Von Neumann
Composants principaux
- Unité centrale de traitement (CPU) : Exécute les instructions. Elle comprend :
- Unité de contrôle : Coordonne l'exécution des instructions.
- Unité arithmétique et logique (ALU) : Effectue les opérations mathématiques et logiques.
- Mémoire : Stocke les instructions et les données dans un même espace mémoire.
- Unités d'entrée/sortie (I/O) : Permettent de communiquer avec l'utilisateur ou d'autres systèmes (clavier, écran, etc.).
- Bus de communication : Relie les différents composants pour le transfert de données, d'instructions et de commandes.
Caractéristiques principales
- Stockage partagé : Les instructions (programme) et les données partagent la même mémoire.
- Exécution séquentielle : Les instructions sont exécutées une par une, sauf cas particulier (multithreading ou pipelines modernes).
- Cycle d'exécution : La CPU fonctionne selon un cycle en trois étapes :
- Fetch : Lecture de l'instruction en mémoire.
- Decode : Décodage de l'instruction.
- Execute : Exécution de l'instruction.
Avantages
- Simplicité de conception : Les instructions et les données sont gérées dans le même espace mémoire.
- Flexibilité : Permet l'exécution de programmes variés.
- Base pour les ordinateurs programmables.
Limites
- Bottleneck de von Neumann : Le transfert entre la mémoire et le processeur peut être lent comparé à la vitesse de traitement.
- Risque de corruption : Une instruction erronée peut écraser des données ou des instructions importantes, car elles partagent la même mémoire.
Conclusion
L'architecture de von Neumann reste fondamentale pour comprendre le fonctionnement des ordinateurs. Bien que des modèles modernes (comme l'architecture Harvard) aient été développés pour pallier certaines de ses limites, elle reste un concept central enseigné en informatique.