Mis põhimõte ei vasta von Neumann arhitektuur? Kuidas masin töötab von Neumann?

Täna on raske uskuda, kuid arvutid, ilma milleta paljud ei saa enam ette kujutada oma elu, oli ainult umbes 70 aastat tagasi. Üks neist, kes on teinud otsustava panuse nende loomist, oli ameerika teadlane Dzhon Fon Neyman. Ta soovitas, et põhimõtted, millest enamus arvuti ja töötab tänaseni. Mõtle, kuidas von Neumann masin.

Lühidalt biograafilist teavet

Yanosh Neyman sündis 1930. aastal Budapestis, väga rikkad juudi perekonnas, mis oli võimeline hiljem saada aadlitiitlit. Lapsepõlvest ta iseloomustab silmapaistev võimeid kõigis valdkondades. Kell 23, Neumann on kaitsnud oma doktoritöö valdkonnas eksperimentaalse füüsika ja keemia. 1930. aastal noore teadlase kutsuti tööle USA, Princeton University. Samal ajal Neumann oli üks esimesi liikmeid Institute for Advanced Study, kus ta töötas professor kuni surmani. Neumann teaduslikud huvid olid väga lai. Eelkõige on see üks asutajatest kvantmehaanika ja matapparata mõiste rakulise automaatide.

Panus Computer Science

Enne kui me teada saada, mida põhimõtteliselt ei vasta Von Neumann arhitektuur, see on huvitav teada saada, kuidas teadlane tuli idee luua kaasaegne arvuti tüüp.

Olles ekspert valdkonnas matemaatika plahvatusi ja šokk laineid 1940ndate alguseni, von Neumann oli teaduslik konsultant ühel laborites laskemoona Office Ameerika Ühendriikide armee. Sügisel 1943 ta saabus Los Alamose osaleda arengu Manhettenskogo projekti isikliku kutse oma juhi Roberta Oppengeymera. rakkerühma arvutada sissepoole suunatud compression aatomipommi eest kuni kriitiline mass on pandud tema ees. Et lahendada see vajalik suur arvuti, mis algselt läbi käeshoitav kalkulaatorid, ja hiljem IBM mehaanilise Tabulaatorid kasutades perfokaardid.

Von Neumann sai tuttavaks teavet edusammude kohta loomise elektro-mehaanilised ja täielikult elektroonilised arvutid. Varsti ta oli huvitatud arengu EDVAC ja ENIAC arvutid, mille tulemusena töö hakkas ta "Esimene eelnõu aruande EDVAC», jäi lõpetamata, mille ta esitas teadlaskond täiesti uus idee, milline peaks olema arvuti arhitektuuri.

Põhimõtted von Neumann

Arvutiteadus 1945 seiskus, kuna kõik arvutid oma mällu salvestatud arvu töödeldud 10. kujul, programmi toimingute teostamiseks seati seades plaastri paneel džemprid.

See on väga piiratud arvutite võimsust. Tõeline läbimurre oli põhimõtte von Neumann. Lühidalt neid saab väljendada ühe lausega: üleminek kahendarvu süsteemi ja põhimõtte salvestatud programmi.

analüüs

Mõtle põhimõtted, mille aluseks on klassikalise von Neumann masin struktuuri, täpsemalt:

1. Mine kahendsüsteemi koma

See põhimõte Neumann arhitektuur võimaldab kasutada suhteliselt lihtne loogika seade.

2. Tarkvara haldamine elektrooniliste arvuti masin

Arvuti operatsiooni kontrollib kogum käske, mis käivitatakse üksteise järel. Development esimese masina programmi mällu salvestatud, algas kaasaegse programmeerimise.

3. Andmed ja programmid salvestatakse arvuti mällu koos

Sel juhul nii andmete ja käskude on samamoodi kirjutamise binaarne süsteem, et teatud olukordades üle neid on võimalik teostada samu toiminguid kui andmeid.

uurimine

Lisaks arhitektuuri Fonneymanovskoy masin on järgmised omadused:

1. Mälupiirkonnad on aadressid, mis nummerdatakse

Abil selle põhimõtte, siis oli võimalik kasutada muutujaid programmeerimine. Eelkõige igal ajal, saate viidata konkreetsele mälu asukohta selle aadressi.

2. võimalus tingimisi filiaali programmis

Nagu juba mainitud, programmide käske peavad tegema järjestikku. Siiski andis võimaluse teha ülemineku osa, mis koodi.

Kuidas von Neumann masin

See matemaatiline mudel koosneb ladustamise (mälu) , aritmeetika-loogikaseade (ALU), kontrolli ja sisend-ja väljundseadmed. Kõik programmi juhiseid on kirjutatud mälu rakud asub naabrivalve, ja andmete töötlemiseks neist - suvalistes kohtades.

Iga meeskond peaks koosnema:

• mis näitab, milline peaks operatsiooni läbi;
• mälu raku aadressid, kus hoitakse Algandmed ütles asjaomase toimingu;
• raku aadressid, kus kirjutada tulemus.

Need käsud konkreetseid toiminguid ALU sisendandmed täidetud ja tulemused on kirjutatud mälu rakud, st. E. Salvestatud sobivas vormis edasiseks töötlemiseks masin, või edastatakse väljundseade (monitor, printer jne) ning kättesaadavad mees.

CU kontrollib kõiki osi arvutisse. Alates teda teine seade saab signaali-käsud "mida teha", kui ta saab teavet, mida nad on tingimus teiste seadmetega.

Kui juhtseade on eriline registris nimetatakse "käsuloendur" SC. Pärast allalaadimist andmeid ja programme mälu IC salvestab aadress oma 1. meeskond. CU loeb sisu arvuti mälu raku kelle aadress on Ühendkuningriigis ja paneb selle "Command register". Juhtplokk määrab operatsiooni, mis vastab konkreetsele käsk ja "märgib" andmete aadressidel täpsustatud seda arvuti mällu. Järgmisena ALU või riistvara arvuti jätkata operatsiooni, mille järel sisu SC on muutunud üks, m. E. Osutades järgmise käsu.

kriitika

Puudused ja Kaasaegse Perspectives von Neumann arhitektuuri jätkuvalt arutlusel. Asjaolu, et masinad loodud põhimõtetele, mida käesoleva tasumata teadlane, ei ole täiuslik, see oli märganud juba ammu.

Sellepärast uuriti piletite infotehnoloogia võib sageli leida küsimusele "Mis on põhimõte ei vasta von Neumann arhitektuuri ja mida puudused on."

Kui vastus viimasele tingimata tuleks täpsustada:

• juuresolekul semantiline vahe kõrgetasemeline keele programmeerimise ja juhtimissüsteem;
• probleemile lähendada OP ja töötleja ribalaius;
• kujuneva tarkvara kriisi põhjustas asjaolu, et tema loomise kulud on palju väiksemad kui kulud riistvara arendamine, ja te ei saa lõpetada test programmi;
• väljavaadete puudumine kasutusomaduste, nagu on juba jõudnud oma teoreetiline piir.

Nagu mida põhimõtteliselt ei vasta von Neumann arhitektuur, me räägime korraldamise suur hulk paralleelselt andmevoogu ja käsud omane mitme protsessoriga arhitektuuri.

järeldus

Nüüd sa tead, mida põhimõtteliselt ei vasta von Neumann arhitektuuri. On ilmselge, et teaduse ja tehnoloogia ei seisa paigal, ja võib-olla varsti iga maja on täiesti uut tüüpi arvutid, mille kaudu inimkonna jõuab uuele tasemele arengut. Muide, valmistuda eksamiks simulaatori tarkvara, mis aitab "Von Neumann arhitektuur". Sellised digitaalsed õppevahendeid hõlbustada seedimist materjali ning annab võimaluse hinnata oma teadmisi.