Kas principas neatitinka von Neumann architektūros? Kaip aparatas veikia von Neumann?

Šiandien sunku patikėti, bet kompiuterius, be kurių daugelis nebegali įsivaizduoti savo gyvenimą, ten buvo tik prieš maždaug 70 metų. Vienas iš tų, kurie padarė lemiamą indėlį į jų įsteigimo, buvo amerikiečių mokslininkas Dzhon Fon Neyman. Jis pasiūlė, kad principai, kuriais kompiuterio dauguma ir dirba iki šios dienos. Apsvarstykite, kaip fon Neumann mašina.

Trumpa biografinė informacija

Yanosh Neyman gimė 1930 Budapešte, labai turtingos žydų šeimos, kuri galėjo vėliau gauti bajorų titulą. Nuo pat vaikystės jis išsiskyrė neapmokėtų gebėjimų visose srityse. 23 metų Neumann gynė daktaro disertaciją eksperimentinės fizikos ir chemijos srityje. 1930, jaunasis mokslininkas buvo pakviestas dirbti į JAV, Prinstono universitete. Tuo pačiu metu Neumann buvo vienas iš pirmųjų narių for Advanced Study, kur jis dirbo profesoriumi iki jo mirties institutu. Neumann moksliniai interesai buvo labai plati. Visų pirma, jis yra vienas iš kvantinės mechanikos ir matapparata samprata ląstelių automato steigėjų.

Indėlis į Computer Science

Prieš sužinoti principas neatitinka Von Neumann architektūros, bus įdomu sužinoti apie tai, kaip mokslininkas priėjo prie sukurti modernią kompiuterinę tipo idėja.

Būdamas matematikos sprogimų ir šoko bangų pradžioje 1940 srities specialistas, von Neumann buvo mokslinis konsultantas viename iš šaudmenų biuro Jungtinių Valstijų armijos laboratorijose. 1943 m rudenį, jis atvyko į Los Alamos, kad dalyvauti Manhettenskogo projekto plėtros į asmens kvietimu lyderis Roberta Oppengeymera. Task Force apskaičiuoti implosive suspaudimo atominės bombos mokestį iki kritinės masės buvo įdėti į priešais jį. Ją išspręsti reikia didelių skaičiavimo, kuris iš pradžių atliekamas remiantis rankinių skaičiuotuvai, o vėliau IBM mechaninių Tabuliatoriai, naudojant Punch korteles.

Von Neumann susipažino su informacija dėl elektro-mechaninių ir visiškai elektroninių kompiuterių kūrimo pažangą. Netrukus jis buvo pritraukta prie EDVAC ir ENIAC kompiuterių plėtrą, todėl į darbą jis pradėjo rašyti "pirmasis projektas ataskaitos dėl EDVAC» išliko nebaigtas, kurioje jis pristatė mokslo bendruomenei visiškai naują idėją, koks turėtų būti kompiuteris architektūra.

Von Neumann principai

Kompiuterių mokslas 1945 atėjo į aklavietę, nes visi kompiuteriai yra saugomi atmintyje numeris tvarkomi 10 forma, programa operacijoms atlikti buvo nustatyti statymas panelė džemperiai.

Tai labai apribojo kompiuterių galia. Tikras perversmas buvo von Neumann principas. Trumpai jie gali būti išreikšta vienu sakiniu: perėjimo į dvejetainį skaičių sistemą ir išsaugotos programos principu.

analizė

Apsvarstykite principus, kuriais grindžiamas klasikinio von Neumann mašina struktūrą, išsamiau:

1. Eikite į dvejetainį sistemos dešimtainio

Šis principas Neumann architektūros leidžia gana paprasta logika prietaiso naudojimą.

2. Programinė įranga valdymas elektroninės skaičiavimo mašinos

Kompiuterių operacija valdomas komandas, kad yra vykdomi vienas po kito komplekto. Plėtra pirmą mašiną su programa saugomi atmintyje, pažymėta šiuolaikinių programavimo pradžią.

3. Duomenys ir programos saugomi kompiuterio atmintyje kartu

Tokiu atveju, abi duomenys ir programos instrukcijos turi tą patį būdą raštu dvejetainis sistemos, todėl tam tikrose situacijose nei jų galima atlikti tuos pačius veiksmus, kaip ir duomenis.

tyrimas

Be to, architektūra Fonneymanovskoy mašina turi šias funkcijas:

1. atminties vietos turi adresus, kurie yra sunumeruoti iš eilės

Per šio principo naudojimo, tapo įmanoma naudoti kintamuosius programavimą. Visų pirma, bet kuriuo metu galite kreiptis į tam tikrą atminties vietą savo adresą.

2. sąlyginį filialo galimybė į programą

Kaip jau minėta, programų komandas privalo vykdyti nuosekliai. Tačiau ji suteikė galimybę padaryti perėjimą prie bet kokio kodo dalis.

Kaip veikia von Neumann mašina

Tai matematinis modelis susideda iš saugojimo (atminties) , aritmetinį (ALU), kontrolės, ir įvesties ir išvesties įrenginius. Visos programos instrukcijos yra parašyta atminties ląstelių, esančių kaimynystėje, o už juos apdorojant duomenis - savavališkai vietose.

Bet komanda turi sudaryti:

• , nurodantis, kurie operacija turėtų būti atliktas;
• atminties ląstelių adresai, kurioje yra saugomi pradinius duomenis, sakė susirūpinęs operacija;
• Mobilaus adresai, kurioje parašyti rezultatą.

Šios komandos konkrečias operacijas ALU įvesties duomenų įvykdytas ir rezultatai parašyta atminties ląstelių, ty. E. laikomi tokia forma, tinkama tolesniam apdorojimo mašinos arba perduodami išvesties įrenginio (monitorius, spausdintuvas ir tt) ir prieinami žmogui.

CU kontroliuoja visus kompiuterio dalių. Nuo jo į kitą prietaisą gauna signalus-komandas "Ką daryti", nes ji gauna informaciją apie tai, kas jie yra iš kitų prietaisų būklę.

Be valdymo įtaiso turi specialų registrą, vadinamą "programa skaitiklis" AB. Po atsisiųsti duomenis ir programas atmintyje IC saugo savo 1 komanda adresą. CU skaito kompiuterio atminties ląstelės, kurios adresas yra Jungtinėje Karalystėje turinį ir vietų jį "komandą užsiregistruoti. Valdymo blokas nustato veikimo atitinkančią konkretų komandą ir "Pastabos" duomenis nurodytoms jį į kompiuterio atmintį adresus. Be to, ALU arba aparatūros kompiuteris pereiti prie veikimo, po kurio SC turinys yra pakeistas į vieną, m., E. Rodydamas į kitą komandą.

kritika

Trūkumai ir šiuolaikinio perspektyvos von Neumann architektūros ir toliau būti diskusijų objektas. Tas faktas, kad mašinos sukurtos principus, kuriuos pateikė šio puikaus mokslininko, nėra tobula, ji buvo pastebėta labai seniai.

Todėl bilietų kompiuterių mokslo tyrimas gali dažnai į klausimą "Kas yra principas neatitinka von Neumann architektūros ir ką trūkumų jis turi."

Jei į pastarojo atsakymas nebūtinai turi būti nurodyta:

• iš semantinio atotrūkis tarp aukšto lygio kalbos programavimo ir valdymo sistemos buvimas;
• apie suderinti OP ir procesorius pralaidumo problemą;
• ant naujos programinės įrangos krizė, sukėlė tai, kad jos sukūrimas sąnaudos yra daug mažesnės nei aparatūros plėtros išlaidų, ir jūs negalite baigti bandymo programą;
• perspektyvas, kalbant apie efektyvumą stoka, nes jau pasiekė savo teorines limitą.

Kalbant apie tai, ką principas neatitinka von Neumann architektūros, mes kalbame apie daug lygiagrečių duomenų srautus ir komandas, siejamus daugiaprocesorinėse architektūros organizacijos.

išvada

Dabar jūs žinote, ką principas neatitinka von Neumann architektūros. Akivaizdu, kad mokslas ir technologijos nestovi vietoje, ir galbūt greičiau kiekviename name bus visiškai naujo tipo kompiuterių, per kuriuos žmonija pasieks naują vystymosi lygį. Beje, pasirengti egzaminą simuliatorius įrangą, kuri padės "Von Neumann architektūros". Tokie skaitmeniniai švietimo išteklius palengvinti medžiagos įsisavinimą ir suteikia galimybę įvertinti savo žinias.