Fon Neyman arxitekturasi

Mavzu: Zamonaviy kompyuter arxitekturasi

"Fon Neyman arxitekturasi" atamasi har qanday saqlanadigan dasturiy kompyuterni anglatadigan darajada rivojlanib bordi, unda buyruqlar olinishi va ma'lumotlar bilan ishlash bir vaqtning o'zida sodir bo'lishi mumkin emas, chunki ular umumiy avtobusga ega. Bu fon Neumann darboğazi deb ataladi va ko'pincha tizimning ishlashini cheklaydi. [3]

Fon Neyman arxitekturasi quyidagi raqamli elektron raqamli kompyuter uchun dizayn arxitekturasini tavsiflaydi:

• Arifmetik mantiqiy birlik va protsessor registrlarini o'z ichiga olgan protsessor birligi

• Ko'rsatmalar registri va dastur hisoblagichini o'z ichiga olgan boshqaruv bloki

• Ma'lumotlar va ko'rsatmalar saqlanadigan xotira

• Tashqi ommaviy saqlash

• Kirish va chiqish mexanizmlari [1] [2]

Fon Neumann arxitektura mashinasining dizayni Garvard me'morchiligiga qaraganda sodda - bu ham saqlanadigan dastur tizimidir, lekin xotiraga o'qish va yozish uchun bitta maxsus manzil va ma'lumotlar avtobuslari to'plamiga ega, boshqa manzil va ma'lumotlar avtobuslari to'plami ko'rsatmalarni olib keling.

Saqlangan dastur raqamli kompyuter dastur ko'rsatmalarini va ma'lumotlarni o'qish-yozish, tezkor xotirada (RAM) saqlaydi. Saqlangan dasturli kompyuterlar 1940-yillarning Colossus va ENIAC singari dasturlar tomonidan boshqariladigan yutuqlari edi. Ular turli xil funktsional birliklar o'rtasida ma'lumotlarni boshqarish va signallarni boshqarish uchun kalitlarni o'rnatish va yamoq kabellarini o'rnatish orqali dasturlashtirildi. Zamonaviy kompyuterlarning aksariyati ma'lumotlar uchun ham, dastur ko'rsatmalari uchun ham bir xil xotiradan foydalanadi, lekin protsessor va xotira o'rtasida kesh mavjud va protsessorga eng yaqin keshlar uchun ko'rsatmalar va ma'lumotlar uchun alohida keshlar mavjud, shuning uchun ko'p ko'rsatmalar va ma'lumotlar olishda alohida avtobuslar ishlatiladi (split kesh arxitekturasi).

Keng miqyosda ko'rsatmalarga ma'lumot sifatida qarash qobiliyati - bu montajchilar, kompilyatorlar, bog'lovchilar, yuklovchilar va boshqa avtomatlashtirilgan dasturlash vositalarini yaratishga imkon beradi. Bu "dastur yozadigan dasturlar" ni imkon beradi. [5] Bu fon Neumann arxitektura mashinalari atrofida o'z-o'zini boshqarish uchun mo'ljallangan hisoblash ekotizimini gullab-yashnagan.
Ba'zi yuqori darajadagi tillar fon Neumann arxitekturasidan ish paytida bajariladigan kodni boshqarish uchun mavhum, mashinadan mustaqil usul (masalan, LISP) yoki ish vaqti haqidagi ma'lumotdan foydalangan holda kompilyatsiyani sozlash uchun foydalanadi (masalan, Java-da joylashtirilgan tillar) virtual mashina yoki veb-brauzerlarda o'rnatilgan tillar).
Kichikroq miqyosda, BITBLT yoki piksel va tepalik shaderlari kabi ba'zi takrorlanadigan operatsiyalar tezkor kompilyatsiya texnikasi bilan umumiy maqsadli protsessorlarda tezlashtirilishi mumkin. Bu mashhur bo'lib qolgan o'z-o'zini o'zgartiradigan kodlardan biri.