Princetonská – Von Neumannova architektúra počítača
Počítač von Neumannovej schémy pracuje nasledovne:
- Do operačnej pamäti sa pomocou vstupných zariadení cez ALU umiestni program, ktorý bude vykonávať výpočet. Rovnakým spôsobom sa do operačnej pamäti umiestnia dáta, ktoré bude program spracovávať.
- Prebehne vlastný výpočet, pričom jednotlivé kroky vykonáva ALU. Táto jednotka je v priebehu výpočtu spolu s ostatnými modulmi riadená radičom počítača. Medzivýsledky sú ukladané do operačnej pamäte. Radič vyhodnotí zadaný príkaz, zistí akými operáciami sa dá vyriešiť tieto informácie postúpi ďalej ALU.
- Po skončení výpočtov sú výsledky poslané cez ALU na výstupné zariadenie.
Teória Johna von Neumanna s menšími zmenami platí dodnes, sú pre ňu charakteristické nasledujúce vlastnosti:
- počítač sa skladá z piatich základných častí, t. j. procesor ALJ, radič, operačná pamäť, vstupné zariadenia, výstupné zariadenia (viď tabuľka),
- program je uložený v pamäti počítača,
- procesor vykonáva inštrukcie programu postupne,
- údaje sa spracúvajú v dvojkovej sústave.
|
Časť PC |
Popis |
|
ALJ (aritmeticko-logická jednotka) |
Jednotka vykonávajúca všetky aritmetické a logické operácie. Obsahuje bloky určené na aritmetické operácie ako sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie. Zároveň obsahuje bloky na logické operácie ako porovnávanie a pod. Úlohou ALJ je krok po kroku vykonávať program uložený v pamäti. |
|
Radič (riadiaca jednotka) |
Riadiaca jednotka počítača, ktorá riadi jeho celú činnosť. Toto riadenie sa uskutočňuje pomocou riadiacich signálov, ktoré predáva každému zariadeniu. Reakciou na riadiace signály sú stavové hlásenia radiča, ktoré sú mu posielané na spracovanie a následné rozhodnutie nad ďalším krokom. |
|
Operačná pamäť |
Slúži ako skladisko pre samotný program, dáta programu, dočasné skladisko pre medzivýpočty a samotné výsledky. V operačnej pamäti sa nachádzajú miesta na uloženie daných dát, ktoré je možné adresovať a tým čítať a zapisovať z a do ľubovoľného miesta v pamäti. Najzákladnejšou bunkou pamäte je jeden bit, ktorý reprezentuje logický stav 0 alebo 1. Množina ôsmich bitov sa nazýva jeden bajt. |
|
Vstupné zariadenia |
Zariadenie, ktoré slúži na vstup programu a dát. |
|
Výstupné zariadenia |
Zariadenie, ktoré slúži na výstup spracovaných dát, ktoré ALJ spracovala pomocou programu. |
Štruktúru von Neumannovho počítača IAS je až na malé výnimky platná dodnes. V strede je ALJ (aritmeticko-logická jednotka), radič riadi činnosť celého počítača a odovzdáva povely operačnej pamäti, ALJ a vstupno-výstupným zariadeniam a späť od nich dostáva stavové hlásenia. Z operačnej pamäte radič číta inštrukcie, tieto dekóduje a prevádza na postupnosť signálov. Procesor číta dáta z operačnej pamäte alebo zo vstupného zariadenia, zároveň dáta odkladá do pamäte alebo zapisuje na výstupné zariadenia.
Späť na Architektúru počítačov
Späť na Úvodnú stránku
Didaktický autotest