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A arquitetura de Von Neuman veio para revolucionar a computação, que antes não possuía sistema de armazenamento e nem condição de executar vários programas e uma única maquina.

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A principal vantagem foi criação de um sistema de armazenamento fácil nas memorias. E graças essa arquitetura que foi possível a utilização de computadores domésticos.

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O maior problema dessa arquitetura é o “Gargalo de Von Neumann”, é o canal de transmissão da CPU com a memória. As memorias possui frequências baixas comparadas com os processadores, assim deixando os processadores ociosos por um tempo.

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Uma breve explicação sem complicação

Para você que prefere assistir um vídeo sobre a explicação, estarei disponibilizando abaixo o vídeo que fiz sobre este conteúdo no YouTube, na integra.
Explicação rápida sobre A ARQUITETURA DE VON NEUMANN - YouTube

No início da computação, não havia o conceito de programa armazenado, isto é, que não existia um computador com vários programas e sim uma máquina que era projetada para executar uma determinada função. Com a necessidade de armazenar e executar programas em uma máquina, foi feito o desenvolvimento uma arquitetura capaz de fazer o mesmo, que posteriormente seria conhecida como Arquitetura de Von Neumann.

Em 1942, foi iniciado o projeto do Computador IAS, que tinha como casa o Instituto de Estudos Avançados de Princeton e tinha como objetivo construir o primeiro computador eletrônico do mundo. O diretor do projeto era um professor de matemática chamado John Von Neumann, um notável acadêmico nascido em 1903 na cidade de Washington, D.C. que contribuiu em diversas áreas da matemática, como: na teoria dos conjuntos e na mecânica quântica.
Um ano após o término da segunda guerra mundial, Neumann escreveu um relatório sobre o Computador IAS, que posteriormente cunharia o termo Arquitetura de Von Neumann.

Ela é composta por três grandes pilares:

É a composição de registradores, da unidade de controle ( UC), a unidade de lógica aritmética ( ULA) e o contador de programa.

Unidade que armazena os dados e os códigos do programa.

Unidade que é responsável por pegar os dados de entradas e mostrar os resultados de saída do programa.

Abaixo, têm-se o diagrama mostrando a arquitetura de Von Neumann de forma simples.

O gargalo de Von Neumann está no canal de transmissão entre a CPU e a memória, pois a memória não consegue trabalhar em frequências tão altas quanto a CPU, fazendo com que o CPU fique ocioso por um certo tempo.

Alguns computadores ainda hoje utilizam a arquitetura antiga de processamento de instruções, como por exemplo, a calculadora de mesa. Que é feita somente para calcular números, não podendo instalar outro tipo de programa nela.

Todavia, os computadores Desktops, Notebooks, Smartphones, TVs etc utilizam de arquiteturas derivadas a de Von Neumann, todos eles possuem um CPU, Memória e I/O, mas com algumas diferenças como a separação da memória RAM e a do HD, uma para carregar os programas em execução e outra para salvar os dados e os programas, além de trabalhar em frequências altíssimas comparadas a da época.

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