Mitä periaate ei vastaa von Neumann arkkitehtuuri? Miten laite teoksia von Neumann?

Nykyään on vaikea uskoa, mutta tietokoneet, joita ilman monet eivät enää kuvitella elämääni, oli vain noin 70 vuotta sitten. Yksi niistä, jotka oli ratkaiseva vaikutus heidän perustamista, oli yhdysvaltalainen tiedemies Dzhon Fon Neyman. Hän ehdotti, että ne periaatteet, joihin suurin osa tietokoneen ja toimii tähän päivään. Mieti miten von Neumann kone.

Lyhyt henkilötiedot

Yanosh Neyman syntyi 1930 Budapestissa, erittäin varakas juutalainen perhe, joka pystyi myöhemmin saada aatelisarvonsa. Lapsuudesta hän erottui erinomainen kykyjä kaikilla aloilla. 23, Neumann on puolustanut PhD thesis alalla kokeellisen fysiikkaa ja kemiaa. Vuonna 1930 nuorten tieteentekijöiden kutsuttiin töihin Yhdysvalloissa, Princeton University. Samalla Neumann oli yksi ensimmäisistä jäsenistä Institute for Advanced Study, jossa hän toimi professorina kuolemaansa saakka. Neumann tieteelliset edut olivat hyvin laaja. Erityisesti se on yksi perustajista kvanttimekaniikan ja matapparata käsite soluautomaatit.

Osuus Computer Science

Ennen saamme selville, mitä periaatetta ei täytä Von Neumannin arkkitehtuuri, on mielenkiintoista oppia kuinka tiedemies tuli ajatus nykyaikaisen tietokoneen tyyppi.

Koska asiantuntija alalla matematiikan räjähdykset ja paineaallot 1940-luvun alussa, von Neumann oli tieteellisenä neuvonantajana jokin laboratorio ammuksia toimiston Yhdysvaltain armeija. Syksyllä 1943 hän saapui Los Alamos osallistua kehittämiseen Manhettenskogo projekti henkilökohtaisen kutsun sen johtaja Roberta Oppengeymera. työryhmä laskea implosive puristus atomipommin ladata jopa kriittinen massa on otettu eteensä. Sen ratkaisemiseksi tarvitaan suuren laskentakapasiteetin, joka aluksi suoritettava taskulaskimet, ja myöhemmin IBM: n mekaanisen tabulators, reikäkorttien.

Von Neumann tutustui tietoa siitä, miten luomisen sähkömekaanisen ja täysin elektronisia tietokoneita. Pian hän oli vetää kehittämiseen EDVAC ja ENIAC tietokoneita, jolloin työstä, jota hän alkoi kirjoittaa "Ensimmäinen luonnos kertomuksen EDVAC», jäi kesken, jossa hän esitti tiedeyhteisö täysin uusi idea, mitä pitäisi olla tietokoneen arkkitehtuuria.

Periaatteet von Neumann

Tietojenkäsittelytiede 1945 pysähtyi, koska kaikki tietokoneet on tallennettu sen muistiin numeron käsitellään 10. muodossa, ohjelma toimintojen suorittamiseksi asetettiin asettamalla kytkentäpaneeliin hyppääjiä.

Tämä rajoitti suuresti tietokoneiden tehon. Todellinen läpimurto oli periaatetta von Neumann. Lyhyesti ne voidaan ilmaista yhdellä lauseella: siirtyminen binäärilukujärjestelmää ja periaate tallennettua ohjelmaa.

analyysi

Mieti periaatteet, joihin perustuu klassiseen von Neumann koneen rakenne, tarkemmin:

1. Mene binäärijärjestelmän desimaalin

Tämä periaate Neumann arkkitehtuuri mahdollistaa käytön suhteellisen yksinkertaista logiikkaa laite.

2. Ohjelmiston hallinta sähköisten computing kone

Tietokoneen toimintaa ohjaa sarja komentoja, jotka suoritetaan peräjälkeen. Kehitettiin ensimmäinen kone ohjelman muistissa, alkoi modernin ohjelmoinnin.

3. Data ja ohjelmat tallennetaan tietokoneen muistiin yhdessä

Tässä tapauksessa sekä tietojen ja ohjelmien ohjeet on sama tapa kirjoittaa on binäärijärjestelmän, joten tietyissä tilanteissa niiden yli on mahdollista suorittaa samat toimet kuin tiedot.

tutkimus

Lisäksi arkkitehtuuri Fonneymanovskoy laitteessa on seuraavat ominaisuudet:

1. muistipaikat on osoitteet, jotka on numeroitu juoksevasti

Käyttämällä tätä periaatetta, oli mahdollista käyttää muuttujia ohjelmointia. Erityisesti milloin tahansa, voit viitata tiettyyn muistipaikkaan sen osoite.

2. Mahdollisuus ehdollinen haara ohjelmassa

Kuten jo mainittiin, ohjelmien komennot on toteuttaa peräkkäin. Kuitenkin, se tarjotaan mahdollisuus tehdä siirtymistä tahansa osa koodista.

Miten von Neumann kone

Tämä matemaattinen malli koostuu varastointi (muisti) , aritmeettisloogisen yksikön (ALU), ohjaus, ja syöttö- ja tulostuslaitteet. Kaikki ohjelman ohjeet on kirjoitettu muistiin soluissa sijaitsee lähistöllä, ja tiedot käsitellä niitä - mielivaltaisiin paikkoihin.

Tahansa joukkue tulisi koostua:

• mitkä toiminto tulisi suorittaa;
• muistisolu osoitteita, jotka on tallennettu alkuperäisen datan, mainitun operaation osalta;
• soluosoitteita, johon kirjoitetaan tulos.

Nämä komennot erityisiä operaatioita ALU lähtötiedot suoritetaan ja tulokset on kirjoitettu muistiin soluissa, eli. E. Tallennettu muodossa, joka soveltuu myöhempää käsittelyä kone, tai lähetetään tulostuslaite (monitori, tulostin, jne.) Ja saatavilla mies.

CU ohjaa kaikki osat tietokoneen. Häneltä toiseen laitteeseen vastaanottaa signaaleja-komennot "mitä tehdä", koska se saa tietoa siitä, mitä ne ovat kunnossa muiden laitteiden.

Ohjauslaitteessa on erityinen rekisterissä "ohjelma laskuri" SC. Kun olet ladannut tiedot ja ohjelmat muistiin IC tallentaa osoitteen sen 1st joukkue. CU lukee sisällön tietokoneen muistin solu, jonka osoite on Isossa-Britanniassa, ja sijoittaa sen "Command rekisteri". Ohjausyksikkö määrittää toiminnan, joka vastaa tietyn komennon, ja "ohjeita" data osoitteista määritelty sen tietokoneen muistiin. Seuraavaksi ALU tai laitteiston tietokone edetä toimintaa, jonka jälkeen sisältö SC muutetaan yksi, m. E. Osoittaen seuraavaan komentoon.

kritiikki

Haitat ja Contemporary Perspectives von Neumann arkkitehtuuri on edelleen keskustelun aihe. Se, että koneet luotu periaatteista esittämät tämän erinomainen tutkija, ei ole täydellinen, se oli huomannut jo kauan sitten.

Siksi tarkastelu lippujen tietotekniikassa löytyy usein kysymykseen "Mikä on periaate ei vastaa von Neumann arkkitehtuuri ja mitä puutteita siinä on."

Jos vastaus jälkimmäiseen välttämättä tulisi määritellä:

• läsnäolo semanttista kuilua korkean tason kieli ohjelmointi ja hallintajärjestelmä;
• ongelmasta sovittaa yhteen OP ja prosessorin kaistanleveys;
• kehittyvillä ohjelmiston kriisin aiheutuu siitä, että sen luominen kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat kuin kustannukset laitteiston kehittämisen, ja et pysty testiohjelma;
• puute näkymät suorituskyvyn, kuten on jo saavuttanut teoreettinen raja.

Siitä, mitä periaate ei vastaa von Neumann arkkitehtuuri, puhumme järjestämisestä useita rinnakkaisia datavirtojen ja komentoja luonnostaan -monisuoritinarkkitehtuuriin.

johtopäätös

Nyt tiedät mitä periaate ei vastaa von Neumann arkkitehtuuri. On selvää, että tiede ja teknologia ei ole pysyvän edelleen, ja ehkä pian jokaisessa talossa on täysin uudentyyppinen tietokoneita, joiden kautta ihmiskunta saavuttaa uuden tason kehitystä. Muuten, Kokeeseen valmistautuminen simulaattori ohjelmisto auttaa "Von Neumannin arkkitehtuuri". Tällaiset digitaaliset opetusresurssien helpottaa rinnastaminen materiaalin ja tarjoavat mahdollisuuden arvioida tietojaan.