A Arquitetura Von Neumann

Arquitetura Von Neumann

No ano de 1942, iniciou-se o projeto inicialmente denominado Computador IAS, que tinha como objetivo construir o primeiro computador eletrônico do mundo, o qual foi guiado por John Von Neumann, professor de matemática que já havia contribuído em áreas dela, por exemplo: mecânica quântica e teoria dos conjuntos. Após a segunda guerra mundial, John escreveu um relatório sobre o “Computador IAS”, posteriormente chamado de Arquitetura Von Neumann.

A Arquitetura em si é composta por três pilares, no caso: Unidade de Processamento Central, Sistemas de Memória e Sistemas de Entrada e Saída. A Unidade de processamento Central (CPU), é caracterizada pela composição de registradores, unidade de controle (UC), unidade de lógica aritmética (ULA) e o contador de programa (PC). Os registradores são memórias temporárias existentes na CPU. A UC é a unidade responsável por buscar as instruções na memória principal e classificar o tipo delas. A ULA é a unidade responsável por fazer as operações booleanas e aritméticas. O PC é responsável por comunicar a UC qual a próxima instrução a ser executada. O Sistema de Memória Principal é unidade responsável por armazenar os dados e os códigos do programa. O sistema de Entrada e Saída é a unidade responsável por captar os dados de entrada, e apresentar os resultados de saída do programa.

Existe um ciclo de execução de um programa, o qual se caracteriza pelos seguintes passos: o Contador de Programa é utilizado pela Unidade de Controle para qual e onde está a próxima instrução; a UC busca a próxima instrução do programa na Memória Principal; é feita a decodificação da instrução para uma linguagem na qual a Unidade Lógica Aritmética irá interpretar; os dados requeridos são transferidos e alocados nos registradores da Unidade de Processamento Central; A ULA executa a instrução e coloca os resultados na memória ou nos registradores.

Contudo, os dispositivos eletrônicos utilizam arquiteturas derivadas de Von Neumann, todos possuem CPU, Memória e I/O, mas com certas diferenças como separação de memória RAM e HD, uma utilizada para carregar programas em execução e outra para armazenar dados deles, além de trabalhar em frequências superiores se comparadas a da época.

Referências:

https://medium.com/trainingcenter/a-arquitetura-de-von-neumann-121489873fd4

http://www.esalq.usp.br/lepse/imgs/conteudo_thumb/A-Arquitetura-de-computador-de-von-Neumann.pdf