von Neumann architecture

von Neumann architecture (tsz. von Neumann architectures)

1. (informatika) Neumann-architektúra

A von Neumann-architektúra egy számítógép-architektúra modell, amelyet John von Neumann és munkatársai dolgoztak ki a 1940-es években. Ez a modell vált a modern számítógépek alapjává, és napjainkban is szinte minden klasszikus digitális számítógép ennek az elvei szerint működik, még akkor is, ha időközben számos továbbfejlesztése született.

A von Neumann-architektúra legfontosabb újítása az volt, hogy a program utasításait és az adatokat ugyanabban a memóriában tárolja. Ez forradalmi gondolat volt, mivel a korábbi rendszerek (pl. mechanikus számológépek vagy lyukkártyás gépek) külön kezelték a programot és az adatokat.

A klasszikus von Neumann-architektúra a következő részekből áll:

A von Neumann-architektúra szerint működő CPU lépésről lépésre hajtja végre a memóriában tárolt utasításokat:

1. Fetch – Az utasítás lekérdezése a memóriából.
2. Decode – Az utasítás értelmezése.
3. Execute – A művelet végrehajtása (pl. összeadás, ugrás, adatmozgatás).
4. Store – Az eredmény visszaírása (ha szükséges).

Ez a ciklus folyamatosan ismétlődik.

Az egyik legismertebb korlát a von Neumann-bottleneck:

• Az adatok és az utasítások ugyanazon a buszon keresztül jutnak el a CPU-hoz.
• Ez korlátozza az adatátviteli sebességet.
• A CPU-nak várnia kell, míg a memóriából megérkezik az adat vagy az utasítás.

Ez a szűk keresztmetszet teljesítménycsökkenést eredményezhet, főként nagy számításigényű alkalmazásoknál (pl. AI, grafika, videó).

• 1945: John von Neumann megírta a híres EDVAC-jelentést, amely lefektette az elveket.
• Az első valós rendszer: IAS-gép (Institute for Advanced Study Computer) – 1951-ben.
• A gyakorlatban a világ első von Neumann-architektúrájú számítógépe a Manchester Baby (1948) volt.

Szinte minden mai általános célú számítógép – legyen az Intel, AMD, ARM alapú – a von Neumann-elvet követi, bár fejlesztett és kibővített formában (cache, pipeline, superscalar, out-of-order execution stb.).

A von Neumann-architektúra egy olyan számítógépes modell, amelyben a program és az adat ugyanabban a memóriában van tárolva, és a központi egység egymás után hajtja végre az utasításokat. Ez a modell egyszerű, rugalmas, és alapjául szolgál a mai általános célú számítógépek működésének. Legnagyobb korlátja a memória és a CPU közötti adatfolyam sebessége, amit modern rendszerek különféle gyorsító technikákkal próbálnak enyhíteni.

• von Neumann architecture - Szótár.net (en-hu)
• von Neumann architecture - Sztaki (en-hu)
• von Neumann architecture - Merriam–Webster
• von Neumann architecture - Cambridge
• von Neumann architecture - WordNet
• von Neumann architecture - Яндекс (en-ru)
• von Neumann architecture - Google (en-hu)
• von Neumann architecture - Wikidata
• von Neumann architecture - Wikipédia (angol)