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3 Das von Neumann-Modell

Ein Mitglied des ENIAC-Projektes war de John von Neumann. Von Neumann war ein weltweit bekannter Mathematiker und wird gelegentlich als ein Genie vom Range eines Leonardo da Vinci bezeichnet. Er hatte ein phänomenales Gedächtnis und neben der Mathematik auch ausgezeichnete Kenntnisse in Physik. Ihm fiel auf, dass die Programmierung des ENIAC über das Umstecken von Kabeln und das Betätigen von Schaltern viel zu umständlich war. Er entwarf daher ein Konzept, das heute als "von Neumann-Maschine" bekannt ist, und nach dem auch das Programm selbst im Speicher des Rechners abgelegt wird. Man muss nicht lange überlegen, um zu verstehen, dass diese Idee die Programmierung von Computern revolutionierte. Wenn sich ein Programm im Speicher des Rechners befindet, sind lediglich einige Ladevorgänge erforderlich, um ein anderes Programm auf dem Rechner laufen zu lassen. Damit wird die Maschine flexibler und universeller, und das Schreiben und Testen von Programmen wird viel einfacher.

von-Neuman Modell; Grafik Rolf Brunsendorf
von-Neuman Modell; Grafik Rolf Brunsendorf

Das Modell besteht aus fünf Teilen: Speicher, Rechenwerk, Steuereinheit, sowie Ein- und Ausgabe. Die wichtigsten Prinzipien lauten wie folgt:

  • Der Speicher enthält sowohl die Operationen selbst als auch die Daten, auf denen die Operationen ausgeführt werden.
  • Die Steuereinheit entspricht einem Befehlsprozessor, in dem die Anweisungen eines Programmes interpretiert und die Ausführung dieser Befehle (z.B. in der richtigen Reihenfolge) gesteuert werden.
  • Das Rechenwerk (ALU = arithmetic logical unit) entspricht einem Datenprozessor, in dem die notwendigen datentransformierenden Operationen durchgeführt werden.
  • Ein- und Ausgabe bilden die Schnittstelle zur Außenwelt, es ist jedoch nicht festgelegt, wie diese Mechanismen implementiert sind.


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