|
'''Von Neumanni arhitektuur''' on 1945. aastal matemaatiku [[John von Neumann|John von Neumanni]]i ja teiste teadlaste poolt avaldatud teoses ''[[First Draft of a Report on the EDVAC]]'' kirjeldatud arvuti[[arvutiarhitektuur]], kus masinkoodi käske ja andmeid hoitakse samas mälus. Enamik tänapäevaltänapäeva arvuteid on ehitatud Von Neumanni arhitektuuri põhjal.<ref name = "FirstDraftReport">{{Citation | last = von Neumann | first = John | author-link = John von Neumann | title = First Draft of a Report on the EDVAC | year = 1945 | url = http://qss.stanford.edu/~godfrey/vonNeumann/vnedvac.pdf | accessdate = August 24, 2011 }}</ref> 'Terminit "Von Neumanni arhitektuur' terminit" kasutatakse arvutite puhul, kus programme hoitakse mälus ning käskude laadimine ja andmeoperatsioonid ei saa toimuda samaaegselt, sest nad kasutavad sama siini.
__TOC__
==Ajalugu==
Varasematel arvutus masinatelarvutusmasinatel olid fikseeritud programmid. Ka mõned tänapäeva lihtsad arvutid kasutavad seda disaini. Näiteks tavalised [[kalkulaator|kalkulaatorid]]id on põhimõtteliselt fikseeritud programmidega arvutid. Nad saavad teha põhilistlihtsaid matemaatikatarvutusi, aga sellega nende funktsionaalsus piirdub. Fikseeritud programmidega masina funktsionaalsuse muutmiseks on tarvis ümberkorraldadaümber korraldada suur osa masina disainist. Varasemad arvutid vajasid funktsionaalsuse muutmiseks füüsilist ümberehitust. Näiteks programmi ülesseadmine arvutil [[ENIAC]] võis võtta koguni kolm nädalat.<ref>{{Harvnb|Copeland|2006|p=104}}</ref>
Uute ladustatud- programmidega arvuti disaini loomisega see muutus. Ladustatud- programmidega arvuti disain sisaldab [[käsustik|käsustikku]]ku ja saab mälus hoida käskude komplekte ([[arvuti programmarvutiprogramm|programme]]).
Võimalus käsitleda käske andmetena teeb ladustatud- programmidega arvutites võimalikuks [[Assemblerkeel|assemblerkeeleassemblerkeel]]e, [[kompileerija|kompileerijate]]te ja teiste automatiseeritud programmeerimis tööriistadeprogrammeerimistööriistade olemasolu. Võimalik on "kirjutada programme mis kirjutavad programme".<ref>{{Citation | url=http://catb.org/~esr/jargon/html/M/MFTL.html | title=''MFTL'' (My Favorite Toy Language) entry Jargon File 4.4.7 | accessdate=2008-07-11 }}</ref>
Von Neumanni arhitektuuril on ka mitu puudust. Peale Von Neumanni pudelikaela (kirjeldatud allpool), võib programmide muutmine olla kahjulik. Mõnedes lihtsates ladustatud- programmidega arvutis võib rikkis programm kahjustada ennast, teisi programme või [[operatsiooni süsteemoperatsioonisüsteem]]i, mille tulemuseks on arvuti kokku variseminekrahhimine. Mälu kaitsmine ja teised juurdepääsu kontrolli meetodid on võimelised tavaliselt kaitsma arvutit nii tahtmatu kui ka kuritahtliku programmide muutmise eest.
==Tööpõhimõte==
[[File:Von Neumann Arhitektuuri Diagramm.png|thumb|Von Neumann Arhitektuuri Diagramm|240x240px]]
Von Neumanni arhitektuur koosneb mälust, [[protsessor|protsessorist]]ist, kellast, [[andmesiin|andmesiinist]]ist, [[aadressisiin|aadressisiinist]]ist ja [[kontrollsiin|kontrollsiinist]]ist. Mälu koosneb riividest, [[aadressi dekoodrist]], kontroll loogikast, aadressi[[andmesiin|siinistaadressisiinist]], ja [[andmesiin|andmesiinist]]ist. Protsessor koosneb registritest, [[aadressisiin|aadressisiinist]], [[andmesiin|andmesiinist]]ist ja [[loogika üksus|loogika üksusestloogikaüksus]]est ( tavaliselt [[Aritmeetika-loogika Loogika Üksusseade]]) ja kontroll loogikastkontrollloogikast. Kell on [[vooluring]], mis pidevalt tekitab mustri ühtedest ja nullidest erinevatel liinidel ( juhtmetel ). Aadressisiin on hulk juhtmeid, mis on ühendatud igaüks erineva riiviga mälus, mida kasutatakse riivi valimiseks, millest loetakse väärtusi. Andmesiin on juhtmete hulk, millest igaüks on ühendatud kõikide mälu riivide ühe bitiga ning protsessoris asuvate registritega. Kontrollsiin on juhtmete hulk, mis ühendavad kella erinevad väljundid vastavate protsessori ja mälu osadega.
==Varajased Von Neumanni arhitektuuril põhinevad arvutid<ref>[https://en.wikipedia.org/wiki/Von_Neumann_architecture "Von Neumann architecture"]. Vaadatud 22.12.2013</ref>==
* [[SILLIAC]] Sydneys (1956)
==Von Neumanni Pudelikaelpudelikael==
Kuna protsessori käskude laadimine ning andmemäluga suhtlemine toimuvad samal siinil, tekib keskprotsessori kiirust piirav nähtus, mida kutsutakse Von Neumanni pudelikaelaks. See termin tuleneb [[John Backus|John Backuse]] 1977. aasta Turingi Auhinna loengust. Sest programmi mälu ning andmete mälu ei saa samaaegselt lugeda, on andmete vahetamise kiirus palju väiksem keskprotsessori tegeliku jõudluse piirist. See piirab väga palju effektiivse töötlemise kiirust, kui keskprotsessoril on tarvis teha vähe töötlust igal elemendil suurest andmete järjendist. Keskprotsessor on pidevalt sunnitud ootama, kuniks andmete kirjutamine või laadimine mälust on lõpetatud. Iga uue protsessori perekonna loomisel on pudelikaela probleem järjest suuremaks kasvanud, kuna protsessorite kiirused ja mälu on järjest suuremaks kasvanud.
{{reflist}}
{{Link FA|uk}}
[[Kategooria:Arvutiarhitektuur]]
| 