Što načelo ne odgovara Von Neumannova arhitektura? Kako stroj djela von Neumann?

Danas je teško vjerovati, ali računala, bez kojih mnogi više ne mogu zamisliti svoj život, bilo je prije samo 70-ak godina. Jedan od onih koji je odlučujući doprinos njihovom osnivanju, bio je američki znanstvenik Dzhon Fon Neyman. On je sugerirao da su načela na kojima je većina računala i radi do današnjih dana. Razmislite kako je von Neumann je stroj.

Kratak biografske podatke

Yanosh Neyman je rođen 1930. godine u Budimpešti, u vrlo bogatoj židovskoj obitelji koja je bila u mogućnosti naknadno primiti titulu plemstva. Od djetinjstva je bio odlikuju izvanrednim sposobnostima u svim područjima. Na 23, Neumann je obranio je doktorsku disertaciju iz područja eksperimentalne fizike i kemije. Godine 1930., mladi znanstvenik bio pozvan na rad u SAD-u, sveučilištu Princeton. Istovremeno Neumann je bio jedan od prvih članova Instituta za napredna istraživanja, gdje je radio kao profesor sve do svoje smrti. Neumann znanstveni interesi bili su vrlo široki. Konkretno, to je jedan od osnivača kvantne mehanike i matapparata konceptu stanične automata.

Doprinos računalne znanosti

Prije nego što smo saznali što princip ne ispunjava Von Neumannova arhitektura, bit će zanimljivo učiti o tome kako je znanstvenik došao na ideju stvaranja moderne vrstu računala.

Budući da je stručnjak u području matematike i eksplozije udarnih valova u ranim 1940-ih, von Neumann je bio znanstveni savjetnik u jednom od laboratorija Ureda streljiva u Sjedinjenim Državama armije. U jesen 1943. godine, stigao je u Los Alamosu sudjelovati u razvoju Manhettenskogo projekta na osobni poziv svog vođe Roberta Oppengeymera. Radna skupina za izračunavanje -HDQD kompresiju atomske bombe naknade do kritične mase je stavljen pred njega. Kako bi riješio to zahtijeva veliku računalstvo, koji je u početku provodi na ručnih računala, a kasnije i na IBM-mehaničkih tabulators, pomoću bušenih kartica.

Von Neumann je postao upoznat s informacijama o tijeku stvaranja elektro-mehaničkih i potpuno elektroničkih računala. Uskoro je privukla razvoju EDVAC i ENIAC računala, što je rezultiralo u radu je počeo pisati „Prvi nacrt izvještaja o EDVAC», ostala nedovršena, u kojoj je predstavljen znanstvene zajednice posve novu ideju, što bi trebalo biti računalo arhitekture.

Načela von Neumann

Informatika u 1945 došao do zastoja, jer su sva računala pohranjeni u memoriji broj obrađen u 10. obliku, program za obavljanje poslova su postavili postavljanjem na prespojne ploče skakači.

To uvelike ograničava moć računala. Pravi proboj je princip von Neumann. Ukratko se može izraziti u jednoj rečenici: prijelaz na binarni broj sustava i načelu pohranjenog programa.

analiza

Razmislite načela na kojima se temelji klasično von Neumann strukturu stroja, u više detalja:

1. Idite na binarnom sustavu od decimalnog

Ovaj princip Neumann arhitektura omogućuje korištenje relativno jednostavna logika uređaja.

2. Softver za upravljanje elektroničkim stroj za računanje

rad računala kontrolira niz naredbi koje se izvršavaju jedna za drugom. Razvoj prvi stroj s programom koji je pohranjen u memoriji, označio početak moderne programiranje.

3. Podaci i programi su spremljeni u memoriji računala zajedno

U tom slučaju, obje podaci i programske upute su na isti način pisanja u binarnom sustavu, tako da u određenim situacijama više njih je moguće izvršiti iste radnje koje su podacima.

istraga

Osim toga, arhitektura Fonneymanovskoy stroj ima sljedeće značajke:

1. memorijska lokacija ima adrese koje su numerirane

Kroz korištenje ovog principa, postalo je moguće koristiti varijable u programiranju. Konkretno, u bilo kojem trenutku, možete se odnose na određenoj lokaciji pamćenja njegovu adresu.

2. Mogućnost uvjetnog grananja u programu

Kao što je već spomenuto, programi naredbe moraju izvršavati sekvencijalno. Međutim, pod uvjetom da je priliku da prijelaz na bilo kojem dijelu koda.

Kako se von Neumann stroj

Ovaj matematički model se sastoji od skladišta (memorije) , što je aritmetička logička jedinica (ALU), kontrole i ulazni i izlazni uređaji. Sve upute programa su zapisane u memorijskim stanicama nalazi u susjedstvu, a podaci za njihovu obradu - u proizvoljnim mjestima.

Svaka ekipa treba da sadrži:

• pokazujući koja operacija treba provesti;
• memorija stanica adrese u kojoj su pohranjene izvorne podatke, rekao je rad u pitanju;
• stanica adrese u kojem napisati rezultat.

Te naredbe posebne operacije na ALU ulaznih podataka izvršena, a rezultati su zapisane u memorijskim stanicama, tj. E. Pohranjeno u obliku prikladnom za daljnju obradu stroj ili prenosi na izlazni uređaj (monitor, pisač, itd), a na raspolaganju čovjeku.

CU kontrolira sve dijelove računala. Od njega se na drugi uređaj prima signale-naredbe „što učiniti”, kao što se prima informacije o tome što su oni u stanju drugim uređajima.

U uređaju za kontrolu ima poseban registar pod nazivom „Program brojača” SC. Nakon preuzimanja podataka i programa u memoriju IC pohranjuje adresu svog 1. tima. CU očitava sadržaj u memoriji računala ćelije čija je adresa u Velikoj Britaniji, i stavlja ga u „naredba registar”. Kontrolna jedinica određuje rad odgovara određene naredbe, i „bilješke” podaci na adresama navedenim u njemu u memoriju racunala. Dalje, ALU ili hardver računala nastavite s operacije, nakon čega je sadržaj SC se mijenja jednom, m. E. Ukazujući na sljedeću naredbu.

kritika

Nedostaci i suvremene perspektive Von Neumannova arhitektura i dalje biti predmet rasprave. Činjenica da strojevi stvoreni na načelima koje je iznijela ovaj izvanredan znanstvenik, nije savršena, uočeno je davno.

Dakle, pregled karata u računalnoj znanosti često mogu naći na pitanje „Što je princip ne odgovara Von Neumannova arhitektura i što nedostaci ima.”

Ako je odgovor na potonje nužno treba navesti:

• prisutnost semantički jaz između programiranje visoke razine jezika i zapovjednog sustava;
• na problemu usklađivanju OP i procesora propusnost;
• o nastajanju softverske krize, uzrokovane činjenicom da su njezini troškovi stvaranja su znatno niži od troška razvoja hardvera, a ne možete dovršiti test program;
• nedostatak perspektive u pogledu performansi, kao što je već dostigao svoj teoretski limit.

Što se ono načelo ne odgovara Von Neumannova arhitektura, govorimo o organizaciji velikog broja paralelnih tokova podataka i naredbi svojstvene višeprocesorskom arhitekture.

zaključak

Sad znate što princip ne odgovara von Neumann arhitekture. Očito je da znanost i tehnologija ne stoji još uvijek, a možda uskoro u svakoj kući će biti sasvim nova vrsta računala kroz koje će čovječanstvo dosegnuti novu razinu razvoja. Usput, pripremiti za ispit simulator softver će vam pomoći „Von Neumannova arhitektura”. Takve digitalni obrazovni resursi olakšati asimilaciju materijala i pružiti priliku za procjenu znanja.