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Modele de von neuman

Certains langages de haut niveau tels que LISP exploitent l`architecture von Neumann en fournissant une méthode abstraite, indépendante de la machine pour manipuler le code exécutable lors de l`exécution, ou en utilisant des informations d`exécution pour régler la compilation juste-à-temps (par exemple, dans le cas de les langues hébergées sur la machine virtuelle Java, ou les langues incorporées dans les navigateurs Web). La machine von Neumann a été créée par son homonyme, John von Neumann, physicien et mathématicien, en 1945, en s`appuyant sur l`œuvre d`Alan Turing. La conception a été publiée dans un document intitulé «première ébauche d`un rapport sur l`EDVAC». Je sais que dans ou environ 1943 ou` 44 von Neumann était bien conscient de l`importance fondamentale du papier de Turing de 1936… Von Neumann m`a présenté ce document et à son insistance, je l`ai étudié avec soin. Beaucoup de gens ont acclamé von Neumann comme le „père de l`ordinateur” (dans un sens moderne du terme), mais je suis sûr qu`il n`aurait jamais fait cette erreur lui-même. Il pourrait bien être appelé la sage-femme, peut-être, mais il a fermement insisté pour moi, et pour les autres, je suis sûr, que la conception fondamentale est due à Turing-dans la mesure où pas prévu par Babbage… Turing et von Neumann, bien sûr, ont également apporté des contributions substantielles à la «réduction de la pratique» de ces concepts, mais je ne considère pas que ceux-ci sont comparables en importance avec l`introduction et la explication du concept d`un ordinateur capable de stocker dans son mémoire son programme d`activités et de modifier ce programme dans le cadre de ces activités. La famille de processeurs Intel x86 est généralement classée comme une machine d`architecture de von Neumann [12]. Mis à part le goulet d`étranglement von Neumann, les modifications du programme peuvent être très nuisibles, soit par accident ou conception. Dans quelques conceptions simples d`ordinateur de programme stocké, un programme défectueux peut endommager lui-même, d`autres programmes, ou le système d`exploitation, conduisant éventuellement à un crash d`ordinateur. La protection de la mémoire et d`autres formes de contrôle d`accès peuvent généralement protéger contre la modification accidentelle et malveillante du programme. À grande échelle, la capacité de traiter les instructions en tant que données est ce qui rend possible les assembleurs, les compilateurs, les linkers, les chargeurs et d`autres outils de programmation automatisés.

Il rend possible des «programmes qui écrivent des programmes». [5] Ceci a fait un écosystème informatique sophistiqué d`auto-hébergement s`épanouir autour des machines d`architecture de von Neumann. Jack Copeland considère qu`il est «historiquement inapproprié de se référer aux ordinateurs numériques de programmes stockés électroniques comme «machines von Neumann». Son collègue de Los Alamos, Stan Frankel, a déclaré de l`égard de von Neumann pour les idées de Turing: le bus partagé entre la mémoire du programme et la mémoire de données conduit au goulot d`étranglement von Neumann, le débit limité (taux de transfert de données) entre l`unité centrale de traitement (CPU) et la mémoire par rapport à la quantité de mémoire. Étant donné que le bus unique ne peut accéder qu`à l`une des deux classes de mémoire à la fois, le débit est inférieur à la vitesse à laquelle la CPU peut fonctionner. Cela limite sérieusement la vitesse de traitement effective lorsque la CPU est nécessaire pour effectuer un traitement minimal sur de grandes quantités de données. La CPU est continuellement forcée d`attendre les données nécessaires pour se déplacer vers ou à partir de la mémoire. Puisque la vitesse du CPU et la taille de la mémoire ont augmenté beaucoup plus rapidement que le débit entre eux, le goulot d`étranglement est devenu plus un problème, un problème dont la gravité augmente avec chaque nouvelle génération de CPU. L`idée centrale du modèle von Neumann est que le programme et les données stockées dans la mémoire de l`ordinateur: en 1947, Burks, Goldstine et von Neumann ont publié un autre rapport qui décrit la conception d`un autre type de machine (une machine parallèle cette fois) qui serait excessivement rapide, capable peut-être de 20 000 opérations par seconde.