Von Neumann architecture foi publicado pela primeira vez por John von Neumann em 1945.
A sua arquitetura de computador consiste em uma Unidade de Controle, Unidade Aritmética e Lógica (ALU), Unidade de Memória, Registros e Entradas/Saídas.
A arquitetura Neumann é baseada no conceito de computador de programa armazenado, onde os dados de instrução e os dados de programa são armazenados na mesma memória. Este design ainda é usado na maioria dos computadores produzidos hoje.
Unidade Central de Processamento (CPU)
A Unidade Central de Processamento (CPU) é o circuito eletrônico responsável pela execução das instruções de um programa de computador.
Por vezes é referido como o microprocessador ou processador.
A CPU contém a ALU, CU e uma variedade de registos.
Registos
Registos são áreas de armazenamento de alta velocidade na CPU. Todos os dados devem ser armazenados em um registro antes de poderem ser processados.
| MAR | Registo de endereços de memória | Retende a localização da memória dos dados que precisam ser acessados |
|---|---|---|
| MDR | Memória Registo de dados | Retende dados que estão a ser transferidos para ou da memória |
| AC | Acumulador | Onde resultados lógicos e aritméticos intermédios são armazenados |
| PC | Contador de programas | Contém o endereço da próxima instrução a ser executada |
| CIR | Corrente Instruction Register | Contém a instrução atual durante o processamento |
Unidade aritmética e lógica (ALU)
A ALU permite aritmética (adicionar, subtrair, etc.) e operações lógicas (AND, OR, NOT etc.) a serem realizadas.
Unidade de Controlo (CU)
A unidade de controlo controla o funcionamento da ALU, memória e dispositivos de entrada/saída do computador, dizendo-lhes como responder às instruções do programa que acabou de ler e interpretar a partir da unidade de memória.
A unidade de controle também fornece os sinais de tempo e controle exigidos por outros componentes do computador.
Bus
Bus são o meio pelo qual os dados são transmitidos de uma parte do computador para outra, conectando todos os principais componentes internos à CPU e memória.
Um barramento padrão do sistema da CPU é composto por um barramento de controle, barramento de dados e barramento de endereço.
Carrega os endereços dos dados (mas não os dados) entre o processador e a memória
Carrega os dados entre o processador, a unidade de memória e os dispositivos de entrada/saída
Carrega sinais/comandos de controle da CPU (e sinais de status de outros dispositivos) para controlar e coordenar todas as atividades dentro do computador
Unidade memória
A unidade de memória consiste em memória RAM, por vezes referida como memória primária ou principal. Ao contrário de um disco rígido (memória secundária), esta memória é rápida e também directamente acessível pela CPU.
RAM é dividida em partições. Cada partição consiste de um endereço e seu conteúdo (ambos na forma binária).
O endereço identificará exclusivamente cada local na memória.
Carregar dados da memória permanente (disco rígido), para a memória temporária (RAM) mais rápida e diretamente acessível, permite à CPU operar muito mais rapidamente.