Бурхливий розвиток електронно-обчислювальних систем в XX столітті поставило питання про необхідність вироблення принципів структури електронних систем, які б максимально оптимізували їх роботу. Ними стали так звані принципи фон Неймана, запропоновані в 1946 році трьома вченими-математиками Пенсільванського університету: Джоном фон Нейманом, Артуром Берксом і Германом Голстайном. Цікаво, що прізвище першого вже була широко відома на той момент в науковому середовищі, в результаті чого авторитет засунув імена інших розробників на задній план. У зазначеній статті була запропонована нова для того часу архітектура ЕОМ. Принципи фон Неймана основним своїм змістом висували необхідність використання системи двійкового коду для представлення інформації в системі. Крім того, була висунута ідея ефективності використання єдиної пам`яті і для програм, і для бази даних.
Принципи фон Неймана роботи ЕОМ
- адресована пам`ять. пам`ять в своїй структурі має складатися з пронумерованих осередків. І команди, і інформативні дані зберігаються в цих осередках пам`яті у вигляді двійкового коду. Для доступу процесора до них використовуються адреси (власне, номери відповідних осередків).
- програмне управління. принципи фон Неймана припускають, що всі обчислення в структурі алгоритму розв`язання задачі необхідно представляти у вигляді програми, яка, в свою чергу, складається з певної послідовності команд, кожна з яких відповідає за одну з ряду операцій, які використовуються системою. Команди зберігаються в комірках пам`яті і виконуються в порядку проходження цих осередків. Принципи фон Неймана також припускають, що ця послідовність може бути змінена при необхідності і за допомогою спеціальних команд.
- Однорідність пам`яті. І команди, і інформативні дані зберігаються в одній пам`яті, тому зовні можуть бути невиразні. Розпізнавані вони лише за способом їх використання. Це дозволяє виробляти ті ж операції над командами, що і над числами, відкриваючи тим самим додатковий ряд можливостей. Наприклад, якщо циклічно змінювати адресну структуру команди, то можна забезпечити звернення системи до послідовним елементам древа даних. Такі прийоми іменуються модифікацією команд. Разом з тим слід зазначити, що в сучасному програмуванні вони не
вітаються. І все ж вони мають корисну властивість, яке полягає в тому, що команда однієї програми може бути отримана в результаті дії іншої програми. Наприклад, цей прийом лежить в основі так званої трансляції, тобто перекладу програмного тексту з високого мови на мову, доступний конкретної обчислювальної системи. Цей і наступний принципи фон Неймана є найважливішими в усій архітектурі. - Двійкове кодування. Має на увазі кодування всієї інформації даних і команд системою довічних цифр 0 і 1. Послідовність цих цифр і визначає всю широту можливостей системи. Така послідовність називається полем.
