컴구) 폰 노이만 구조

# 폰 노이만 구조

폰 노이만 구조란 기존 대부분의 컴퓨터가 채택하고 있는 <제어장치, 연산장치, 기억장치>로 이루어진 프로그램 내장방식의 설계구조이다.

- 프로그램 내장방식이란, '전자계산기에 기억장치를 갖추고 연산의 순서를 부호화해 기억시킨 후 기억된 내용을 순차적으로 꺼내 명령을 해독하고 연산을 실행하는' 방식이다.

- 1945년 당시 진공관과 전선으로 코딩을 하던 시대;;에서 이런 프로그램 내장방식의 등장은 가히 혁신적이었다. 

- CPU, 메모리, 입출력장치의 구조는 건들일 필요 없이 소프트웨어만 손보면 원하는 연산을 얻어낼 수 있게 되기 때문이다.

 

위키피디아

[특징]

1. 명령과 데이터를 저장하는 주기억장치(메모리), 산술논리 연산장치(ALU), 프로그램 제어장치(Control Unit), 입출력장치로 구성된다. 

2. 프로그램 코드는 기억장치에 저장된 순서로 실행되며, 그 주소는 CPU 내부의 프로그램 카운터(PC)에 의해 지정된다.

3. 제어장치와 연산장치에 각종 기본 레지스터들을 포함한다.

4. 명령어 인출과 실행 사이클을 반복적으로 수행하며 동작한다.

5. 프로그램은 메모리에 올라와야 사용이 가능하다.

(운영체제도 프로그램이기 때문에 메모리에 올라와야 실행이 가능하다)

 

[문제점]

데이터 메모리와 프로그램 메모리가 구분되어있지 않다 

- 하나의 버스로 구성되어 있다. 명령어와 데이터를 동시에 꺼내올 수 없다는 뜻이다. 

(명령어 받아오고,, 데이터 받아오고,, 연산하고,, 명령어 받아오고,, 연산결과 내보내고,, 데이터 쓰고,,,,,)

- 모든 명령어와 데이터가 하나의 버스에 꽉꽉 몰리는데다, 메모리의 읽고쓰는속도가 CPU의 연산속도보다 느려 <폰 노이만 병목현상>이 발생하게 된다.

- 이를 완화하고자 나타난게 <하버드 구조> (데이터 메모리와 명령어 메모리를 분리한 구조)

 

[1줄 요약]

폰 노이만 구조란 CPU, 메모리, 프로그램 세가지 요소를 갖는 프로그램 내장방식 컴퓨터 구조이며, 프로그램은 메모리에 올라와야 실행이 가능하다.