Principi di von Neumann nei sistemi informatici

Il rapido sviluppo dei sistemi di calcolo elettronico nel ventesimo secolo sollevò la questione della necessità di sviluppare principi per la struttura dei sistemi elettronici che ottimizzassero al massimo il loro lavoro. Erano i cosiddetti principi di von Neumann, proposti nel 1946 da tre scienziati e matematici dell'Università della Pennsylvania: John von Neumann, Arthur Berks e Hermann Holstein. È interessante notare che il nome del primo era già ampiamente noto in quel momento nella comunità scientifica, in seguito alla quale l'autorità spingeva in secondo piano i nomi degli altri sviluppatori. In questo articolo è stata proposta una nuova architettura del computer. I principi del contenuto principale di von Neumann hanno avanzato la necessità di utilizzare un sistema di codice binario per rappresentare le informazioni nel sistema. Inoltre, è stata avanzata l'idea dell'uso di una singola memoria per i programmi e per il database.

Principi del lavoro al computer di von Neumann

• indirizzata la memoria. memoria nella sua struttura dovrebbe essere costituito da celle numerate. Sia i comandi che i dati informativi sono memorizzati in queste celle di memoria come codice binario. Per l'accesso al processore, vengono utilizzati gli indirizzi (in effetti, i numeri delle celle corrispondenti).
• software gestione. principi von Neumann presuppone che tutti i calcoli nella struttura dell'algoritmo di risoluzione dei problemi debbano essere rappresentati come un programma, che a sua volta consiste in una sequenza specifica di comandi, ognuno dei quali è responsabile di una delle numerose operazioni utilizzate dal sistema. I comandi sono memorizzati in celle di memoria ed eseguiti nell'ordine delle celle. I principi di von Neumann suggeriscono anche che questa sequenza può essere cambiata se necessario e con l'aiuto di comandi speciali.
• Uniformità della memoria. Entrambi i comandi e i dati informativi sono memorizzati in una memoria, quindi possono essere esternamente indistinguibili. Sono riconoscibili solo dal modo in cui vengono utilizzati. Questo ti consente di eseguire le stesse operazioni sia sui team che sui numeri, aprendo così una serie aggiuntiva di possibilità. Ad esempio, se si modifica ciclicamente la struttura dell'indirizzo di un comando, è possibile assicurarsi che il sistema acceda agli elementi successivi della struttura dati. Tali tecniche sono indicate come modifiche ai comandi. Allo stesso tempo, va notato che nella programmazione moderna non lo sono sono i benvenuti. Eppure hanno una proprietà utile, ovvero che il comando di un programma può essere ottenuto come conseguenza dell'azione di un altro programma. Ad esempio, questa tecnica è alla base della cosiddetta traduzione, vale a dire la traduzione di un testo di programma da una lingua elevata a una lingua accessibile a un particolare sistema informatico. Questo e i seguenti principi di von Neumann sono essenziali in tutte le architetture.
• Codifica binaria Implica la codifica di tutte le informazioni di dati e comandi dal sistema di cifre binarie 0 e 1. La sequenza di queste cifre determina l'intera larghezza delle capacità del sistema. Tale sequenza è chiamata campo.