Von Neumanni arhitektuur: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub |
Resümee puudub |
||
4. rida:
Terminist “von Neumanni arhitektuur” on kujunenud mõiste, mis kirjeldab kõiki siseprogrammarvuteid, milles ühise [[Siin|siini]] tõttu ei saa käskudega ja andmetega seotud operatsioonid toimuda samal ajal. Von Neumanni arhitektuuril põhinevad arvutid on lihtsama disainiga kui [[Harvardi arhitektuur|Harvardi arhitektuuriga]] arvutid, mis on samuti siseprogrammarvutid, kuid millel on eraldi aadressi- ja andmesiinid mälust lugemise/kirjutamise jaoks ning käskude mälust võtmiseks.
Kuigi mällu salvestatud programmi abil talitav ning ühitatud käsu- ja andmemäluga arvutiarhitektuur on saanud nimetuse von Neumanni järgi, siis esimesena pakkusid sellise idee välja 1944. aastal ENIACI projekteeriad J. Presper Eckert ja John Mauchly ning von Neumann tegelikult arendas ja viimistles nende kontseptsiooni edasi.<ref name=":3">{{Netiviide|autor=|url=https://www.nybooks.com/articles/2012/09/27/who-gets-credit-computer-exchange/|pealkiri=Who Gets Credit for the Computer?: An Exchange|väljaanne=|aeg=27. september 2012|vaadatud=30. aprill 2020|arhiivimisurl=https://web.archive.org/web/20190417152813/https://www.nybooks.com/articles/2012/09/27/who-gets-credit-computer-exchange/|arhiivimisaeg=17. aprill 2020}}</ref>
<br />
==Ajalugu==
John Mauchly ja J. Presper Eckerti juhtimisel hakati 1943. aastal Pennsylvania ülikoolis ehitama arvutit ENIAC, aastal hiljem liitus projektiga ka von Neumann.<ref name=":3" /> Aastal 1945, kui ENIAC-i ehitus oli veel käimas, avaldas von Neumann käsikirja, milles tõi välja peamised ideed elektroonilise siseprogramm üldkasutatava digitaalse arvuti ehk EDVAC-i jaoks. Pennsylvania ülikoolis 1946. aastal peetud EDVAC-i teemalised loengud olid väga populaarsed ja aitasid olulisel määral kaasa uute ideede levimisele.<ref name=":1">{{Netiviide|autor=|url=https://plato.stanford.edu/entries/computing-history/#ENIAC|pealkiri=The Modern History of Computing|väljaanne=|aeg=18. detsember 2000|vaadatud=30. aprill 2020|arhiivimisurl=https://web.archive.org/web/20200314051137/https://plato.stanford.edu/entries/computing-history/|arhiivimisaeg=14. märts 2020}}</ref><ref name=":2">{{Netiviide|autor=|url=https://www.ias.edu/electronic-computer-project|pealkiri=Electronic Computer Project|väljaanne=|aeg=|vaadatud=30. aprill 2020|arhiivimisurl=https://web.archive.org/web/20191130144326/https://www.ias.edu/electronic-computer-project|arhiivimisaeg=30. november 2019}}</ref> EDVAC-i ehitamise käigus väljatöötatud uudse arvutiarhitektuuri põhimõtted toodi välja 1946. aastal Arthur W. Burks, Herman H. Goldstine ja John von Neumanni poolt avadatud artiklis “Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument”<ref>{{Netiviide|autor=Burks A. W. , Goldstine H. H. , von Neumann J.|url=https://library.ias.edu/files/Prelim_Disc_Logical_Design.pdf|pealkiri=Preliminary Discussion of the Logical Design of an Electronic Computing Instrument|väljaanne=|aeg=28. juuni 1946|vaadatud=30. aprill 2020|arhiivimisurl=https://web.archive.org/web/20191128224639/https://library.ias.edu/files/Prelim_Disc_Logical_Design.pdf|arhiivimisaeg=28. november 2019}}</ref>. Kuigi artikkel valmis kolme autori ühistööna, on neist hiljem meeles peetud vaid ühte - John von Neumanni.
Siseprogrammarvutid olid suur edasiminek 1940. aastate programmjuhtimisega arvutitest, nagu Colossus ja ENIAC, kuna arvuti töö juhtimiseks hakati kasutama arvuti mälus säilitatavat programmi. Paljud esimesed arvutid ei olnud kas üldse ümberprogrammeeritavad (arvuti täitis vaid üht kindlat riistvarasse installeeritud programmi) või siis oli võimalik arvuti ülesannet teatud piirides muuta, kuid see nõudis palju vaeva. Näiteks kuigi ENIACi puhul oli tegemist juba täiselektroonilise arvutiga, programmeeriti seda ikka käsitsi sadade ja tuhandete pistikute ning lülitite ümberseadistamisega - programmi ettevalmistamisele kulus tavaliselt kuu või kaks ning arvuti uue programmi jaoks töökorda seadmiseks paar päeva.<ref>{{Raamatuviide|autor=McCartney, Scott|pealkiri=ENIAC, The Triumphs and Tragedies of the World's First Computer|aasta=1999|koht=Ameerika Ühendriigid|kirjastus=Walker Publishing Company|lehekülg=94|url=https://archive.org/details/eniac00scot/}}</ref>
==Tööpõhimõte==
* keskseade, millel on aritmeetika-loogikaseade ja registrid
21. rida:
* väline massmälu
* sisend-väljund seadmed<ref name=":0" />
=== Võrdlus Harvardi arhitektuuriga ===
Arvutis, mis rakendab Harvardi arhitektuuri põhimõtteid, on käskude ja andmete jaoks eraldi mälud ja siinid. Sellest tulenevalt on protsessor võimeline tegelema rööpselt nii andmete kui käskudega, ja seda ka siis, kui puudub vahemälu. Selline arhitektuur parandab oluliselt arvuti jõudlust.
{| class="wikitable"
|-
! style="width: 200pt;" | von Neumanni arhitektuur
! style="width: 200pt;" | Harvardi arhitektuur
|-
|Andmetel ja käskudel on ühine mälu ja siinid || Andmetel ja käskudel on eraldi mälud ja siinid
|-
|Infotöötlus aeglasem, sest käsud ja andmed kasutavad ühist siini ning seega ei saa protsessor tegeleda üheaegselt mõlemaga || Infotöötlus kiirem, sest protsessor saab samaaegselt lugeda käske ja pöörduda mälu poole
|-
|Riistvaraliselt lihtsam ja odavam ehitada || Riistvaraliselt keerulisem ja kulukam ehitada
|}
==Varajased Von Neumanni arhitektuuril põhinevad arvutid==
| |||