Von Neumann mimarisi veri ve komutları tek bir yığıncak (depolama) biriminde bulunduran bilgisayar tasarı örneğidir. dışında Turing makinesi'nin ilkelerini uygulayan her bilgisayarı tanımlamak için kullanılır. Merkezi işlem biriminin bağımsızlığı dolaylı olup, "saklı yazılım bilgisayarı" (stored program computer) ile eşanlamlı olarak kullanılır.
Tarihçe
İlk bilgisayarlar değişmez yazılımlara (veya programlara) sahiptiler. Bir makine hangi işlemi gerçekleştirmesi için tasarlandıysa sadece onu yerine getirebiliyordu. Günümüzde bazı basit bilgisayarlar hâlâ bu yapıyı kullanmaktadırlar. Bu tür bilgisayarların yeni bir görevi yerine getirebilmesi için donanımlarının tekrar tasarlanması zorunludur.
Bu zorlukların aşılması "saklı yazılım bilgisayarı" ilkesi ile gerçekleşmiştir. Söz konusu makinenin yürütebileceği bir dizi komutun tanımlanması ile bilgisayarlar çok daha esnek bir yapıya kavuştular. Komut ve verinin aynı biçimde saklanması ise, bu ilke sayesinde yazılımın kolayca değiştirilebilmesine olanak tanımıştır.
Saklı yazılım tasarımı, ayrıca yazılımların çalıştırılmaları esnasında kendilerini değiştirebilmelerini mümkün kılar. Bu özelliğin nedeni ise, geçmişte doğan, komutların bulunaklarını (adreslerini) değiştirebilme gereksinimidir. Günümüzde sayesinde bu sorun çözülmüştür, ancak kendini değiştiren yazılımların hatalarının ayıklanması son derece güç olduğundan yaygınlık kazanamamışlardır. Daha büyük ölçekte, komutları veri olarak kullanabilmek, derleyicilerin ana ilkesi olup, yazılımların yazılım yazmasına izin verir.
von Neumann mimarisinin dar geçit sorunu dışında, en olumsuz yanı hatalı yazılımların kendilerine, işletim sistemine ve hatta diğer yazılımlara zarar verebilmeleridir, örneğin arabellek taşması (buffer overflow) gibi.
İlk tasarılar
"von Neumann mimarisi" ad olarak John von Neumann'ın 30 Haziran 1945 tarihli makalesine dayanır. Bu makale genel amaçlı bir saklı yazılım bilgisayarının tasarısı üzerinedir. Saklı yazılımı bilgisayarı fikri Moore Elektrik Mühendisliği Okulu'nda von Neumann'dan önce de bilinmekteydi, ancak kim tarafından ortaya atıldığı bilinmemektedir.
ve ENIAC üzerine olan çalışmaları sürerken de saklı yazılım bilgisayarı hakkında bir makale yayımlamışlardır (1943). Ancak ENIAC'ın tasarım sürecinde delikli kartlardan veri okunması çok yavaş kaldığından, makine sabit yazılım ilkesine göre tasarlanmıştır.
Alan Turing ise 19 Şubat, 1946 tarihinde Pilot ACE adlı bir saklı yazılım bilgisayarının tam tasarımını yayımlamıştır.
Von Neumann dar geçidi
Bellek ile Merkezi işlem biriminin (MİB) ayrılması von Neumann dar geçidi olarak bilinen soruna yol açmaktadır. Bu sorun MİB ile bellek arası veri taşıma hızının, bellek miktarına göre çok düşük olmasından kaynaklanmaktadır. Öyle ki, MİB zamanın büyük çoğunluğunu bellekten istenilen verinin gelmesini beklemekle geçirir. Son yıllarda MİB'lerin hızları ile bellek erişim hızlarının arasındaki farkın açılması ile bu sorun daha da büyümüştür.
Sorunu hafifletmek adına arabellek (cache memory) ve (branch prediction) uygulayımbilimleri geliştirilmiştir.
Evrim
1960 ve 1970'lerde bilgisayarlar küçülmeye ve hızlanmaya başladı, dolayısıyla mimarileri de evrim geçirdi. Örneğin (bellek-haritalı G/Ç) giriş ve çıkış cihazlarının hafıza ile aynı şekilde değerlendirilmesine izin veriyor. Yalnızca bir kullanılarak düşük bütçeyle modüler bir sistem oluşturulabilir. Bazen bu pratiğe mimarinin "düzene sokulması" (İngilizce: "streamlining") denir.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ EDVAC 23 Nisan 2004 tarihinde Wayback Machine sitesinde . (PDF, 420 KB)
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Von Neumann mimarisi veri ve komutlari tek bir yigincak depolama biriminde bulunduran bilgisayar tasari ornegidir disinda Turing makinesi nin ilkelerini uygulayan her bilgisayari tanimlamak icin kullanilir Merkezi islem biriminin bagimsizligi dolayli olup sakli yazilim bilgisayari stored program computer ile esanlamli olarak kullanilir von Neumann mimarisinin semasiTarihceIlk bilgisayarlar degismez yazilimlara veya programlara sahiptiler Bir makine hangi islemi gerceklestirmesi icin tasarlandiysa sadece onu yerine getirebiliyordu Gunumuzde bazi basit bilgisayarlar hala bu yapiyi kullanmaktadirlar Bu tur bilgisayarlarin yeni bir gorevi yerine getirebilmesi icin donanimlarinin tekrar tasarlanmasi zorunludur Bu zorluklarin asilmasi sakli yazilim bilgisayari ilkesi ile gerceklesmistir Soz konusu makinenin yurutebilecegi bir dizi komutun tanimlanmasi ile bilgisayarlar cok daha esnek bir yapiya kavustular Komut ve verinin ayni bicimde saklanmasi ise bu ilke sayesinde yazilimin kolayca degistirilebilmesine olanak tanimistir Sakli yazilim tasarimi ayrica yazilimlarin calistirilmalari esnasinda kendilerini degistirebilmelerini mumkun kilar Bu ozelligin nedeni ise gecmiste dogan komutlarin bulunaklarini adreslerini degistirebilme gereksinimidir Gunumuzde sayesinde bu sorun cozulmustur ancak kendini degistiren yazilimlarin hatalarinin ayiklanmasi son derece guc oldugundan yayginlik kazanamamislardir Daha buyuk olcekte komutlari veri olarak kullanabilmek derleyicilerin ana ilkesi olup yazilimlarin yazilim yazmasina izin verir von Neumann mimarisinin dar gecit sorunu disinda en olumsuz yani hatali yazilimlarin kendilerine isletim sistemine ve hatta diger yazilimlara zarar verebilmeleridir ornegin arabellek tasmasi buffer overflow gibi Ilk tasarilar von Neumann mimarisi ad olarak John von Neumann in 30 Haziran 1945 tarihli makalesine dayanir Bu makale genel amacli bir sakli yazilim bilgisayarinin tasarisi uzerinedir Sakli yazilimi bilgisayari fikri Moore Elektrik Muhendisligi Okulu nda von Neumann dan once de bilinmekteydi ancak kim tarafindan ortaya atildigi bilinmemektedir ve ENIAC uzerine olan calismalari surerken de sakli yazilim bilgisayari hakkinda bir makale yayimlamislardir 1943 Ancak ENIAC in tasarim surecinde delikli kartlardan veri okunmasi cok yavas kaldigindan makine sabit yazilim ilkesine gore tasarlanmistir Alan Turing ise 19 Subat 1946 tarihinde Pilot ACE adli bir sakli yazilim bilgisayarinin tam tasarimini yayimlamistir Von Neumann dar gecidiBellek ile Merkezi islem biriminin MIB ayrilmasi von Neumann dar gecidi olarak bilinen soruna yol acmaktadir Bu sorun MIB ile bellek arasi veri tasima hizinin bellek miktarina gore cok dusuk olmasindan kaynaklanmaktadir Oyle ki MIB zamanin buyuk cogunlugunu bellekten istenilen verinin gelmesini beklemekle gecirir Son yillarda MIB lerin hizlari ile bellek erisim hizlarinin arasindaki farkin acilmasi ile bu sorun daha da buyumustur Sorunu hafifletmek adina arabellek cache memory ve branch prediction uygulayimbilimleri gelistirilmistir EvrimMimarinin tekil evrimi 1960 ve 1970 lerde bilgisayarlar kuculmeye ve hizlanmaya basladi dolayisiyla mimarileri de evrim gecirdi Ornegin bellek haritali G C giris ve cikis cihazlarinin hafiza ile ayni sekilde degerlendirilmesine izin veriyor Yalnizca bir kullanilarak dusuk butceyle moduler bir sistem olusturulabilir Bazen bu pratige mimarinin duzene sokulmasi Ingilizce streamlining denir Ayrica bakinizHarvard mimarisi Turing makinesiKaynakca EDVAC 23 Nisan 2004 tarihinde Wayback Machine sitesinde PDF 420 KB