Архітэктура фон Нэймана

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Архітэктура фон Нэймана — шырока вядомы прынцып агульнага захоўвання праграм і даных у памяці камп'ютара. Вылічальныя сістэмы гэтага тыпу часта называюць «Машынамі фон Нэймана», але раўназначнасць гэтых тэрмінаў не заўсёды выконваецца. Звычайна, калі кажуць пра архітэктуру фон Нэймана (па-англійску: von Neumann), то маюыць на ўвазе фізічную адасобленасць працэсарнага модуля ад прыстасавання захоўвання праграм і даных.

Наяўнасць жорстка вызначанага набору камандаў і праграм была характэрнай рысаю першых камп'ютарных сістэм. Сёння такі дызайн выкарыстоўваюць для спрашчэння канструкцыі вылічальнага прыстасавання. Напрыклад, настольныя калькулятары з'яўляюцца прыстасаваннямі з незменным наборам выканальных праграм. Іх можна выкарыстоўваць для матэматычных падлікаў, але немагчыма ўжыць для апрацоўкі тэксту і камп'ютарных гульняў, для прагляду графічных відарысаў ці Відэа. Каб змяніць унутраную праграму для такога прыстасавання, трэба цалкам перарабіць яго канструкцыю. Зрэшты, перапраграміраванне даўніх камп'ютарных сістэм выконвалася, але такія дзеянні марнавалі шмат часу і ручной працы для падрыхтоўкі новай дакументацыі, перпкамутацыі і перабудовы блокаў і прыстасаванняў і г.д.

Але пасля з'явілася ідэя захоўвання праграм у агульнай памяці. Калі такая ідэя матэрыялізавалася, выкарыстанне архітэктур, заснаваных на наборах інструкцый для выканання і прадстаўленне вылічальнага працэсу як працэсу выканання інструкцый, запісаных у праграме, надзвычайна павялічыла гнуткасць вылічальных сістэм у плане апрацоўкі даных. Уніфікаваны падыход да рагляду даных і інструкцый аблегчыў задачу змены саміх праграм.

У сярэдзіне 1940-ых гг. праект камп'ютара, які захоўвае свае праграмы ў агульнай памяці, быў распрацаваны ў Мураўскай школе электрычных распрацовак (па-англійску: The Moore School of Electrical Engineering) ва Універсітэце штата Пенсільванія (па-англійску: The University of Pennsylvania). Прынцыпы, апісаныя ў дакументацыі да гэтай архітэктуры, цяпер вядомыя пад назвай «Архітэктура фон Нэймана», па імені аднаго з аўтараў праекта Джона фон Нэймана, хоць на самой справе аўтарства праекта было калектыўным. Архітэктура фон Нэймана вырашыла праблемы, уласцівыя камп'ютару «Эніак», які ствараўся ў той жа час. Інфармацыя аб праекце стала даступнай і іншым даследчыкам адразу пасля абвяшчэння аб стварэнні новай машыны «Эніак» (у 1946). Планавалася выкарыстаць напрацоўкі з праекта новай архітэктуры ў машыне «EDVAC», але да 1953 года «EDVAC» не быў створаны з-за тэхнічных праблем. Іншыя ж навукова-даследчыя інстытуты змаглі рэалізаваць ідэі праекта фон Нэймана хутчэй за калектыў навукоўцаў з Мураўскай школы.

Першымі камп'ютарнымі сістэмамі, у якіх былі рэалізаваныя ідэі архітэктуры фон Нэймана, сталі: