Arquitetura de von newmann

Arquitetura de Von Neumann

Introdução

O modelo (ou arquitetura) de Von Neumann foi concebido a partir de 1946, quando John Von Neumann e sua equipe desenvolveram um novo projeto de “computador de programa armazenado”. Projetado pela IAS (Princeton Institute for Advanced Studies), este computador foi largamente difundido, influenciando muitos projetos subsequentes de outras máquinas. Ainda hoje, a maior parte dos computadores é concebida tendo, como idéia fundamental, os princípios desta arquitetura. Suas principais características são:

• Possuir uma unidade de processamento central, para a execução de operações lógicas e aritméticas;

• Possuir uma unidade de controle, responsável por determinar o seqüenciamento das instruções a serem executadas por meio de sinais de controle;

• Instruções dos programas armazenadas de maneira seqüencial, facilitando a busca;

• Existência de registradores dedicados ao armazenamento dos operandos e dos resultados das operações;

• Unidade de armazenamento central, na qual são guardados programas e dados, de forma compartilhada;

• Existência de um único barramento do sistema, o qual deve ser usado de forma compartilhada para a transferência de dados e instruções entre os diversos blocos.

Dentre todas as características supracitadas, as duas últimas resultam em restrições severas para a tentativa de aumento de desempenho de computadores baseados no modelo de von Neumann. Levando-se em conta que os tempos de execução das instruções que envolvem apenas operações internas na CPU são muito menores do que o tempo necessário para transferências entre a memória e CPU, o fato de instruções e dados utilizarem o mesmo caminho para serem transferidos da memória principal para a CPU limita a possibilidade de exploração do paralelismo entre operações. Este problema é comumente referido como gargalo do modelo de Von Neumann.

1. Instruções

As instruções de um computador são