lagrar binär information i grupper av bitar som kallas ord. Den interna strukturen hos en minnesenhet specificeras av antalet ord den innehåller och antalet bitar i varje ord.
Två huvudtyper av minnen används i datorsystem:
- RAM (Random Access Memory)
- ROM (skrivskyddat minne)