Unsang prinsipyo dili motakdo sa von Neumann arkitektura? Sa unsa nga paagi nga ang makina mga buhat sa von Neumann?

Karon kini mao ang lisud nga sa pagtuo, apan mga computer, nga walay nga sa daghan nga dili na mahunahuna sa akong kinabuhi, dihay lamang sa pipila ka mga 70 ka tuig na ang milabay. Usa sa mga tawo nga naghimo sa usa ka mahukmanong kontribusyon sa ilang pagtukod, mao ang usa ka American siyentista Dzhon Fon Neyman. Siya misugyot nga ang mga baruganan nga ang kadaghanan sa mga computer ug sa mga buhat sa sini nga adlaw. Tagda kon sa unsang paagi nga ang von Neumann machine.

Mubo nga biyograpikanhong impormasyon

Yanosh Neyman natawo sa 1930 sa Budapest, sa usa ka kaayo nga adunahan sa mga Hudiyo nga pamilya nga makahimo sa sunod nga makadawat sa usa ka titulo sa mga hamili. Gikan sa pagkabata siya mailhan pinaagi sa talagsaong abilidad sa tanang mga dapit. Sa 23, Neumann nga nanalipod sa iyang PhD thesis sa kapatagan sa eksperimento physics ug chemistry. Sa 1930, ang mga batan-on nga siyentipiko nga gidapit sa pagtrabaho sa Estados Unidos, Princeton University. Sa maong panahon Neumann maoy usa sa mga unang miyembro sa Institute alang sa Advanced sa Pagtuon, diin siya nagtrabaho isip usa ka propesor hangtod sa iyang kamatayon. Neumann siyentipikanhong mga interes kaayo ang gilapdon. Sa partikular, kini mao ang usa sa mga founders sa quantum mechanics ug matapparata konsepto sa cellular Automatic.

Kontribusyon sa Computer Science

Sa dili pa kita sa pagpangita kon unsa nga baruganan dili sa pagsugat sa Von Neumann arkitektura, nga kini mahimong makapaikag sa pagkat-on kon sa unsang paagi nga ang siyentipiko nga miadto sa ideya sa paghimo sa usa ka moderno nga matang sa computer.

Ang usa ka eksperto sa kapatagan sa matematika pagbuto ug shock balod sa unang bahin sa 1940, von Neumann usa ka siyentipikanhong consultant sa usa sa mga laboratoryo sa bala Office sa Estados Unidos Army. Sa pagkapukan sa 1943, siya miabot sa Los Alamos sa pag-apil sa sa pagpalambo sa Manhettenskogo proyekto sa personal nga imbitasyon sa iyang lider Roberta Oppengeymera. task force sa pagkalkulo sa implosive kompresiyon sa bomba atomika sugo ngadto sa usa ka kritikal nga masa nga gibutang sa atubangan sa kaniya. Aron sa pagsulbad niini gikinahanglan dako nga Computing, nga sa sinugdan gidala gikan sa kamot-nga gipahigayon calculator, ug sa ulahi sa IBM ni mekanikal nga tabulators, sa paggamit sa sukmag cards.

Von Neumann nahimong pamilyar sa mga impormasyon sa pag-uswag sa sa paglalang sa electro-mechanical ug bug-os nga electronic computer. Sa wala madugay, siya nadani sa kalamboan sa EDVAC ug ENIAC computer, nga miresulta sa sa buhat siya misugod sa pagsulat "Ang unang draft sa report sa EDVAC», nagpabilin wala mahuman, diin siya gipresentar ngadto sa siyentipikanhong komunidad sa usa ka bug-os bag-ong ideya, unsa ang kinahanglan nga sa computer arkitektura.

Ang mga baruganan sa von Neumann

Computer science sa 1945 miabut sa usa ka standstill, sama sa tanan computer gitipigan sa iyang panumdoman ang gidaghanon proseso sa 10th porma, usa ka programa alang sa pagpahigayon sa operasyon gibutang pinaagi sa paghimo sa usa ka patch panel jumper.

Kini sa hilabihan gayud lamang sa gahum sa mga computer. Ang tinuod nga breakthrough mao ang baruganan sa von Neumann. Sa mubo sila mahimong gipahayag sa usa ka sentence: ang transisyon ngadto sa duha gidaghanon nga sistema ug ang baruganan sa usa ka gitipigan nga programa.

pagtuki sa mga

Hunahunaa ang mga baruganan nga gibase sa mga klasikal nga von Neumann machine nga gambalay, sa dugang nga detalye:

1. Lakaw ngadto sa duha sistema sa decimal

Kini nga baruganan Neumann arkitektura nagtugot sa paggamit sa medyo yano nga device katarungan.

2. Software pagdumala sa electronic Computing machine

Computer operation ang kontrolado sa usa ka hugpong sa mga sugo nga gipatay sa usa ka human sa uban nga mga. Development sa unang makina sa usa ka programa nga gitipigan sa handumanan, nagtimaan sa sinugdanan sa modernong programa.

3. Data ug mga programa nga gitipigan sa computer sa panumduman sa tingub

Sa kini nga kaso, ang duha data ug mga instruksiyon sa programa adunay sa mao usab nga paagi sa pagsulat sa duha nga sistema, mao nga sa pipila ka mga sitwasyon sa ibabaw kanila mao ang posible nga sa pagbuhat sa sama nga mga buhat sama sa mga data.

imbestigasyon

Dugang pa, ang arkitektura Fonneymanovskoy machine ang mosunod nga mga bahin:

1. Ang handumanan dapit adunay mga pakigpulong nga naisip nga sunod-sunod

Pinaagi sa paggamit niini nga baruganan, kini nahimong posible nga sa paggamit sa mga baryable sa programa. Sa partikular, sa bisan unsang panahon, kamo makahimo sa nagtumong sa usa ka partikular nga lokasyon sa panumduman sa iyang address.

2. Ang posibilidad sa usa ka conditional sanga sa programa

Sama sa nahisgotan na, ang mga programa sa mga sugo nga kinahanglan ipakanaug sequentially. Apan, kini naghatag sa kahigayonan aron sa paghimo sa transisyon ngadto sa sa bisan unsa nga bahin sa code.

Sa unsang paagi ang von Neumann machine

Kini nga matematika nga modelo naglangkob sa storage (panumdoman) , usa ka aritmetik lohika unit (ALU), kontrol, ug sa input ug output mga lalang. Ang tanan nga mga panudlo nga programa nahisulat diha sa mga selula handumanan nahimutang sa kasilinganan, ug sa mga datos alang sa pagproseso kanila - sa arbitraryong dapit.

Sa bisan unsa nga team kinahanglan nga naglangkob sa:

• nga nagpakita nga operasyon kinahanglan nga gihimo;
• handumanan cell adres sa nga gitipigan sa mga orihinal nga data, miingon operasyon hingtungdan;
• cell pakigpulong sa nga sa pagsulat sa resulta.

Kini nga mga sugo sa piho nga mga operasyon sa ALU input data gipatay ug ang mga resulta nahisulat diha sa mga selula handumanan, ie. E. Gitipigan sa usa ka matang angay alang sa sunod-sunod nga processing machine, o transmitted ngadto sa output device (monitor, printer, ug uban pa) Ug anaa sa tawo.

CU nagkontrolar sa tanang bahin sa computer. Gikan kaniya ngadto sa uban nga mga device magadawat signal-sugo "kon unsay buhaton", ingon nga makadawat niini nga impormasyon mahitungod sa unsa sila sa kahimtang sa ubang mga lalang.

Sa pagkontrolar sa device nga adunay usa ka espesyal nga talaan nga gitawag sa mga "nga programa sa counter" SC. Human sa download sa mga data ug mga programa sa handumanan IC tindahan sa adres sa iyang 1st team. CU mabasa sa mga sulod sa mga cell computer sa panumduman kansang address mao ang sa UK, ug sa mga dapit kini sa "sugo sa register". Ang pagkontrol sa yunit motino sa operasyon katumbas sa usa ka piho nga sugo, ug "mga nota" data sa adres bungat sa kini sa handumanan sa computer ni. Sunod, ang ALU o hardware computer mopadayon sa operasyon, sa tapus nga ang mga sulod sa SC nabalhin ngadto sa usa, m. E. Nagtudlo sa sunod nga sugo.

pagsaway

Disadvantages ug Bag-ong Panglantaw von Neumann arkitektura nagpadayon nga usa ka hilisgutan sa debate. Ang kamatuoran nga ang mga makina gilalang sa mga prinsipyo nga gibutang sa unahan sa niini nga talagsaong eskolar, dili hingpit, kini namatikdan nga usa ka hataas nga panahon ang milabay.

Busa, ang pagsusi sa mga tiket sa computer science sagad makita ang pangutana "Unsa ang baruganan nga dili motakdo sa von Neumann arkitektura ug unsa kasaypanan kini."

Kon ang tubag sa ulahing kinahanglan kinahanglan hingalan:

• sa atubangan sa mga semantiko gintang tali sa mga high-level nga pinulongan programming ug sugo nga sistema;
• sa problema sa uli OP ug processor bandwidth;
• sa pagpakita, paggutla krisis software, tungod sa kamatuoran nga ang gasto sa paglalang niini mao ang daghan nga mas ubos kay sa gasto sa development hardware, ug kamo dili makompleto sa pagsulay nga programa;
• kakulang sa mga palaaboton sa termino sa performance, ingon na-abot sa iyang theoretical utlanan.

Ingon sa unsa nga baruganan dili motakdo sa von Neumann arkitektura, kita sa paghisgot mahitungod sa organisasyon sa usa ka dako nga gidaghanon sa mga susama sa data sapa ug sa mga sugo sa pagpanunod diha multiprocessor arkitektura.

konklusyon

Karon kamo nasayud unsa ang baruganan nga dili motakdo sa von Neumann arkitektura. Kini mao ang klaro nga ang siyensiya ug teknolohiya wala nga nagatindog pa, ug tingali sa dili madugay sa matag balay mahimong usa ka bug-os nga bag-o nga matang sa mga computer pinaagi sa nga katawhan sa pagkab-ot sa usa ka bag-o nga ang-ang sa kalamboan. Pinaagi sa dalan, sa pag-andam alang sa software exam simulator sa pagtabang sa "Von Neumann arkitektura". Ang maong digital sa edukasyon nga mga kapanguhaan sa pagpahigayon sa assimilation sa materyal ug sa paghatag og usa ka oportunidad aron sa pagsusi sa ilang kahibalo.