Von-Neumann-Rechner

1946 von John von Neumann vorgeschlagenes Konzept zur Gestaltung universeller Rechner

Heutige Rechner sind bis auf wenige Ausnahmen (Computer mit mehreren Prozessoren) Weiterentwicklungen dieses Konzeptes.
Sie sind nach folgenden Von-Neumann-Prinzipien aufgebaut:

1. Der Rechner besteht aus fünf Funktionseinheiten:
  • Steuerwerk
  • Rechenwerk
  • Speicher
  • Eingabewerk
  • Ausgabewerk
2. Die Struktur des Von-Neumann-Rechners ist unabhängig vom zu lösenden Problem -> Bearbeitungsvorschrift -> Programm
Ohne dieses Programm ist die Maschine nicht arbeitsfähig.
3. Programme, Daten, Zwischen- und Endergebnisse werden im selben Speicher abgelegt.
4. Der Speicher ist in gleich große Zellen eingeteilt. - lineare Adressier- und Abrufbarkeit
5. Aufeinanderfolgende Befehle eines Programmes sind in aufeinanderfolgenden Speicherzellen. -> Befehlszähler
6. Durch Sprungbefehle kann von der Bearbeitung der Befehle in der gespeicherten Reihenfolge abgewichen werden.
7. Befehlarten (mindestens)
  • arithmetische Befehle
  • logische Befehle
  • Transportbefehle
  • bedingte Sprünge
  • sonstige Befehle (Schieben, Unterbrechen, ...)
8. Alle Daten, Befehle und Adressen werden binär codiert. Dem Inhalt einer Speicherzelle kann man daher nicht entnehmen, ob es sich um ein Datum, einen Befehl oder eine Adresse handelt. Dies gelingt nur durch Nachvollzug eines Programmes.

Die Operationen eines Von-Neumann-Rechners sind elementar.
=>Vorteil =>Nachteil
flexible Einsetzbarkeit schwierige Programmierbarkeit



Daten müssen dauernd zwischen Rechenwerk, Speicher und Steuerwerk ausgetauscht werden
=> weiterer Nachteil
Von-Neumann-Flaschenhals

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