2.3: වොන් නියුමාන් ආකෘතිය

වොන් නියුමාන් ආකෘතිය (Von Neumann Architecture)

1945 දී ගණිතඥයෙකු වූ ජෝන් වොන් නියුමාන් (John Von Neummann) පරිගණක සඳහා භාවිතා කළ හැකි වූ නව සංකල්පයක් හඳුන්වා දෙනු ලැබුවේය. එහි මූලික අදහස වූයේ “පරිගණක යන්ත්‍රයක භෞතික වශයෙන් වෙනස්කම් නොකරමින් එහි තැන්පත් කරන ලද වැඩසටහන් ආශ්‍රයෙන් එක් පරිගණකයක් මගින් විවිධාකාර වැඩ කටයුතු කළ යුතුය” යන්නයි. වර්ථමානයේ භාවිතා කරන පරිගණක යන්ත්‍ර සඳහා පදනම් වී ඇත්තේ මෙම තැන්පත් කරන ලද වැඩසටහන් සංකල්පයයි.

වොන් නියුමාන් ආකෘතිය (Von Neummann Architecture) පහත ප්‍රධාන කොටස් වලින් සමන්විත වේ.

• ආදානය / ප්‍රතිදානය (Input / Output)
• පාලන ඒකකය (Control Unit)
• අංක ගණිතමය හා තාර්කික ඒකකය (ALU – Arithmetic & Logic Unit)
• ප්‍රධාන මතකය / ප්‍රාථමික මතකය (Main Memory / Primary Memory)
• ද්විතීයක ආචයනය / සහායක මතකය (Secondary Storage / Auxiliary Storage )

යතුරු පුවරුව, මූසිකය වැනි ආදාන උපාංගයක් මගින් ආදානය කරනු ලබන දත්ත හෝ උපදෙස් මුලින්ම ගමන් කරනුයේ ප්‍රධාන මතකය හෙවත් ප්‍රාථමික මතකය වෙතටයි. ඉන්පසු මෙම දත්ත සැකසීම සඳහා මධ්‍ය සැකසුම් ඒකකය වෙත යොමු වේ. මධ්‍ය සැකසුම් ඒකකය මගින් සකස් කරන ලද දත්ත සහ උපදෙස්, තොරතුරු ලෙස නැවත යොමු වන්නේ ප්‍රාථමික මතකය වෙතටයි. එහි දී පරිගණක මොනිටරය හෝ මුද්‍රකය වැනි ප්‍රතිදාන උපාංගයක් මගින් එම තොරතුරු ප්‍රතිදානය කරනු ලබයි.

එසේම එම තොරතුරු තැන්පත් කිරීම සඳහා ද්විතීයක මතකය වෙත යොමුවීම ද ද්විතීයක මතකයේ ඇති තොරතුරු අවශ්‍ය වූ විට නැවත ප්‍රාථමික මතකය හරහා ප්‍රතිදානය වීම ද සිදුවේ. පාලන ඒකකය විසින් පරිගණක පද්ධතියක ඇති සියලු උපාංග වෙත පාලන සංඥා නිකුත් කරනු ලබයි.

පරිගණක වැඩසටහන් ගබඩා කර පාලනය කිරීමේ සංකල්පය (Stored program control concept)

පරිගණකයක් යනු දී ඇති උපදෙස් මත ක්‍රියාකරණ යන්ත්‍රයකි. වෙනත් ඕනෑම යන්ත්‍රයක් නිෂ්පාදනය කරන අවස්ථාවේම නිෂ්චිත කාර්යයක් සිදු කිරීම සඳහා සැලසුම් කරන නමුත් පරිගණකයක් සැලසුම් කරන්නේ එහි මතකයට (Memory) ලබා දෙන උපදෙස් ක්‍රියාත්මක කිරීමටයි. ඒ අනුව පරිගණකය යනු ක්‍රමලේඛයක් මත ක්‍රියාවලිය පාලනය කල හැකි යන්ත්‍රයකි. පරිගණකයක ක්‍රියාකාරීත්වය පාලනය කිරීම සඳහා දෙන ලද උපදෙස් සමූහයක් සරලව පරිගණක වැඩසටහනක් ලෙස හැඳින්විය හැක. ගබඩා කල වැඩසටහන් සංකල්පය (Stored program concept) හඳුන්වා දෙන ලද්දේ ගණිතඥයෙකු වූ ජෝන් වොන් නියුමාන් (John Von Neummann) මහතා විසිනි.

ආදාන ඒකක (Input Units)

පරිගණක පද්ධතිය වෙත දත්ත සහ උපදෙස් ලබා දෙනුයේ ආදාන ඒකක හෙවත් උපාංග මගිනි.

• යතුරු පුවරුව (Keyboard)
• මූසිකය (Mouse) - ලක්ෂීය උපාංගයකි / දැක්වීමේ උපාංගයකි
• ස්පර්ශක පෑඩය (Touch Pad) - ලක්ෂීය උපාංගයකි / දැක්වීමේ උපාංගයකි
• ස්පර්ශ සංවේදී තිරය (Touch Screen) - ලක්ෂීය උපාංගයකි / දැක්වීමේ උපාංගයකි
• මෙහෙයුම් යටිය (Joy Stick) - ලක්ෂීය උපාංගයකි / දැක්වීමේ උපාංගයකි
• ආලෝක පෑන (Light Pen) - ලක්ෂීය උපාංගයකි / දැක්වීමේ උපාංගයකි
• සංඛ්‍යාංක කැමරාව (Digital Camera)                                                                          
• වෙබ් කැමරාව (Web Camera)
• සුපරීක්ෂක යන්ත්‍ර (Scanner)                                                                                          
• තීරු කේත කියවනය (Bar Code Reader)
• චුම්භක තීන්ත අනුලක්ෂණ කියවනය (MICR – Magnetic Ink Character Reader)
• ප්‍රකාෂ අක්ෂර කියවනය (OMR – Optical Character Reader)                             
• මයික්‍රෆෝනය (Microphone)
  

ප්‍රතිදාන ඒකක (Output Units)

පරිගණක පද්ධතිය විසින් සැකසූ තොරතුරු පිටතට ලබා දෙන ආකාර කිහිපයක්ම ඇත. එනම් මෘදු පිටපත් (Soft Copies), දෘඩ පිටපත් (Hard Copies) සහ ශබ්ද (Sounds) යන ආකාරයටයි.

• පරිගණක තිරය (Monitor)
• බහුමාධ්‍ය ප්‍රක්ෂේපක යන්ත්‍රය (Multimedia Projector)
• මුද්‍රණ යන්ත්‍රය (Printer)
• ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය (Speaker)

මධ්‍ය සැකසුම් ඒකකය (CPU – Central Processing Unit)

පරිගණක පද්ධතියක මූලිකම අංගය වන්නේ මධ්‍ය සැකසුම් ඒකකයයි. ඇතැම්හු මෙය පරිගණකයේ හදවත / මොළය ලෙස ද සලකයි. ඉන්ටෙල් 4004 (Intel 4004) ක්ෂුද්‍ර සකසනයෙන් ආරම්භ කළ සකසන අද වන විට සීග්‍ර දියුණුවක් ලබා ඇත. මෙය විධාන වලට අනුව ක්‍රියාත්මක වන අතර මෙහෙයුම් පද්ධතිය සහ යෙදුම් මෘදුකාංග ක්‍රියාත්මක කරන්නේ ද මධ්‍ය සැකසුම් ඒකකය මගිනි. මධ්‍ය සැකසුම් ඒකකය ප්‍රධාන කොටස් තුනකින් සමන්විත වේ.

1. පාලන ඒකකය
2. අංක ගණිතමය හා තාර්කික ඒකකය
3. මතක රෙජිස්තර