Von-Neumann stelde in 1945 zijn computerarchitectuurontwerp voor, dat later bekend werd als Von-Neumann Architecture. Het bestond uit een besturingseenheid, rekenkundige en logische geheugeneenheid (ALU), registers en in-/uitgangen.
De architectuur van Von Neumann is gebaseerd op het computerconcept met opgeslagen programma's, waarbij instructiegegevens en programmagegevens in hetzelfde geheugen worden opgeslagen. Dit ontwerp wordt nog steeds gebruikt in de meeste computers die tegenwoordig worden geproduceerd.
Een op Von Neumann gebaseerde computer:
- Maakt gebruik van een enkele processor
- Gebruikt één geheugen voor zowel instructies als gegevens.
- Voert programma's uit volgens de cyclus fetch-decode-execute
Onderdelen van het Von-Neumann-model:
- Centrale verwerkingseenheid
- Bussen
- Geheugeneenheid
Centrale verwerkingseenheid
Het deel van de computer dat het grootste deel van de gegevensverwerkingsbewerkingen uitvoert, wordt de centrale verwerkingseenheid genoemd en wordt de CPU genoemd.
De Central Processing Unit kan ook worden gedefinieerd als een elektrisch circuit dat verantwoordelijk is voor het uitvoeren van de instructies van een computerprogramma.
java converteert geheel getal naar string
De CPU voert een verscheidenheid aan functies uit die worden bepaald door het type instructies dat in de computer is opgenomen.
De belangrijkste componenten van de CPU zijn Arithmetic and Logic Unit (ALU), Control Unit (CU) en een verscheidenheid aan registers.
Rekenkundige en logische eenheid (ALU)
De Arithmetic and Logic Unit (ALU) voert de vereiste microbewerkingen uit voor het uitvoeren van de instructies. In eenvoudige bewoordingen maakt ALU het mogelijk om rekenkundige (optellen, aftrekken, etc.) en logische (AND, OR, NOT, etc.) bewerkingen uit te voeren.
ipconfig op Ubuntu
Controle-eenheid
De besturingseenheid van een computersysteem bestuurt de werking van componenten zoals ALU, geheugen en invoer-/uitvoerapparaten.
De besturingseenheid bestaat uit een programmateller die het adres bevat van de op te halen instructies en een instructieregister waarin instructies uit het geheugen worden opgehaald voor uitvoering.
Registreert
Registers verwijzen naar snelle opslaggebieden in de CPU. De door de CPU verwerkte gegevens worden uit de registers gehaald.
Hieronder volgt een lijst met registers die een cruciale rol spelen bij de gegevensverwerking.
alfabet genummerd
| Registreert | Beschrijving |
|---|---|
| MAR (geheugenadresregister) | Dit register bevat de geheugenlocatie van de gegevens waartoe toegang moet worden verkregen. |
| MDR (geheugengegevensregister) | Dit register bevat de gegevens die naar of vanuit het geheugen worden overgebracht. |
| AC (accumulator) | Dit register bevat de tussenliggende rekenkundige en logische resultaten. |
| PC (Programmateller) | Dit register bevat het adres van de volgende uit te voeren instructie. |
| CIR (Huidig Instructie Register) | Dit register bevat de huidige instructie tijdens de verwerking. |
Bussen
Bussen zijn de middelen waarmee informatie wordt gedeeld tussen de registers in een configuratiesysteem met meerdere registers.
Een busstructuur bestaat uit een reeks gemeenschappelijke lijnen, één voor elke bit van een register, waardoor binaire informatie één voor één wordt overgedragen. Stuursignalen bepalen welk register door de bus wordt geselecteerd tijdens elke specifieke registeroverdracht.
kat timpf hoogte
Von-Neumann-architectuur bestaat uit drie grote bussystemen voor gegevensoverdracht.
| Bus | Beschrijving |
|---|---|
| Adresbus | Adresbus vervoert het adres van de gegevens (maar niet de gegevens) tussen de processor en het geheugen. |
| Databus | Databus vervoert gegevens tussen de processor, de geheugeneenheid en de invoer-/uitvoerapparaten. |
| Controlebus | De Control Bus transporteert signalen/opdrachten van de CPU. |
Geheugeneenheid
Een geheugeneenheid is een verzameling opslagcellen samen met bijbehorende circuits die nodig zijn om informatie in en uit de opslag over te dragen. Het geheugen slaat binaire informatie op in groepen bits die woorden worden genoemd. De interne structuur van een geheugeneenheid wordt gespecificeerd door het aantal woorden dat het bevat en het aantal bits in elk woord.
Er worden twee hoofdtypen geheugens gebruikt in computersystemen:
- RAM (Random Access-geheugen)
- ROM (alleen-lezen geheugen)