Hvilket princip ikke svarer til von Neumann arkitektur? Hvordan maskinen værker af von Neumann?

I dag er det svært at tro, men computere, uden hvilke mange ikke længere kan forestille mit liv, var der kun nogle 70 år siden. En af dem, der gjorde et afgørende bidrag til deres etablering, var en amerikansk videnskabsmand Dzhon Fon Neyman. Han foreslog, at de principper, som de fleste af computeren og arbejder den dag i dag. Overvej, hvordan von Neumann maskine.

Kort biografiske oplysninger

Yanosh Neyman blev født i 1930 i Budapest, i en meget velhavende jødisk familie, der var i stand til efterfølgende at modtage en titel adel. Fra barnsben blev han udmærker sig ved fremragende evner på alle områder. Ved 23, har Neumann forsvarede sin ph.d.-afhandling inden for eksperimentel fysik og kemi. I 1930 blev den unge videnskabsmand inviteret til at arbejde i USA, Princeton University. Samtidig var Neumann et af de første medlemmer af Institute for Advanced Study, hvor han arbejdede som professor indtil sin død. Neumann videnskabelige interesser var meget bred. Især er det en af stifterne af kvantemekanik og matapparata begrebet cellulære automater.

Bidrag til datalogi

Før vi finde ud af, hvad princippet ikke opfylder Von Neumann arkitektur, vil det være interessant at lære om, hvordan forskeren kom til ideen om at skabe et moderne computer-type.

At være en ekspert på området for matematik eksplosioner og chokbølger i begyndelsen af 1940'erne, von Neumann var en videnskabelig konsulent i et af laboratorierne ammunition kontoret for amerikanske hær. I efteråret 1943 ankom han i Los Alamos til at deltage i udviklingen af Manhettenskogo projekt på den personlige invitation fra sin leder Roberta Oppengeymera. taskforce til at beregne implosive komprimering af atombomben op til en kritisk masse er sat foran ham. At løse det krævede stor computing, som oprindeligt udført på håndholdte regnemaskiner, og senere IBM mekaniske tabulatorer, anvendelse hulkort.

Von Neumann blev bekendt med oplysningerne om forløbet af oprettelsen af elektromekaniske og fuldt elektroniske computere. Snart blev han tiltrukket af udviklingen af EDVAC og ENIAC computere, hvilket resulterer i arbejdet begyndte han at skrive "Det første udkast til rapporten om EDVAC» forblev ufuldendt, hvor han præsenteres for det videnskabelige samfund en helt ny idé, hvad der bør være computerens arkitektur.

Principperne for von Neumann

kom Datalogi i 1945 i stå, da alle computere er gemt i dens hukommelse nummeret behandlet i 10. klasse, blev et program til at udføre operationer sat ved at sætte i en patch panel jumpere.

Dette i høj grad begrænsede magt computere. Det virkelige gennembrud var princippet om von Neumann. Kort de kan udtrykkes i én sætning: overgangen til det binære talsystem og princippet om et lagret program.

analyse af

Overvej de principper, som er baseret på den klassiske von Neumann maskine struktur, mere detaljeret:

1. Gå til det binære system for decimaltegnet

Dette princip Neumann arkitektur tillader brug af relativt simple logik enhed.

2. Software styring af elektronisk databehandling maskine

Computer drift styres af et sæt af kommandoer, der udføres efter hinanden. Udvikling af den første maskine med et program, der er lagret i hukommelsen, markerede begyndelsen på moderne programmering.

3. Data og programmer gemmes i computerens hukommelse sammen

I dette tilfælde både data og program instruktioner har samme måde at skrive i det binære system, så i visse situationer end dem er det muligt at udføre de samme handlinger som dataene.

undersøgelse

Hertil kommer, at arkitekturen Fonneymanovskoy maskine har følgende funktioner:

1. De lagerpladser har adresser, som er nummereret fortløbende

Gennem brug af dette princip, blev det muligt at bruge variabler i programmering. Især når som helst, kan du henvise til en bestemt hukommelsesplads ved sin adresse.

2. Muligheden for en betinget gren i programmet

Som allerede nævnt, skal programmerne kommandoer eksekvere sekventielt. Men det gav mulighed for at gøre overgangen til en hvilken som helst del af koden.

Hvordan von Neumann maskine

Denne matematiske model består af lager (hukommelse) , en aritmetisk logisk enhed (ALU), kontrol, og input og output-enheder. Alle instruktioner program er skrevet i hukommelsen celler placeret i nabolaget, og oplysningerne til forarbejdning dem - i vilkårlige steder.

Enhver hold skal bestå af:

• indikerer hvilken operation skal udføres;
• hukommelse celleadresser hvor der opbevares de oprindelige data, sagde pågældende foranstaltning
• celleadresser hvor at skrive resultatet.

Disse kommandoer specifikke operationer på ALU inputdata udført, og resultaterne er skrevet i hukommelsescellerne, dvs.. E. Lagret i en form egnet til efterfølgende bearbejdning maskine, eller overføres til outputenheden (skærm, printer, etc.) og gøres tilgængelig for mennesket.

CU styrer alle dele af computeren. Fra ham til den anden enhed modtager signaler-kommandoer "Hvad gør", da den modtager oplysninger om, hvad de er i stand til andre enheder.

I kontrolgruppen enheden har et særligt register kaldet "programmet tæller" SC. Efter at have downloadet data og programmer i hukommelsen IC gemmer adressen på dens 1. hold. CU læser indholdet af computerens hukommelse celle, hvis adresse er i Storbritannien, og placerer det i "command registrere". Kontrolenheden bestemmer driften svarende til en specifik kommando, og "noter" data på de adresser, der er angivet i det i computerens hukommelse. Dernæst ALU eller hardware computer videre til drift, hvorefter indholdet af SC ændres til en, m. E. Peger til næste kommando.

kritik

Ulemper og Contemporary Perspectives von Neumann arkitektur fortsætter med at være genstand for debat. Det faktum, at maskiner, der er oprettet på de principper, fremsat af denne fremragende videnskabsmand, ikke perfekt, blev det bemærket for lang tid siden.

Derfor kan undersøgelsen af billetter i datalogi ofte finde spørgsmålet "Hvad er princippet ikke svarer til von Neumann arkitektur og hvad mangler den har."

Hvis svaret på sidstnævnte nødvendigvis skal specificere:

• tilstedeværelsen af den semantiske kløft mellem højt niveau programmeringssprog og kommando systemet;
• om problemet med at forene OP og processor båndbredde;
• på de nye software-krise, forårsaget af det faktum, at dens oprettelse omkostninger er meget lavere end prisen på hardware udvikling, og man kan ikke gennemføre testen programmet;
• mangel på fremtidsudsigter med hensyn til ydeevne, som allerede har nået sin teoretiske grænse.

Med hensyn til hvad princip ikke svarer til von Neumann arkitektur, taler vi om organiseringen af et stort antal parallelle datastrømme og kommandoerne forbundet med multiprocessor arkitektur.

konklusion

Nu ved du, hvad princip ikke svarer til von Neumann arkitektur. Det er indlysende, at videnskab og teknologi ikke står stille, og måske snart i hvert hus vil være en helt ny type computere, hvorigennem menneskeheden vil nå et nyt niveau af udvikling. Af den måde, forberede sig til eksamen simulator software til at hjælpe "Von Neumann arkitektur". Sådanne digitale uddannelsesmæssige ressourcer lette optagelsen af materialet og give mulighed for at vurdere deres viden.