폰 노이만 구조

폰 노이만 구조()는 에드박의 보고서 최초 초안(First Draft of a Report on the EDVAC)에서 수학자이자 물리학자 존 폰 노이만과 다른 사람들이 서술한 1945년 설명에 기반한 컴퓨터 아키텍처이다. 해당 문서는 다음의 부품과 함께 전자 디지털 컴퓨터의 설계 구조를 설명한다:

 산술 논리 장치와 프로세서 레지스터를 포함하는 처리 장치
 명령 레지스터와 프로그램 카운터를 포함하는 컨트롤 유닛
 데이터와 명령어를 저장하는 메모리
 외부 대용량 스토리지
 입출력 매커니즘

내장 메모리 순차처리 방식으로서, 데이터 메모리와 프로그램 메모리가 구분되어 있지 않고 하나의 버스를 가지고 있는 구조를 말한다.

개요 
폰 노이만의 가장 큰 업적은 현재와 같은 CPU, 메모리, 프로그램 구조를 갖는 범용 컴퓨터 구조의 확립이다. 폰 노이만은 맨해튼 프로젝트에 참여할 당시 발표한 논문 <전자계산기의 이론 설계 서론>에서 CPU, 메모리, 프로그램 구조를 갖는 프로그램 내장 방식 컴퓨터의 아이디어를 처음 제시하였고, 7년 후 케임브리지 대학교의 의뢰로 세계 최초의 프로그램 내장 방식 컴퓨터 EDSAC을 제작한다. 이후에 나온 컴퓨터는 모두 폰 노이만의 설계를 기본 구조로 디자인되고 있다.

폰 노이만 병목현상 
폰 노이만 병목(Von Neumann bottleneck)현상은, 프로그램 메모리인 롬과 데이터 메모리인 램 사이의 공유 버스(shared bus) 즉, CPU와 메모리간 데이터 전송율(data transfer rate)의 한계로 인해 발생하는 병목현상 또는 기억장소의 지연 현상을 이른다. 이는 나열된 명령을 순차적으로 수행하고, 그 명령은 일정한 기억장소의 값을 변경하는 작업으로 구성되는 폰 노이만 구조에서 기인한다. 어쨌든 주류를 이룬 컴퓨터는 대개 이 폰 노이만 구조를 근간으로 발전해 왔고, 우리가 흔히 CPU라고 말하는 중앙 처리 장치는 전자 공학, 반도체 기술 및 소재의 혁신적인 발전에 따라 점점 작은 크기에 집적되게 되었고 그 처리 능력도 비약적으로 발전해 왔다.

같이 보기 
 하버드 아키텍처
 튜링 기계
 존 폰 노이만

각주

외부 링크 

 A tool that emulates the behavior of a von Neumann machine
 JOHNNY: A simple Open Source simulator of a von Neumann machine for educational purposes

컴퓨터 구조
참조 모형
플린 분류
존 폰 노이만