1. Основна карактеристика која разликује рачунарски уређај од других
рачунских уређаја попут бројача, калкулатора и сличних је та што се низ
рачунских команди претходно записује у меморију рачунара и све те
команде се затим извршавају аутоматски једна за другом.
Сви савремени рачунари реализовани су тако да се програм и полазни
подаци над којима ће се обављати операције налазе истовремено у
оперативној меморији рачунара. Рачунару сe пре почетка извршења
програма даје потребна информација, и он увек једнозначно одређује где
се у меморији налази програм а где подаци. Овакав принцип реализације
рачунара зове се принцип програмског управљања рачунаром, а за
рачунаре кажемо да су то рачунари са упамћеним програмом.
Прву рачунарску машину са аутоматским извршавањем команди
предложио је Џон фон Нојман (John von Neumann).
Он је описао прву такву машину и њене основне компоненте. Таква
машина, реализована по предложеним принципима, назива се фон
Нојманова машина, модел или архитектура. Већина савремених
рачунара реализована је на основу принципа фон Нојманове
архитектуре.
4.3. Принцип програмског управљања
рачунаром– Фон Нојманов рачунар
2. Фон Нојманова машина је имала пет основних делова: меморију,
аритметичко логичку јединицу, јединицу за управљање програмом и
улазну и излазну опрему.
Меморија се састојала од 4096 регистара од којих је сваки имао дужину
речи од 40 битова. Свака реч је садржала или две 20-битне инструкције
или два 39-битна означена цела броја. Осам битова инструкције је
дефинисало операцију, а преосталих 12 је специфицирало реч у
меморији.
4.3. Принцип програмског управљања
рачунаром– Фон Нојманов рачунар
3. 4.3. Принцип програмског управљања
рачунаром– Фон Нојманов рачунар
Унутар аритметичко логичке
јединице, претече савремене
централне процесорске јединице
(CPU, Central Processing Unit), је
био специјални интерни 40-битни
регистар које се звао
акумулатор.
4. 4.3. Принцип програмског управљања
рачунаром– Фон Нојманов рачунар
Улазни уређај је имао за
задатак да пренесе команде
и податке у аритметичко
логичку јединицу, одакле су
се они уписивали у
меморију.
5. 4.3. Принцип програмског управљања
рачунаром– Фон Нојманов рачунар
Све команде, чију свеукупност називамо програмом, записиване су у
суседне меморијске регистре једна за другом и свакој је додељивана по
једна из растућег низа адреса. Подаци, над којима је вршена обрада,
уписивани су у меморијске регистре са произвољним адресама. Последња
програмска команда у низу је била команда за заустављање рада програма.
Свака команда састојала се од кода операције коју је требало извршити и
адресе меморијског регистра у коме се налазио податак неопходан за
обраду том командом.
6. 4.3. Принцип програмског управљања
рачунаром– Фон Нојманов рачунар
Управљачка јединица је садржала
посебан регистар који се звао бројач
команди. Након преузимања
програмских команди и података у
меморију у бројач команди се уписује
адреса прве команде програма. После
тога, рачунар прелази у стање
аутоматског извршавања програма.
Управљачка јединица је из меморије
учитавала садржај регистра са адресе
која се налазила у бројачу команди и
тај садржај је смештала у свој посебан
регистар који се звао регистар
команди. У том регистру се команда
чувала у време њеног извршења.
Управљачка јединица је још и
декодирала тип операције команде,
учитавала податке из меморије са
адресе на коју је показивала команда и
приступа извршењу команде.
