Komputila arkitekturo

El kio konsistas komputilo? Tiu demando estas demandebla kaj respondebla sur diversaj niveloj. Eblas diri, ke komputilo konsistas el cirkvitoj, diskoj, ekrano, klavaro, muso, kesto, ktp.; sed pli utila bildo rezultas, se ni grupigas tiujn elementojn laux ilia baza funkcio. Multaj komputiloj havas strukturon similan al la "modelo (aux arkitekturo) de von Neumann", nomita laux la Hungara matematikisto Johano von Neumann (Neumann Janos), kiu laboris ankaux en Germanio kaj Usono. Komputilo tiumodela konsistas el:

• centra procezilo (centra proceza unuo, CPU),
• centra memoro, en kiu estas kaj la prilaborataj datenoj kaj la prilaboranta programo,
• periferiaj unuoj, per kiuj la CPU komunikas kun la ekstera mondo (presilo, modemo, diskiloj, bendiloj, ktp.).

Karakterizaj ecoj de tia arkitekturo estas:

• Ekzistas nur unu aktiva elemento, la CPU, kiu zorgas pri la komunikado inter la ceteraj (pasivaj) elementoj. Tio evidente sxargxas la CPU per multe da laboro. kaj oni parolas pri la "malvastejo" aux "botel-kolo" de von Neumann, tra kiu devas pasi cxio prilaborata.
• Datenoj kaj programo(j) dividas inter si reciproke la saman centran memoron. En la unuaj komputaj masxinoj ofte estis aparta memoro por programoj, ecx en malsama tekniko, kaj tiu memoro ne estis modifebla de la komputilo (nur de ekstere). La principo de von Neumann ebligas, ke komputilo modifu aux ecx generu programojn; tio ekzemple okazas, kiam gxi tradukas alt-lingvan programon en masxinan lingvon. Tio estas granda avantagxo, sed ankaux certa dangxero, cxar povas okazi damagxo al programo (ekz. per virusoj).

Modernaj komputilo ofte devias de tiu arkitekturo, ekzemple se ili ebligas rektan komunikadon de memoro al presilo, aux havas pli ol unu procezilon. Sed por kompreni la funkciadon de komputilo la modelo de von Neumann estas plu tre utila, cxar preskaux cxiujn aspektojn de komputiloj oni povas kompreni laux tiu modelo.