Seit nun mehr als 60 Jahren basieren nahezu alle seit dieser Zeit entwickelten
Prozessorarchitekturen auf dem von-Neumann-Rechnermodell. John von Neumann
entwarf dieses Referenzmodell bereits im Jahre 1946 und gilt daher als
Pionier im Thema Rechnerarchitektur.
Das Konzept beinhaltet bis heute die Grundlage weiterentwickelter Computersysteme
und ist auch grundlegend in modernen Multi-Core-Prozessoren zu finden.
Nach einer kurzen Vorstellung von John von Neumann, wird das theoretische
Konzept, das aus den wesentlichen Bestandteilen der von-Neumann-
Architektur, dem Speicher, dem Leitwerk, dem Rechenwerk und der Ein- und
Ausgabeeinheit besteht, aufgezeigt. Anschließend wird dessen technische Realisierung
anhand eines modernen Multi-Core-Prozessors beschrieben.
Inhaltsverzeichnis
- Ehrenwörtliche Erklärung
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Vorstellung: John von Neumann
- 3. Grundkonzept: Von Neumann
- 3.1 Architektur des von-Neumann-Rechnermodells
- 3.2 Programmablaufkonzept des von-Neumann-Rechners
- 3.3 Von-Neumann-Flaschenhals
- 4. Technische Realisierung in einem modernen Multi-Core-Prozessor
- 5. Fazit
- Literatur- und Quellenverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Seminararbeit verfolgt das Ziel, das von-Neumann-Rechnermodell zu erläutern und seine Bedeutung für die heutige Computerarchitektur aufzuzeigen. Die Arbeit beginnt mit einer kurzen Biographie des Erfinders, John von Neumann. Im Anschluss wird das theoretische Konzept des Modells detailliert beschrieben und seine technische Umsetzung in modernen Multi-Core-Prozessoren analysiert.
- Das Leben und Wirken von John von Neumann
- Die Architektur des von-Neumann-Rechnermodells
- Das Programmablaufkonzept des von-Neumann-Rechners
- Der Von-Neumann-Flaschenhals und seine Auswirkungen
- Die technische Realisierung in modernen Multi-Core-Prozessoren
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik ein und erläutert die Bedeutung des von-Neumann-Rechnermodells für die Entwicklung moderner Prozessoren. Sie beschreibt den Aufbau der Arbeit und skizziert die behandelten Themen: die Vorstellung John von Neumanns, das theoretische Konzept der von-Neumann-Architektur und die technische Realisierung in modernen Multi-Core-Prozessoren. Der Fokus liegt auf der historischen und aktuellen Relevanz des Modells für die Computerarchitektur.
2. Vorstellung: John von Neumann: Dieses Kapitel präsentiert eine kurze Biographie von John von Neumann, highlighting seine außergewöhnlichen Fähigkeiten in Mathematik und seine bedeutende Rolle bei der Entwicklung des nach ihm benannten Rechnermodells. Es betont seine frühe Begabung und seinen Weg zum renommierten Mathematiker und Physiker. Das Kapitel unterstreicht die Verbindung zwischen Neumanns intellektuellen Leistungen und seinem Einfluss auf die Computertechnologie.
3. Grundkonzept: Von Neumann: Dieses Kapitel beschreibt detailliert das theoretische Konzept der von-Neumann-Architektur. Es behandelt die wesentlichen Bestandteile: Speicher, Leitwerk, Rechenwerk und Ein-/Ausgabe Einheit und erklärt deren Zusammenspiel und Funktion. Die Erklärung der Architektur umfasst sowohl die Speicherung von Daten und Programmen im selben Speicher als auch das sequentielle Abrufen und Verarbeiten von Befehlen. Es werden die grundlegenden Prinzipien des Modells erläutert, die bis heute relevant sind. Der Von-Neumann-Flaschenhals wird als limitierender Faktor angesprochen.
4. Technische Realisierung in einem modernen Multi-Core-Prozessor: Dieses Kapitel untersucht die technische Umsetzung der von-Neumann-Architektur in modernen Multi-Core-Prozessoren. Es beschreibt, wie die grundlegenden Prinzipien des Modells in die komplexe Architektur heutiger Prozessoren integriert sind und wie die Herausforderungen des Von-Neumann-Flaschenhalses adressiert werden. Der Abschnitt beleuchtet die Anpassungen und Weiterentwicklungen des ursprünglichen Konzepts, die notwendig waren, um die Leistungsfähigkeit moderner Prozessoren zu erreichen.
Schlüsselwörter
Von-Neumann-Architektur, John von Neumann, Rechnermodell, Multi-Core-Prozessor, Speicher, Leitwerk, Rechenwerk, Ein-/Ausgabe Einheit, Von-Neumann-Flaschenhals, Computerarchitektur, Programmablauf.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Seminararbeit: Das Von-Neumann-Rechnermodell
Was ist der Inhalt dieser Seminararbeit?
Die Seminararbeit befasst sich umfassend mit dem Von-Neumann-Rechnermodell. Sie beinhaltet eine Einleitung, eine Biografie von John von Neumann, eine detaillierte Erklärung des Grundkonzepts der Von-Neumann-Architektur, eine Analyse der technischen Umsetzung in modernen Multi-Core-Prozessoren und ein abschließendes Fazit. Zusätzlich enthält sie ein Inhaltsverzeichnis, ein Literaturverzeichnis und Schlüsselbegriffe.
Wer war John von Neumann und welche Rolle spielte er?
Die Arbeit widmet ein Kapitel der Biografie von John von Neumann, um seine herausragende Bedeutung für die Entwicklung des Rechnermodells hervorzuheben. Seine außergewöhnlichen Fähigkeiten in Mathematik und Physik werden beschrieben, und seine entscheidende Rolle bei der Schaffung der Architektur wird unterstrichen.
Was ist das Grundkonzept der Von-Neumann-Architektur?
Das Kapitel zum Grundkonzept erklärt detailliert die Architektur des Von-Neumann-Rechners, inklusive der Bestandteile Speicher, Leitwerk, Rechenwerk und Ein-/Ausgabe-Einheit. Es beschreibt das Zusammenspiel dieser Komponenten, die Speicherung von Daten und Programmen im selben Speicher und das sequentielle Abrufen und Verarbeiten von Befehlen. Der "Von-Neumann-Flaschenhals" als limitierender Faktor wird ebenfalls erläutert.
Wie wird die Von-Neumann-Architektur in modernen Multi-Core-Prozessoren umgesetzt?
Die Arbeit analysiert die Integration der grundlegenden Prinzipien der Von-Neumann-Architektur in die komplexen Strukturen moderner Multi-Core-Prozessoren. Sie beleuchtet, wie die Herausforderungen des Von-Neumann-Flaschenhalses adressiert werden und welche Anpassungen und Weiterentwicklungen des ursprünglichen Konzepts notwendig waren, um die Leistungsfähigkeit heutiger Prozessoren zu erreichen.
Welche Schlüsselbegriffe sind in der Seminararbeit relevant?
Wichtige Schlüsselbegriffe sind: Von-Neumann-Architektur, John von Neumann, Rechnermodell, Multi-Core-Prozessor, Speicher, Leitwerk, Rechenwerk, Ein-/Ausgabe-Einheit, Von-Neumann-Flaschenhals, Computerarchitektur und Programmablauf.
Welche Ziele verfolgt die Seminararbeit?
Die Seminararbeit zielt darauf ab, das Von-Neumann-Rechnermodell zu erläutern und seine Bedeutung für die heutige Computerarchitektur aufzuzeigen. Sie verbindet die historische Entwicklung mit der aktuellen technischen Umsetzung.
Wo finde ich das Inhaltsverzeichnis?
Das Inhaltsverzeichnis befindet sich zu Beginn der Arbeit und listet alle Kapitel und Unterkapitel auf. Es umfasst u.a. eine Einleitung, ein Kapitel zu John von Neumann, das Grundkonzept der Von-Neumann-Architektur, die technische Realisierung in Multi-Core-Prozessoren, ein Fazit und ein Literaturverzeichnis.
Gibt es eine Zusammenfassung der Kapitel?
Ja, die Arbeit enthält eine Zusammenfassung der einzelnen Kapitel, die jeweils die wichtigsten Punkte und den Fokus des jeweiligen Abschnitts hervorhebt.
- Arbeit zitieren
- Patrick Seifert (Autor:in), 2009, Klassischer Universalrechner - Einblick in John von Neumanns Grundkonzept, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/154959
