Какво принцип не съответства на архитектурата на фон Нойман? Как работи машината на фон Нойман?

Днес е трудно да се повярва, но компютри, без която мнозина вече не могат да си представят живота си, имаше само преди 70 години. Един от тези, които направиха решителен принос за установяването им, е американски учен Джон Фон Neyman. Той предположи, че принципите, върху които по-голямата част на компютъра и работи и до днес. Помислете как фон Нойман машината.

Кратка биографична информация

Янош Neyman е роден през 1930 г. в Будапеща, в един много богат еврейско семейство, което е в състояние впоследствие да получи благородническа титла. От детството той се отличава с изключителни способности във всички области. На 23 години, Нойман защитава докторска дисертация в областта на експерименталната физика и химия. През 1930 г. младият учен е поканен да работи в САЩ, Принстънския университет. В същото време Нойман беше един от първите членове на Института за напреднали изследвания, където работи като преподавател до смъртта си. Нойман научни интереси са много широки. По-специално, той е един от основателите на квантовата механика и matapparata концепция за мобилен автомати.

Принос към компютърни науки

Преди да разбера какво принцип не отговаря на фон Нойман архитектура, ще бъде интересно да научат повече за това как ученият стига до идеята за създаване на модерен компютър тип.

Като експерт в областта на математика експлозии и шокови вълни в началото на 1940-те години, фон Нойман е научен консултант в една от лабораториите на боеприпаси служба на армията на Съединените щати. През есента на 1943 г., той пристига в Лос Аламос, за да участва в разработването на проект Manhettenskogo по лична покана на своя лидер Роберта Oppengeymera. работна група за изчисляване на имплозията компресията на таксата за атомна бомба до критична маса е поставен пред него. За да реши да го изисква голяма изчислителна техника, която първоначално извършва на ръчни калкулатори, а по-късно на механични табулатори на IBM, като се използва перфокарти.

Фон Нойман се запознава с информацията за хода на създаването на електро-механични и изцяло електронни компютри. Скоро той е привлечен към развитието на EDVAC и ENIAC компютри, в резултат на работата, която той започва да пише "Първият вариант на доклада за EDVAC», останал недовършен, в която той представи пред научната общност изцяло нова идея, какво трябва да бъде архитектурата на компютъра.

Принципите на фон Нойман

Компютърни науки през 1945 г. дойде в застой, тъй като всички компютри се съхраняват в паметта си броя обработени през 10 формата, програма за извършване на операции се определя от настройката в пластир панел джъмпери а.

Това значително ограничава мощността на компютрите. Същинският напредък е на принципа на фон Нойман. Накратко, те може да се изрази с едно изречение: прехода към двоична бройна система и принципа на съхранена програма.

анализ на

Помислете за принципите, на които се основава на класическата машина структурата на фон Нойман, с повече подробности:

1. Отидете в двоична система на десетичната

Този принцип Нойман архитектура позволява използването на сравнително проста логика устройство.

2. Софтуер за управление на електронно изчислителна машина

Компютърна операция се контролира с помощта на набор от команди, които се изпълняват една след друга. Разработване на първата машина с програма, съхранена в паметта, се поставя началото на модерното програмиране.

3. Данни и програми се съхраняват в паметта на компютъра заедно

В този случай, данните и програмните инструкции, имат един и същ начин на писане в двоична система, така че в определени ситуации над тях е възможно да се извърши същите действия, както на данните.

разследване

В допълнение, архитектура Fonneymanovskoy машината е със следните характеристики:

1. местата на паметта са адреси, които са номерирани последователно

Чрез използването на този принцип, стана възможно да се използват променливи в програмирането. По-специално, по всяко време, можете да се обърнете към определено място на паметта от неговия адрес.

2. възможността за условно разклонение в програмата

Както вече споменахме, командите програми трябва да се изпълняват последователно. Въпреки това, той даде възможност да се направи преход към всяка част от кода.

Как работи фон Нойман машината

Този математически модел се състои от склад (памет) , аритметично логическо устройство (ALU), контрол и входни и изходни устройства. Всички програмни инструкции са написани на клетките на паметта, намиращи се в съседство, както и данните за обработката им - в произволни места.

Всеки отбор трябва да се състои от:

• показва което операция трябва да се извършва;
• клетъчни памет адреси, в които се съхраняват оригиналните данни, каза съответната операция;
• клетъчни адреси, в която да запишете резултата.

Тези команди на някои операции ALU входни данни екзекутирани, а резултатите са написани на клетките на паметта, т.е.. Д. съхраняват във форма, подходяща за последващо машина за обработка, или е предаден на изходното устройство (монитор, принтер и т.н.), и е на разположение на човека.

CU контролира всички части на компютъра. От него до другото устройство получава сигнали-команди "Какво да правя", тъй като тя получава информация за това, което те са в състояние на други устройства.

В устройството за управление има специален регистър, наречен "програмен брояч" SC. След изтеглянето на данни и програми в паметта IC съхранява адреса на своя първи отбор. CU чете съдържанието на клетката на паметта на компютъра, чийто адрес е в Обединеното кралство, и това местата в "команден регистър". Блокът за управление определя операцията, съответстваща на специална команда, която и "Бележки" данни на адресите, посочени в него в паметта на компютъра. На следващо място, алуминиеви или хардуер компютъра се пристъпи към операция, след което съдържанието на SC се променили до един, т. Е. Сочейки към следващата команда.

критика

Недостатъци и съвременно перспективи фон Нойман архитектура продължава да бъде предмет на дебат. Фактът, че машините, създадени на принципите, изложени от този изключителен учен, не е съвършен, той е забелязал преди много време.

Поради това проучването на билети в компютърните науки често можете да намерите на въпроса "Какъв е принципът не съответства на архитектурата на фон Нойман и какви недостатъци има."

Ако отговорът на последния непременно трябва да посочва:

• присъствието на семантична разлика между програмирането на езика на високо ниво и системата от команди;
• върху проблема за съчетаването на ОП и процесор честотна лента;
• по зараждащата софтуер криза, причинена от факта, че неговите разходи за създаване на са много по-ниски от разходите за развитие на хардуера, и не може да завърши програмата за изпитване;
• липса на перспективи по отношение на ефективността, както вече е достигнала своя теоретична граница.

Що се отнася до това, което принципно не съответства на архитектурата на фон Нойман, ние говорим за организиране на голям брой паралелни потоци от данни и команди, присъщи на многопроцесорна архитектура.

заключение

Сега, че знаете какво принцип не съответства на архитектурата на фон Нойман. Очевидно е, че науката и технологиите не помръдва, а може би скоро във всяка къща ще бъде изцяло нов тип компютри, през които човечеството ще достигне ново ниво на развитие. Между другото, се подготвят за софтуера на симулатор на изпита, за да помогне на "фон Нойман архитектура". Такива дигитални образователни ресурси улесняват усвояването на учебния материал и дават възможност за оценка на техните знания.