Modello di Von Neumann architecture

Architettura di Von Neumann

Con l'espressione architettura di von Neumann (o macchina di von Neumann) ci si riferisce a uno schema di progettazione di calcolatori elettronici che prende nome dal matematico John von Neumann.

Il modello di Von Neumann è quanto di più prossimo alla reale struttura di un calcolatore; può essere considerato (in via esemplificativa) il modello base di tutti i moderni calcolatori.

Architettura di Von Neumann

Lo schema si basa su quattro componenti fondamentali:

• CPU, che gestisce in modo sequenziale il sistema, coordina le attività degli altri dispositivi e preleva istruzioni di un programma dalla memoria, le decodifica e le esegue. Si divide a sua volta in:
  • Unità operativa, nella quale uno dei sottosistemi più rilevanti è l'ALU (Arithmetic Logic Unit)
  • Unità di controllo
• Unità di memoria, intesa come memoria di lavoro o memoria principale (RAM, Random Access Memory). Contiene istruzioni e dati necessari per l'esecuzione del programma;
• Interfaccia di I/O, consente alla cpu di dialogare con la periferica (mondo esterno), trasferendo informazioni;
• Bus, un canale che collega tutti i componenti fra loro.

Fasi della Macchina di Von Neumann

• Fase di fetch: Preleva dall'esterno una stringa di bit che indica il prossimo passo da fare (macchina programmabile); esegue, quindi, uno dopo l'altro una sequenza di passi (programma).

• Fase di decodifica: Interpreta la stringa di bit come istruzione macchina.

• Fase di esecuzione: svolge quanto richiesto e accede all'esterno per scambiare dati.