KomputerTeknologi maklumat

Apakah prinsip tidak sesuai dengan senibina von Neumann? Cara kerja mesin von Neumann?

Hari ini ia adalah sukar untuk percaya, tetapi komputer, tanpa yang banyak tidak lagi boleh bayangkan hidup saya, hanya terdapat kira-kira 70 tahun yang lalu. Salah seorang yang membuat sumbangan yang penting kepada pertubuhan mereka, adalah seorang ahli sains Amerika Dzhon Fon Neyman. Beliau mencadangkan bahawa prinsip-prinsip di mana majoriti komputer dan kerja-kerja ke hari ini. Pertimbangkan bagaimana mesin von Neumann.

maklumat biografi ringkas

Yanosh Neyman dilahirkan pada tahun 1930 di Budapest, dalam sebuah keluarga Yahudi kaya yang mampu untuk kemudiannya menerima gelaran bangsawan. Dari zaman kanak-kanak beliau telah dibezakan oleh keupayaan cemerlang dalam semua bidang. Dalam tempoh 23 tahun Neumann telah mempertahankan tesis PhD dalam bidang fizik eksperimen dan kimia. Pada tahun 1930, ahli sains muda telah dijemput untuk bekerja di Amerika Syarikat, Universiti Princeton. Pada masa yang sama Neumann adalah salah satu daripada ahli-ahli pertama Institut Kajian Lanjutan, di mana beliau bekerja sebagai seorang profesor sehingga kematiannya. Neumann kepentingan saintifik sangat luas. Khususnya, ia adalah salah seorang pengasas mekanik kuantum dan konsep matapparata automata selular.

Sumbangan kepada Sains Komputer

Sebelum kita mengetahui apa prinsip tidak memenuhi seni bina Von Neumann, ia akan menjadi menarik untuk mengetahui tentang bagaimana saintis datang dengan idea mewujudkan jenis komputer moden.

Sebagai seorang pakar dalam bidang matematik dan letupan gelombang kejutan di awal 1940-an, von Neumann adalah seorang perunding saintifik di salah satu makmal Pejabat peluru Tentera Darat Amerika Syarikat. Pada musim luruh tahun 1943, beliau tiba di Los Alamos untuk mengambil bahagian dalam pembangunan projek Manhettenskogo jemputan peribadi pemimpinnya Roberta Oppengeymera. pasukan petugas untuk mengira mampatan implosive caj bom atom sehingga lebih ramai telah meletakkan di hadapannya. Untuk menyelesaikannya diperlukan pengkomputeran besar, yang pada mulanya dijalankan ke atas kalkulator tangan, dan kemudian penjadual mekanikal IBM, menggunakan kad punch.

Von Neumann menjadi berkenalan dengan maklumat mengenai kemajuan penciptaan elektro-mekanikal dan elektronik sepenuhnya komputer. Tidak lama kemudian, beliau tertarik kepada pembangunan EDVAC dan ENIAC komputer, menyebabkan kerja beliau mula menulis "Draf pertama laporan mengenai EDVAC», masih belum selesai, di mana ia disampaikan kepada masyarakat saintifik idea yang baru, apa yang sepatutnya menjadi seni bina komputer.

Prinsip von Neumann

sains komputer pada tahun 1945 datang terhenti, kerana semua komputer disimpan dalam ingatan jumlah diproses dalam bentuk ke-10, satu program untuk operasi melaksanakan ditetapkan dengan menetapkan dalam panel patch penerjun.

Ini amat terhad kuasa komputer. Kejayaan sebenar adalah prinsip von Neumann. Secara ringkas ia boleh dinyatakan dalam satu ayat: peralihan kepada sistem nombor perduaan dan prinsip program yang disimpan.

analisis

Mempertimbangkan prinsip-prinsip yang berasaskan struktur mesin von Neumann klasik, dengan lebih terperinci:

1. Pergi ke sistem perduaan perpuluhan

Ini seni bina Neumann prinsip membolehkan penggunaan peranti logik agak mudah.

2. Pengurusan Software mesin pengkomputeran elektronik

operasi komputer dikawal oleh satu set arahan yang dilaksanakan satu demi satu. Pembangunan mesin pertama dengan program yang disimpan di dalam memori, menandakan permulaan pengaturcaraan moden.

3. Data dan program yang disimpan di dalam memori komputer bersama-sama

Dalam kes ini, kedua-dua data dan arahan program mempunyai cara yang sama menulis dalam sistem binari, jadi dalam keadaan tertentu ke atas mereka adalah mungkin untuk melaksanakan tindakan yang sama sebagai data.

penyiasatan

Di samping itu, seni bina Fonneymanovskoy Mesin yang mempunyai ciri-ciri berikut:

1. lokasi ingatan mempunyai alamat yang dinomborkan secara berturutan

Melalui penggunaan prinsip ini, ia menjadi mungkin untuk menggunakan pembolehubah dalam pengaturcaraan. Khususnya, pada bila-bila masa, anda boleh merujuk ke lokasi memori yang tertentu dengan alamatnya.

2. Kemungkinan cabang bersyarat dalam program ini

Seperti yang telah disebutkan, program arahan mesti melaksanakan secara berurutan. Walau bagaimanapun, ia menyediakan peluang untuk membuat peralihan kepada mana-mana bahagian kod.

Bagaimana mesin von Neumann

Model matematik terdiri daripada storan (memori) , sebuah unit logik aritmetik (ALU), kawalan, dan input dan peranti output. Semua arahan program ditulis dalam sel-sel memori yang terletak dalam kawasan itu, dan data untuk memproses mereka - di lokasi sewenang-wenangnya.

Mana-mana pasukan hendaklah terdiri daripada:

  • menunjukkan mana operasi perlu dilakukan;
  • alamat sel memori di mana disimpan data asal, berkata operasi berkenaan;
  • alamat sel di mana untuk menulis keputusan.

arahan ini operasi tertentu pada data input ALU dilaksanakan dan keputusan itu tertulis dalam sel-sel memori, iaitu. E. disimpan dalam bentuk yang sesuai untuk mesin pemprosesan berikutnya, atau dihantar ke peranti output (monitor, pencetak, dan lain-lain) Dan disediakan kepada manusia.

CU mengawal semua bahagian-bahagian komputer. Olehnya kepada peranti lain menerima isyarat-perintah "apa yang perlu dilakukan", kerana ia menerima maklumat mengenai apa yang mereka berada di dalam keadaan peranti lain.

Dalam peranti kawalan mempunyai suatu daftar khas yang dinamakan "kaunter program" SC. Selepas memuat turun data dan program dalam memori IC menyimpan alamat pasukan 1st itu. CU membacakan kandungan sel memori komputer yang beralamat di UK, dan tempat-tempat ia dalam "Arahan REGISTER". Unit kawalan menentukan operasi yang sepadan dengan arahan tertentu, dan "nota" data di alamat yang dinyatakan dalam dalam ingatan komputer. Seterusnya, ALU atau perkakasan komputer meneruskan operasi, selepas itu kandungan SC ditukar kepada satu, m. E. Menunjuk kepada arahan seterusnya.

kritikan

Kelemahan dan seni bina kontemporari Perspektif von Neumann terus menjadi subjek perdebatan. Hakikat bahawa mesin dicipta pada prinsip-prinsip yang dikemukakan oleh ulama cemerlang ini, tidak sempurna, ia telah menyedari lama dahulu.

Oleh itu, pemeriksaan tiket dalam bidang sains komputer sering dapat mencari soalan "Apakah prinsip yang tidak sesuai dengan senibina von Neumann dan apa kelemahan ia mempunyai."

Jika jawapan kepada kedua semestinya perlu nyatakan:

  • kehadiran jurang semantik antara bahasa sistem arahan pengaturcaraan peringkat tinggi dan;
  • mengenai masalah mendamaikan OP dan pemproses jalur lebar;
  • mengenai krisis perisian yang baru muncul, yang disebabkan oleh hakikat bahawa kos penciptaannya adalah jauh lebih rendah daripada kos pembangunan perkakasan, dan anda tidak boleh melengkapkan program ujian;
  • kekurangan prospek dari segi prestasi, seperti yang telah mencapai had teorinya.

Dengan apa dasarnya tidak sesuai dengan senibina von Neumann, kita bercakap mengenai organisasi sejumlah besar aliran data selari dan arahan yang wujud dalam seni bina berbilang pemproses.

kesimpulan

Sekarang anda tahu apa dasarnya tidak sesuai dengan senibina von Neumann. Ia adalah jelas bahawa sains dan teknologi tidak berdiri masih, dan mungkin tidak lama lagi di setiap rumah akan menjadi jenis yang baru komputer di mana manusia akan mencapai tahap pembangunan yang baru. Dengan cara ini, bersedia untuk perisian peperiksaan simulator untuk membantu "seni bina Von Neumann". sumber pendidikan digital seperti memudahkan asimilasi bahan dan memberi peluang untuk menilai pengetahuan mereka.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ms.unansea.com. Theme powered by WordPress.