Architettura di von Neumann
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Con l'espressione architettura di von Neumann (o macchina di von Neumann) ci si riferisce a uno schema di progettazione di calcolatori elettronici che prende nome dal matematico John von Neumann.
Lo schema si basa su quattro componenti fondamentali:
- CPU o unità di lavoro che si divide a sua volta in
- Unità operativa, nella quale uno dei sottosistemi più rilevanti è l'ALU (Arithmetic Logic Unit)
- Unità di controllo
- Unità di memoria, intesa come memoria di lavoro o memoria principale (RAM, Random Access Memory)
- Unità di input, tramite la quale i dati vengono inseriti nel calcolatore per essere elaborati
- Unità di output, necessaria affinché i dati elaborati possano essere restituiti all'operatore
All'interno dell'ALU è presente un registro detto accumulatore, che fa da buffer tra input e output grazie a una speciale istruzione che carica una parola dalla memoria all'accumulatore e viceversa.
Bisogna comunque precisare che questa è una schematizzazione molto sintetica, sebbene molto potente: basti pensare che i computer di uso comune sono progettati secondo l'architettura Von Neumann (ciò non è necessariamente vero, ad esempio, per un mainframe aziendale).
Inoltre, quando si parla di unità di memoria si intende la memoria principale, mentre le memorie di massa sono considerate dispositivi di I/O.
Il motivo di ciò è innanzitutto storico, in quanto negli anni Quaranta, epoca a cui risale questa architettura, la tecnologia non lasciava neanche presupporre dispositivi come hard disk, CD-ROM, DVD-ROM o anche solo nastri magnetici, ma anche tecnico, se si considera che in effetti i dati da elaborare devono comunque essere caricati in RAM, siano essi provenienti da tastiera o da hard-disk.
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