Koncepcia Johna von Neumanna

Koncepcia Johna von Neumanna alebo Von Neumannova architektúra alebo Neumannova architektúra je architektúra počítača, ktorú navrhol John von Neumann so spolupracovníkmi.

V roku 1945 von Neumann publikoval 101 stranovú správu The First Draft Report on the EDVAC, v ktorej popísal základné prvky dnešných počítačov:

• pamäť, v ktorej sú uložené inštrukcie (program) i dáta,
• aritmetickú jednotku, vykonávajúcu logické i aritmetické operácie s dátami,
• riadiacu jednotku, vykonávajúcu inštrukcie v slede, závislom od výsledkov predchádzajúcich inštrukcií,
• vstupy, a výstupy a pomalé externé zariadenia.

Táto "Von Neumannova architektúra" sa používa v počítačoch dodnes. Správu z roku 1945 J. von Neumann zostavil v mene skupiny svojich spolupracovníkov projektu E.N.I.A.C. Správa o logickom návrhu digitálnych počítačov obsahovala podrobný návrh konštrukcie počítača, ktorý sa odvtedy stal známym ako E.D.V.A.C. V súlade s touto správou bol pod jeho vedením od roku 1946 do roku 1951 stavaný prvý počítač v Princeton Institute for Advanced Studies (IAS), ktorý býva niekedy označovaný ako von Neumannov.^[1]

Počítač bol postavený na týchto pravidlách:

1. Počítač obsahuje operačnú pamäť, ALJ (aritmeticko- logická jednotka), radič, V/V zariadenia (vstupno-výstupné).
2. Predpis pre riešenie úlohy je prevedený do postupnosti inštrukcií.
3. Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne.
4. Údaje a inštrukcie sa uchovávajú v pamäti na miestach označovaných adresami.
5. Ku zmene poradia inštrukcií sa používajú inštrukcie podmieneného a nepodmieneného skoku.
6. Programom riadené spracovávanie dát prebieha v počítači samočinne.

Schéma von Neumannovho IAS počítača je na obrázku hore. V strede je aritmeticko-logická jednotka (ALJ). Činnosť celého počítača riadi radič. Radič odovzdáva povely operačnej pamäti, ALJ a V/V zariadeniam a späť od nich dostáva stavové hlásenia. Radič číta z operačnej pamäte inštrukcie, tieto dekóduje a prevádza na postupnosť signálov. Dáta číta ALJ z operačnej pamäte alebo zo vstupného zariadenia. ALJ dáta tiež odkladá do pamäte alebo zapisuje na výstupné zariadenia. Von Neumannov počítač IAS je významný preto, že až na malé výnimky je jeho schéma platná dodnes.

1. ↑ IAS Computer [online]. The National Museum of American History, [cit. 2024-12-18]. Dostupné online.

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Koncepcia Johna von Neumanna