Von Neumannova koncepce počítače

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Von Neumannova koncepce počítače

V roce 1945 vystoupil na přednášce v USA matematik John von Neumann a představil architekturu samočinného univerzálního počítače (von Neumannova koncepce – schéma)

Základy této koncepce se s určitými obměnami používají dodnes

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Popis von Neumannovy koncepce

Operační paměť

Uchovává aktuálně zpracovaná data, programy, výpočty

ALU – Aritmeticko logická jednotka (Arithmetic-Logic Unit)

Výpočetní jednotka, tzn. provádí všechny matematické a logické operace.

ALU čte data z paměti a zpět do paměti jsou ukládány výsledky a mezivýsledky

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Řadič

Jednotka, která řídí činnost všech částí počítače

Zasílá ostatním částem počítače řídící signály a naopak od ostatních částí počítače přijímá zpět jejich stav (stavové signály) a případná chybová hlášení

Činnost řadiče je řízena programem, který je uložen v paměti, ze které řadič jednotlivé kroky programu (instrukce) čte a následně provádí

ALU a řadič se společně označují jako procesor (CPU – Central Processing Unit)

Vstupní zařízení

Vstup programu a dat

Výstupní zařízení

Výstup výsledků, které program v počítači zpracoval

Hlavním úkolem je předat výsledky ve vhodné podobě uživateli

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Princip činnosti počítače podle vNs

1) Do operační paměti se pomocí vstupních zařízení (prostřednictvím ALU) načte program, který bude provádět výpočet.

2) Rovněž se do operační paměti umístí data, se kterými bude program pracovat.

3) Jednotka ALU provede výpočet. Při výpočtech využívá operační paměť k ukládání mezivýsledků.

4) Po ukončení výpočtu jsou výsledky (prostřednictvím ALU) odeslány na výstupní zařízení

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Dnešní počítače a vNs

Von Neumannovo schéma je i dnes aktuální, samozřejmě s několika odlišnostmi.

Především nezná pojem multitasking (souběžné zpracování více úloh teoreticky v jednom okamžiku)

Dále pak nepočítá s vícejádrovými procesory a nezná vstupně/výstupní jednotky, které umí zajišťovat jak vstup, tak i výstup dat.

Komunikace mezi jednotlivými bloky základní jednotky probíhá po skupinách vodičů, které nazýváme sběrnice.

Hardware - komponenty počítačů

Von Neumannova koncepce počítače

Dnešní počítače a vNs Další nevýhodou je to, že rychlost dnešního procesoru je mnohem vyšší než

rychlost přenosu dat mezi operační pamětí a ALU

Proto se v dnešních procesorech používá tzv. paměť cache

Zdroje

• Roubal, Pavel. Informatika a výpočetní technika pro střední školy – teoretická učebnice. ISBN: 978-80-251-3228-9.

• Navrátil, Pavel. S počítačem nejen k maturitě. ISBN: 978-80-7402-020-9.

Von Neumannova koncepce počítače

jméno autora Tomáš Žižka

název projektu Informatika a digitální technika

číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0158

číslo šablony III/2 Inovace výuky pomocí ICT

předmět/ třída (ročník) Informatika/kvarta

pořadové číslo DUM 3

datum 3. 12. 2012

název DUM Von Neumannova koncepce počítače

metodická poznámka k využití

Výuková prezentace, která je zaměřena na von Neumannovu

architekturu/koncepci počítače. Určeno pro frontální výuku s celou

třídou. Vhodné pro nižší gymnázium.