Kaj načelo ne ustreza arhitekturi von Neumann? Kako se stroj dela von Neumann?

Danes je težko verjeti, ampak računalnike, brez katerih mnogi ne morejo več predstavljati moje življenje, je bilo še pred nekaj 70 leti. Eden od tistih, ki so odločilno prispevali k njihovi ustanovitvi, je bil ameriški znanstvenik Dzhon Fon Neyman. Predlagal je, da se načela, na katerih je večina računalnik in deluje vse do danes. Razmislite, kako je von Neumann stroj.

Kratek biografski podatki

Yanosh Neyman se je rodil leta 1930 v Budimpešti, v zelo bogati judovski družini, ki je lahko naknadno prejeli naziv plemstva. Od otroštva je bil odlikujejo izjemne sposobnosti na vseh področjih. Pri 23, je Neumann zagovarjal svojo doktorsko disertacijo s področja eksperimentalne fizike in kemije. Leta 1930 se je mladi znanstvenik vabljene, da v Združenih državah Amerike, Princeton University. Hkrati je bil Neumann, eden prvih članov Inštituta za napredne študije, kjer je delal kot profesor vse do svoje smrti. znanstveni interesi Neumann je bilo zelo široko. Še posebej pa je eden od ustanoviteljev kvantne mehanike in matapparata koncepta celičnih avtomatov.

Prispevek za računalništvo in informatiko

Preden smo izvedeli, kaj načelo ne izpolnjuje arhitekture Von Neumann, bo zanimivo izvedeti, kako znanstvenik prišel na idejo o oblikovanju sodoben tip računalnika.

Kot strokovnjak na področju matematike eksplozij in udarnih valov v začetku leta 1940, je von Neumann znanstveni svetovalec na enem od laboratorijev streliva urada vojski Združenih držav. V jeseni leta 1943, ko je prišel v Los Alamosu, da sodelujejo pri razvoju projekta Manhettenskogo na osebno povabilo njenega voditelja Roberta Oppengeymera. Delovna skupina za izračun implosive stiskanje atomske bombe brezplačno do kritične mase, je dal pred njim. Da bi rešili to zahteva veliko računalništvo, ki je prvotno izvaja na ročnih kalkulatorjih, in kasneje na IBM-mehanskih tabulatorji, s pomočjo punch kartic.

Von Neumann je seznanil z informacijo o poteku ustanovitve elektromehanskih in popolnoma elektronskih računalnikov. Kmalu je bil pritegnil k razvoju ADVAC in ENIAC računalnikov, zaradi česar je delo, ki ga je začel pisati "Prvi osnutek poročila o ADVAC", ostala nedokončana, v katerem je predstavil znanstveni skupnosti povsem novo idejo, kaj bi morala biti računalnik arhitekture.

Načela von Neumann

Računalništvo leta 1945 zastala, saj so vsi računalniki, shranjene v pomnilniku številka predelana v 10. obliki, so program za opravljanje dejavnosti, ki ga postavlja v skokih čez obliž plošči.

To močno omejuje moč računalnikov. Pravi preboj je bilo načelo von Neumann. Na kratko se lahko izrazijo v enem stavku: prehod v binarnem sistemu številk in načela shranjenega programa.

analiza

Razmislite načela, na katerih temelji klasični von Neumann stroj strukturo, podrobneje:

1. Pojdite v binarnem sistemu decimalne

To načelo Neumann arhitektura omogoča uporabo relativno preproste logike napravo.

2. upravljanje Programska oprema za elektronske računalniške stroj

Računalniška delovanje nadzoruje niz ukazov, ki so izvedene ena za drugo. Razvoj prvi stroj s programom, ki so shranjeni v pomnilniku, je zaznamoval začetek modernega programiranja.

3. Podatki in programi so shranjeni v računalniškem pomnilniku skupaj

V tem primeru, podatke in navodila programa imajo enak način pisanja v binarnem sistemu, tako da v nekaterih primerih več kot jih je mogoče izvajati enake ukrepe, kot so podatki.

preiskava

Poleg tega je arhitektura Fonneymanovskoy stroj ima naslednje lastnosti:

1. pomnilniške lokacije imajo naslove, ki so oštevilčene zaporedno

Z uporabo tega načela, je postalo mogoče uporabiti spremenljivke v programiranju. Še posebej, kadar koli se lahko nanašajo na določeno mesto v pomnilniku, ki ga njen naslov.

2. možnost pogojnega podružnice v programu

Kot je bilo že omenjeno, morajo ukaze programi zaporedno izvedbo. Vendar pa je ponudila priložnost, da bi prehod na katerikoli del kode.

Kako je von Neumann stroj

Ta matematični model je sestavljen iz skladiščenja (pomnilnika) , z aritmetično logično enoto (ALU), nadzor ter vhodnih in izhodnih naprav. Vsa navodila programa so napisana v pomnilniških celic, ki se nahajajo v bližini, in podatkov za njihovo obdelavo - v poljubnih lokacijah.

Vsaka ekipa mora biti sestavljena iz:

• navaja, kateri postopek je treba opraviti;
• pomnilnik mobilnih naslovi, v katerih so shranjeni izvirne podatke, je dejal zadeva delovanje;
• celic naslovi, v katerih pisati rezultat.

Ti ukazi posebne operacije na vhodnih podatkov ALU izveden in rezultati so napisani v pomnilniških celic, tj. E. hranimo v obliki, primerni za nadaljnjo strojno obdelavo, ali posredujejo izhodne naprave (monitor, tiskalnik, itd) in je na voljo človeku.

CU nadzoruje vse dele računalnika. Od njega na drugo napravo sprejema signale ukaze "kaj storiti", saj dobi informacije o tem, kaj so v stanju drugih naprav.

V napravo za upravljanje ima poseben register, imenovan "program števec" SC. Po prenosu podatkov in programov v spomin IC shranjuje naslov njegovega 1. ekipo. CU prebere vsebino računalnik pomnilniške celice, katere naslov je v Veliki Britaniji, in kraje v "zapoved register". Kontrolna enota določa postopek, ki ustreza posebnim ukazom, in "opombe" podatkov na naslove, navedene v njej v spomin računalnika. Dalje, ALU ali strojne računalniške nadaljuje z operacijo, po kateri se vsebina SC spremenila v eno, m. E. Kaže na naslednji ukaz.

kritika

Slabosti in sodobne perspektive von Neumann arhitektura še vedno predmet razprav. Dejstvo, da stroji, ustvarjene na načelih, ki jih je navedla to izjemno učenjak, ni popoln, je opazil že zdavnaj.

Zato lahko pregled vstopnic računalništva pogosto vprašanje "Kaj je načelo ne ustreza arhitekturi von Neumann in kakšne pomanjkljivosti, ki jih je."

Če je odgovor na slednje mora nujno navesti:

• prisotnost pomenske razlike med programskega jezika na visoki ravni in poveljevanja;
• na problem usklajevanja OP in procesorja pasovne širine;
• o nastajajoči programske opreme krize, s tem, da so njeni stroški za ustvarjanje veliko nižji od stroškov za razvoj strojne opreme, in ne morete dokončanje testni program je povzročil;
• Pomanjkanje možnosti v smislu izvedbe, saj je že dosegla teoretično mejo.

Kot da kaj načelo ne ustreza arhitekturi von Neumann, govorimo o organizaciji velikega števila vzporednih podatkovnih tokov in ukazi, ki so del več procesorji arhitekture.

zaključek

Zdaj veste, kaj načelo ne ustreza arhitekturi von Neumann. Očitno je, da se znanost in tehnologija ne miruje, in morda kmalu v vsaki hiši bo povsem nova vrsta računalnikov, prek katerih bo človeštvo dosegli novo stopnjo razvoja. Mimogrede, pripraviti programske opreme izpit simulator za pomoč "Von Neumann arhitekturo". Takšne digitalni viri izobraževanja lažje asimilacijo materiala in priložnost, da oceni svoje znanje.