폰 노이만 구조와 명령형 프로그래밍 언어

1. 폰 노이만 구조

최초의 컴퓨터인 ABC컴퓨터 및 ENIAC이 등장하면서 언어또한 개발되기 시작되었다. 하지만 이때의 컴퓨터들은 새로운 작업을 할 때마다, 회로와 기억장치를 바꿔 끼워야 하는 번거로움이 있었다.

이를 해결하기 위해 헝가리 출신의 미국 수학자인 존 폰 노이만( John von Neumann )이 "프로그램 내장 방식 컴퓨터(stored program computer)"를 발표했다. 폰 노이만 구조(Von Neumann Architecture)라고도 불리는 프로그램 내장 방식은, 메모리에 프로그램과 데이터를 넣고 차례로 불러내 처리하는 방식으로 오늘날에도 쓰이고 있는 개념이다.

프로그램 저장 방식이 고안되기 이전의 모든 기계들은 하나의 목적 혹은 역할을 하도록 고안되었으나, 이 방식이 고안된 후 컴퓨터는 어떤 프로그램을 저장해서 실행하느냐에 따라 그 기능이 달라지며 컴퓨터의 범용성의 원천이 되었다.

내장 방식 컴퓨터에서 CPU는 메모리에 저장된 명령어를 순차적으로 실행하는데 이 과정은 다음과 같다.

인출(fetch)→해석(decode)→실행(execute)

CPU는 이러한 주기를 반복해서 실행한다.

 

*인출(fetch): main memory로부터 명령어 인출

*해석(decode): 명령어 의미 해석

*실행(execute): 명령어 실행

 

 

2. 명령형 언어(Imperative)의 발전

Fortran, Basic,C와 같은 명령형/절차형 언어는 폰 노이만 모델 컴퓨터의 연산을 모방하거나 추상화하여 발전하였다.

따라서 이 언어들은 그 언어 내에서 폰 노이만 모델 컴퓨터의 특징을 많이 가지고 있다. 예를 들어본다면 다음과 같다.

1. 순차적 명령어 실행

2. 메모리 위치를 나타내는 변수 사용

3. 배정문을 사용한 변수 값 변경