ארכיטקטורת פון נוימן

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
זיכרון יחידת בקרה יחידה אריתמטית-לוגית קלט פלטVon Neumann architecture he.svg
לדף הקובץ
תמונה אינטראקטיבית (לחצו להסבר)‏

תכנון של ארכיטקטורת פון נוימן

ארכיטקטורת פון נוימן או לעתים גם מכונת פון נוימן היא מודל שהציע בשנות הארבעים המתמטיקאי ג'ון פון נוימן למבנהו של המחשב. במודל זה, זיכרון המחשב משמש הן לאחסון התוכנית שהמחשב מבצע והן לאחסון הנתונים שתוכנית זו קוראת או כותבת. התוכנית מבוצעת על ידי יחידה אריתמטית לוגית ויחידת בקרה. המחשב הראשון שנבנה על־פי מודל זה הוא מכונת IAS שנבנתה במכון למחקר מתקדם שבפרינסטון בהנחייתו של פון נוימן. עד ימינו מבוססים המחשבים על מודל זה, כאשר היחידה האריתמטית לוגית ויחידת הבקרה מאוחדים לכדי יחידת העיבוד המרכזית.

צוואר בקבוק פון-נוימן[עריכת קוד מקור | עריכה]

צוואר בקבוק פון-נוימן (מכונה גם 'חומת הזיכרון'), מתייחס לקצב המוגבל של העברת הנתונים בין המעבד לבין הזיכרון, בשל הפרדתם לרכיבים שונים ואופי פעולתם. את המונח טבע ג'ון באקוס בשנת 1977 בעת קבלת פרס טיורינג.

מעבדים מודרניים פועלים בקצב הגבוה באופן משמעותי מקצב העבודה של הזיכרון (יותר מפי 100[דרוש מקור]), והדבר מגביל מאוד את יכולת הגידול של ארכיטקטורת פון-נוימן. במקרים בהם תוכנית מבצעת עיבוד מינימלי על כמויות גדולות של נתונים, המעבד נאלץ להמתין ללא הרף לזיכרון, עד שזה יכתוב או יקרא את הנתונים. משנת 1986 ועד שנת 2000, מהירות המעבדים השתפרה ב-55% לשנה[דרוש מקור], אך מהירות הזיכרון השתפרה רק ב-10% לשנה. בהתחשב במגמות אלה, נראה שמהירות הזיכרון תהיה צוואר הבקבוק המכריע בביצועי המחשב.

דרך להתמודדות עם בעיה זו היא באמצעות הוספת זיכרון מטמון על גבי המעבד עצמו (או בקרבתו) וניהול מדרגי של הזיכרון. עם זאת, בשיטה זו יש להתמודד עם בעיית עקביות הנתונים במערכות מרובות מעבדים.

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Pfister, Gregory (1997), In Search of Clusters, Prentice Hall, ISBN 0138997098

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]