L’architecture Von Neumann a été publiée pour la première fois par John von Neumann en 1945.
Sa conception de l’architecture de l’ordinateur se compose d’une unité de contrôle, d’une unité arithmétique et logique (UAL), d’une unité de mémoire, de registres et d’entrées/sorties.
L’architecture de Von Neumann est basée sur le concept d’ordinateur à programme stocké, où les données d’instruction et les données de programme sont stockées dans la même mémoire. Cette conception est encore utilisée dans la plupart des ordinateurs produits aujourd’hui.
Unité centrale de traitement (CPU)
L’unité centrale de traitement (CPU) est le circuit électronique responsable de l’exécution des instructions d’un programme informatique.
Il est parfois appelé microprocesseur ou processeur.
L’unité centrale de traitement contient l’ALU, l’UC et une variété de registres.
Registres
Les registres sont des zones de stockage à haute vitesse dans l’unité centrale. Toutes les données doivent être stockées dans un registre avant de pouvoir être traitées.
| MAR | Registre d’adresse de mémoire | Détient l’emplacement mémoire des données auxquelles il faut accéder | |
|---|---|---|---|
| MDR | Mémoire. Registre de données | Maintient les données qui sont transférées vers ou depuis la mémoire | |
| AC | Accumulateur | Où les résultats arithmétiques et logiques intermédiaires logiques sont stockés | |
| PC | Compteur de programme | Contient l’adresse de la prochaine instruction à exécuter | |
| CIR | Registre d’instruction en cours | . Registre d’instruction | Contenant l’instruction en cours de traitement |
Unité arithmétique et logique (ALU)
L’ALU permet de réaliser des opérations arithmétiques (addition, soustraire etc) et des opérations logiques (ET, OU, NON etc).
Unité de contrôle (UC)
L’unité de contrôle commande le fonctionnement de l’UAL, de la mémoire et des dispositifs d’entrée/sortie de l’ordinateur, en leur indiquant comment répondre aux instructions du programme qu’elle vient de lire et d’interpréter à partir de l’unité de mémoire.
L’unité de contrôle fournit également les signaux de synchronisation et de contrôle requis par d’autres composants de l’ordinateur.
Bus
Les bus sont les moyens par lesquels les données sont transmises d’une partie de l’ordinateur à une autre, reliant tous les principaux composants internes à l’unité centrale et à la mémoire.
Un bus système standard d’unité centrale est composé d’un bus de contrôle, d’un bus de données et d’un bus d’adresses.
Transporte les adresses des données (mais pas les données) entre le processeur et la mémoire
Transporte les données entre le processeur, l’unité de mémoire et les périphériques d’entrée/sortie
Transporte les signaux de contrôle/commandes de l’unité centrale (et les signaux d’état des autres périphériques) afin de contrôler et de coordonner toutes les activités au sein de l’ordinateur
Unité de mémoire
L’unité de mémoire est constituée de RAM, parfois appelée mémoire primaire ou principale. Contrairement à un disque dur (mémoire secondaire), cette mémoire est rapide et également directement accessible par l’unité centrale.
La RAM est divisée en partitions. Chaque partition est constituée d’une adresse et de son contenu (tous deux sous forme binaire).
L’adresse identifiera de manière unique chaque emplacement dans la mémoire.
Le chargement des données de la mémoire permanente (disque dur), dans la mémoire temporaire (RAM), plus rapide et directement accessible, permet au CPU de fonctionner beaucoup plus rapidement.
La RAM est une mémoire primaire ou secondaire.