Neumann-architektúra

A Neumann-architektúra vázlata

A Neumann-architektúra, más néven Neumann-modell egy számítógép-architektúrára kidolgozott modell. Neumann János és társai 1945. június 30-án publikálták a „First Draft of a Report on the EDVAC” (Első vázlat az EDVAC-ról készült jelentéshez) című kiadványban.[1][2]

A Neumann-architektúra szerint egy digitális számítógép a következő egységekből áll:[3]

  • aritmetikai-logikai egység (regiszterek),
  • vezérlő egység: ez tartalmazza a programszámlálót és az utasításregisztert,
  • operatív tároló az adatok és az utasítások tárolására,
  • háttértár, illetve a perifériákhoz tartozó be- és kiviteli mechanizmusok.

A Neumann-architektúra mára a tárolt programú számítógép fogalmává vált. Az ilyen architektúra legfontosabb tulajdonsága, hogy utasításkód kiolvasása és aritmetikai vagy logikai művelet nem végezhető adatművelettel egyidejűleg, mert a számítógép egyetlen adatsínt használ. Ez az architektúra szűk keresztmetszete, ami meghatározott felhasználások esetén súlyosan korlátozza a rendszer teljesítményét. A Neumann-architektúra kialakítása egyszerűbb, mint a modernebb Harvard-architektúráé, mely szintén tárolt programú rendszer, de külön dedikált cím- és adatsín tartozik a memóriához és az utasításkód olvasásához.

Korai Neumann-architektúrájú számítógépek

Neumann Első vázlata egy olyan konstrukciót írt le, amelynek alapján számos egyetem és vállalat épített működő számítógépeket.[4] Ezek a gépek lényegesen különböztek egymástól, közülük csak az ILLIAC és az ORDVAC rendelkezett kompatibilis utasításkészlettel.

  • ARC2 (Birkbeck, University of London) hivatalosan 1948. május 12-én lépett működésbe.[5]
  • Manchester Baby (Manchesteri Viktória Egyetem, Anglia) – tárolt program első sikeres indítása: 1948. június 21-én
  • EDSAC (Cambridge-i Egyetem, Anglia) – ez volt az első gyakorlatban alkalmazott tárolt programú elektronikus számítógép (1949 májusa)
  • Manchester Mark 1 (Manchesteri Egyetem, Anglia) a Baby továbbfejlesztése (1949 júniusa)
  • CSIRAC (Ausztrál Állami Tudományos és Ipari Kutató Szervezet, Tudományos és Ipari Kutatási Tanács (Council for Scientific and Industrial Research)), Ausztrália (1949. november)
  • MESZM a Kijevi Elektrotechnológiai Intézeben, Kijev, Ukrán SzSzK (1950. november)
  • EDVAC (Ballistic Research Laboratory, Aberdeen Proving Ground Számítástechnikai Laboratórium) , 1951
  • ORDVAC (Illinoisi Egyetem), Aberdeen Proving Ground, Maryland (1951 novemberében készült el)[6]
  • IAS számítógép a Princetoni Egyetemen (1952. január)
  • MANIAC I a Los Alamos Scientific Laboratory kutatóintézetben (1952. március)
  • ILLIAC az Illinoisi Egyetemen, (1952. szeptember)
  • BESZM-1 Moszkvában (1952)
  • AVIDAC, Argonne National Laboratory (1953)
  • ORACLE, Oak Ridge National Laboratory (1953. június)
  • BESK Stockholmban (1953)
  • JOHNNIAC a RAND Corporation-nél (1954. január)
  • DASK Dániában (1955)
  • WEIZAC a Weizmann Intézetben, Rehovot, Izrael (1955)
  • PERM Münchenben (1956)
  • SILLIAC Sydneyben (1956)

Jegyzetek

  1. Neumann  3. old
  2. Erről bővebben a Neumann-elvek c. cikkben.
  3. Neumann  9. old
  4. Electronic Computer Project. Institute for Advanced Study, 2009. szeptember 11. (Hozzáférés: 2011. május 26.)
  5. (1982. április 1.) „The Development of Computer Programming in Britain (1945 to 1955)”. IEEE Annals of the History of Computing 4 (2), 121–139. o. DOI:10.1109/MAHC.1982.10016.  
  6. Illiac Design Techniques, report number UIUCDCS-R-1955–146, Digital Computer Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, 1955.

Források

  • Neumann: von Neumann, John: First Draft of a Report on the EDVAC, 1945. [2013. március 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. július 10.)

További információk

Kapcsolódó szócikkek

Sablon:CPU-technológiák
  • m
  • v
  • sz
  • Harvard
  • Módosított Harvard
  • Neumann
  • Adatfolyam
  • Összehasonlítás
Szóhosszúság
Futószalag
Szálak
  • Többszálúság
  • Egyidejű többszálúság
  • Hyper-Threading
  • Super-threading
  • SISD
  • SIMD
  • MISD
  • MIMD (SPMD)
Típusok
Komponensek
Energiagazdálkodás
  • APM
  • ACPI
  • Dynamic frequency scaling
  • Dynamic voltage scaling
  • Clock gating
Egyéb
  • Informatika Informatikai portál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap