Вон Неуманнов принципи у рачунарским системима

Брз развој електронских рачунарских система у двадесетом веку покренуо је питање потребе за развојем принципа за структуру електронских система који би максимално оптимизовали њихов рад. То су такозвани принципи фон Нојмана, које су предложили 1946. три научника и математичара са Универзитета Пенсилваније: Џон фон Нојман, Артхур Беркс и Херман Холштајн. Занимљиво је да је име првог у то време већ било познато у научној заједници, због чега је ауторитет потиснуо имена других девелопера у други план. У овом чланку предложена је нова архитектура рачунара. Принципи вон Неуманновог главног садржаја изнели су потребу да се користи бинарни систем кодова за представљање информација у систему. Поред тога, предложена је и ефикасност коришћења једне меморије за програме и за базу података.

Принципи рада компјутера вон Неуманна

• Аддрессед меморије. Меморија у својој структури треба да се састоји од нумерисаних ћелија. Обе команде и информативни подаци чувају се у овим меморијским ћелијама као бинарни код. За приступ процесорима, користе се адресе (заправо бројеви одговарајућих ћелија).
• Софтвер управљање. Принципи Фон Нојман претпоставља да сви прорачуни у структури алгоритма за решавање проблема морају бити представљени као програм, који се, пак, састоји од специфичног низа команди, од којих је сваки одговоран за један од низа операција које систем користи. Команде се чувају у меморијским ћелијама и извршавају редоследом ћелија. Принципи вон Неуманн такође сугеришу да се овај редослед може променити ако је потребно и уз помоћ специјалних команди.
• Униформност меморије. И команде и информативни подаци се чувају у једној меморији, тако да се могу екстерно разликовати. Препознатљиви су само по начину на који се користе. То вам омогућава да извршите исте операције на тимовима као и на бројевима, отварајући тако и додатне могућности. На пример, ако циклично промените структуру адресе наредбе, можете осигурати да систем приступи узастопним елементима стабла података. Такве технике се називају измене команди. Истовремено, треба напоменути да у модерном програмирању нису добродошли. Па ипак, они имају корисну својину, а то је да се наредба једног програма може добити као резултат акције другог програма. На пример, ова техника лежи у основи такозваног превода, тј. Превода програмског текста са високог језика на језик који је доступан одређеном компјутерском систему. Овај и следећи принципи фон Нојмана су суштински важни у свакој архитектури.
• Бинарно кодирање. То подразумева кодирање свих информација података и команди системом бинарних цифара 0 и 1. Редослед ових цифара одређује целу ширину могућности система. Такав низ се зове поље.