Dak il-prinċipju ma tikkorrispondix mal-arkitettura von Neumann? Kif il-magna xogħlijiet ta von Neumann?

Illum huwa diffiċli li wieħed jemmen, iżda kompjuters, li mingħajrha ħafna ma jistgħux jibqgħu timmaġina ħajja tiegħi, kien hemm biss xi 70 sena ilu. Wieħed minn dawk li għamlu kontribut deċiżiv għall-istabbiliment tagħhom, kien xjenzat Amerikan Dzhon Fon Neyman. Huwa ssuġġerixxa li l-prinċipji li fuqhom il-maġġoranza tal-kompjuter u xogħlijiet sal-lum. Jikkunsidraw kif il-magna von Neumann.

informazzjoni bijografika qasira

Yanosh Neyman twieled fl-1930 f'Budapest, fil-familja Lhudija għonja ħafna li kienet kapaċi sussegwentement jirċievu titolu ta 'nobbiltà. Mit-tfulija kien distint minn abbiltajiet pendenti fl-oqsma kollha. Fil-23, Neumann iddefenda teżi PhD tiegħu fil-qasam tal-fiżika sperimentali u kimika. Fl-1930, il-xjenzjati żgħażagħ kien mistieden biex jaħdmu fl-Istati Uniti, Università ta 'Princeton. Fl-istess ħin Neumann kienet waħda mill-ewwel membri tal-Istitut għall-Istudju Avvanzat, fejn ħadem bħala professur sal-mewt tiegħu. interessi xjentifiċi Neumann kienu wiesgħa ħafna. B'mod partikolari, huwa wieħed mill-fundaturi tal-mekkanika kwantistika u l-kunċett matapparata ta automata ċellulari.

Kontribuzzjoni għall Computer Science

Qabel ma aħna issir taf liema prinċipju ma jissodisfax il arkitettura Von Neumann, se jkun interessanti li jitgħallmu dwar kif il-xjenzat waslet għall-idea li tinħoloq tip moderni tal-kompjuter.

Li espert fil-qasam ta 'splużjonijiet matematika u mewġ ta' xokkijiet fil-1940s kmieni, von Neumann kien konsulent xjentifiku f'wieħed mill-laboratorji ta Uffiëëju munizzjon tal-Armata l-Istati Uniti. Fil-waqgħa tal-1943, wasal fil-Los Alamos li jipparteċipaw fl-iżvilupp tal-proġett Manhettenskogo fuq stedina personali tal-mexxej tagħha Roberta Oppengeymera. task force biex jiġi kkalkulat l-kompressjoni implosive tal-ħlas bomba atomika u sa massa kritika ġiet imdaħħla quddiem minnu. Biex issolviha meħtieġ computing kbira, li inizjalment imwettaq fuq il-kalkulaturi jinżammu fl-idejn, u aktar tard tabulators mekkaniċi IBM, bl-użu punch cards.

Von Neumann sar familjari ma 'l-informazzjoni dwar il-progress tal-ħolqien ta' kompjuters elettro-mekkaniċi u kompletament elettroniċi. Dalwaqt, huwa kien ġibed l-iżvilupp ta 'EDVAC u ENIAC kompjuters, li jirriżulta fl-ħidma li beda bil-miktub "L-ewwel abbozz tar-rapport dwar il-EDVAC", baqgħu mhux mitmum, li huwa ppreżenta lill-komunità xjentifika idea kompletament ġdida, x'għandu jkun l-arkitettura tal-kompjuter.

Il-prinċipji ta von Neumann

xjenza tal-kompjuter fl-1945 daħal għal waqfien, bħala kompjuters kollha huma maħżuna fil-memorja tiegħu n-numru pproċessat fil-10 forma, programm għall-operazzjonijiet li jwettqu kienu stabbiliti bl-istabbiliment fi jumpers panel garża.

Dan huwa ħafna illimitat is-setgħa ta 'kompjuters. Il żvilupp reali kien il-prinċipju ta 'von Neumann. Fil-qosor dawn jistgħu jiġu espressi wieħed sentenza: it-tranżizzjoni għas-sistema numru binarju u l-prinċipju ta 'programm maħżun.

analiżi ta '

Ikkunsidra l-prinċipji li fuqhom hija bbażata l-istruttura magna klassiku von Neumann, f'aktar dettall:

1. Mur fil-sistema binarja 'l-deċimali

Dan il-prinċipju arkitettura Neumann jippermetti l-użu ta 'apparat loġika relattivament sempliċi.

2. ġestjoni Softwer ta 'magna kompjuters elettroniċi

operat tal-kompjuter hija kkontrollata minn sett ta 'kmandi li huma esegwiti wara xulxin. Żvilupp ta 'l-ewwel magna bi programm maħżun fil-memorja, mmarkat il-bidu ta' programmazzjoni moderna.

3. Id-data u l-programmi huma maħżuna fil-memorja tal-kompjuter flimkien

F'dan il-każ, kemm tad-data u l-istruzzjonijiet tal-programm għandhom l-istess mod ta 'kitba fis-sistema binarja, hekk f'ċerti sitwazzjonijiet fuqhom huwa possibbli li jwettqu l-istess azzjonijiet kif id-data.

investigazzjoni

Barra minn hekk, l-arkitettura magna Fonneymanovskoy għandu l-karatteristiċi li ġejjin:

1. Il-postijiet memorja jkollhom indirizzi li huma enumerati b'mod konsekuttiv

Permezz tal-użu ta 'dan il-prinċipju, sar possibbli li jintużaw varjabbli fil-programmazzjoni. B'mod partikolari, fi kwalunkwe ħin, inti tista 'tirreferi għal post memorja partikolari mill indirizz tagħha.

2. Il-possibbiltà ta 'fergħa kondizzjonali fil-programm

Kif diġà msemmi, il-kmandi programmi għandu jeżegwixxi sekwenzjalment. Madankollu, hija pprovdiet l-opportunità li jagħmlu t-transizzjoni għal kwalunkwe parti tal-kodiċi.

Kif il-magna von Neumann

Dan il-mudell matematiku jikkonsisti ħażna (memorja) , unità loġika aritmetika (ALU), kontroll, u l-input u l-apparat output. istruzzjonijiet kollha tal-programm huma miktuba fil-ċelloli memorja li jinsabu fil-viċinat, u d-dejta għall-ipproċessar minnhom - f'postijiet arbitrarji.

Kull tim għandu jikkonsisti minn:

• jindika li l-operazzjoni għandha titwettaq;
• indirizzi taċ-ċelluli memorja li fiha huma maħżuna d-dejta oriġinali, qal operazzjoni konċernata;
• indirizzi taċ-ċelluli li fihom li tikteb ir-riżultat.

Dawn il-kmandijiet operazzjonijiet speċifiċi dwar id-data tad-dħul AWU esegwiti u r-riżultati huma miktuba fiċ-ċelloli memorja, jiġifieri. E. Maħżuna f'forma xierqa għall-magna ipproċessar sussegwenti, jew trasmess lir-mekkaniżmu li joħroġ (monitor, printer, eċċ) U magħmula disponibbli għall-bniedem.

CU kontrolli partijiet kollha tal-kompjuter. Mingħandu l-apparat ieħor jirċievi sinjali 'kmandijiet "x'għandu jsir", kif hija tirċievi informazzjoni dwar dak li huma fil-kondizzjoni ta' mezzi oħra.

Fil-mezz ta 'kontroll jkollha reġistru speċjali msejjaħ "programm kontro" SC. Wara tniżżil l-informazzjoni u l-programmi fil-memorja IC taħżen l-indirizz ta '1-tim tiegħu. CU jaqra l-kontenut tal-ċellola tal-memorja tal-kompjuter li l-indirizz huwa fir-Renju Unit, u jpoġġih fil- "Kmand reġistru". L-unità ta 'kontroll jiddetermina l-operazzjoni li jikkorrispondi għal' kmand speċifiku, u "noti" data fl-indirizz speċifikat fiha fil-memorja tal-kompjuter. Sussegwentement, il-ALU jew ħardwer tal-kompjuter jipproċedi għall-operazzjoni, wara li l-kontenut tal-KS għandu jkun mibdul għal wieħed, m. E. tipponta lejn il-kmand li jmiss.

kritika

Żvantaġġi u l-arkitettura kontemporanja Perspettivi von Neumann tkompli tkun suġġett ta 'dibattitu. Il-fatt li l-magni maħluqa fuq il-prinċipji mressqa minn din scholar pendenti, mhux perfett, kien innutat żmien twil ilu.

Għalhekk, l-eżami ta 'biljetti fix-xjenza tal-kompjuter tista' spiss isibu l-mistoqsija "X'inhi l-prinċipju ma tikkorrispondix mal-arkitettura von Neumann u dak nuqqasijiet li jkun."

Jekk ir-risposta għal dawn tal-aħħar neċessarjament għandu jispeċifika:

• -preżenza tad-differenza semantika bejn l-ipprogrammar lingwa ta 'livell għoli u sistema kmand;
• fuq il-problema tar-rikonċiljazzjoni OP u bandwidth proċessur;
• dwar il-kriżi softwer emerġenti, ikkawżata mill-fatt li l-ispejjeż ħolqien tagħha huma ħafna aktar baxxi mill-ispiża ta 'l-iżvilupp hardware, u inti ma tista' tlesti l-programm tat-test;
• nuqqas ta 'prospetti f'termini ta' prestazzjoni, kif diġà laħqet limitu teoretiku tiegħu.

Dwar liema prinċipju ma tikkorrispondix ma 'l-arkitettura von Neumann, qed nitkellmu dwar l-organizzazzjoni ta' numru kbir ta 'flussi tad-dejta paralleli u l-kmandi inerenti fl-arkitettura multiproċessuri.

konklużjoni

Issa taf liema prinċipju ma tikkorrispondix mal-arkitettura von Neumann. Huwa ovvju li x-xjenza u t-teknoloġija mhix wieqaf, u forsi dalwaqt f'kull dar ser ikunu ta 'tip kompletament ġdida ta' kompjuters li permezz tagħhom l-umanità se tilħaq livell ġdid ta 'żvilupp. Mill-mod, jippreparaw għall-software simulatur eżami biex jgħinu "arkitettura Von Neumann". Dawn ir-riżorsi edukattivi diġitali jiffaċilitaw l-assimilazzjoni tal-materjal u jipprovdu opportunità biex tevalwa l-għarfien tagħhom.