Wat Prinzip sëlwecht net op de von Neumann Architektur? Wéi d'Maschinn Wierker vun von Neumann?

Haut ass et schwéier ze gleewen, mee Computeren, ouni déi vill kann net méi mäi Liewen virstellen, do e puer 70 Joer nëmmen sech virun. Ee vun deenen, déi eng decisif Bäitrag zu hirem Etablissement huet, war en amerikanesche Wëssenschaftler Dzhon Ost Neyman. Hie proposéiert, datt d'Prinzipien op déi der Majoritéit vun de Computer an dësem Dag schafft. Betruecht der von Neumann Maschinn wéi.

Dowéinst Gebuer Informatiounen

Yanosh Neyman war vun 1930 zu Budapest, an eng ganz räich jiddesch Famill gebuer datt gebass huet duerno e Titel vum Adel kréien. Vu Kandheet war hie vun erbäermlech Fähegkeeten an alle Beräicher ënnerscheeden. Um 23, Neumann huet seng Dokteraarbecht Dissertatioun am Beräich vun experminteller Physik a Chimie verdeedegt. An 1930, war de jonke Wëssenschaftler invitéiert an d'USA, Princeton Universitéit ze schaffen. Gläichzäiteg war Neumann eng vun den éischte Membere vum Institut fir Détailléiert studéieren, wou hien als Professer bis zu sengem Doud geschafft. Neumann wëssenschaftlech Interesse sech ganz breet. Besonnesch, ass et ee vun de Grënner vun der Quantemechanik an matapparata Konzept vun bewosst automata.

Bäitrag zu Computerentwécklungen

Éier mir gewuer wat Prinzip net de heescht treffen Von Neumann Architektur, ass et interessant ginn iwwer ze léieren wéi d'Wëssenschaftler an d'Iddi komm e modernt Computer Zort schafen.

Ass en Expert am Beräich vun Mathematik Explosiounen an Schock Wellen am Ufank 1940s, war von Neumann engem wëssenschaftleche Beroder bei ee vun de Laboratoiren vun Munitioun Office vun den USA Arméi. Am Hierscht 1943, ukomm hien zu Los Alamos an der Entwécklung vun Manhettenskogo Projet um perséinlech Invitatioun vun hire Leader Roberta Oppengeymera fir matzemaachen. Task force der implosive externen Kompressor vun der atomarer bomb Vitesse ass bis zu enger kritescher Mass ze berechnen ass virun him no goufen. Ze léisen et grouss Rechenzäit néideg, deen am Ufank op der Hand-ofgehalen d'Aarbecht gemaach, a méi spéit op IBM d'mechanesch Ervirhiewung, léiren Kaarte benotzt.

Von Neumann gouf mat den Informatiounen iwwert de Fortschrëtt vun der Kreatioun vun Electro-mechanesch an voll elektronesch Computeren leieren. Geschwënn, war hien un der Entwécklung vun EDVAC an ENIAC Computeren ugezunn, deen hien an der Aarbecht ugefaang "Den éischte Projet vum Rapport iwwert d'EDVAC» Schreiwen, blouf Nomoi, an deem hien eng komplett nei Iddi fir d'wëssenschaftlech Communautéit presentéiert, wat de Computer Architektur soll.

D'Prinzipie vun von Neumann

Computer Wëssenschaft an 1945 huet zu enger nët, wéi all Computeren a senger Erënnerung gespäichert sinn der Zuel an der 10. Form realiséiert, e Programm fir leeschtungsfäheg Operatiounen an engem Patch Rot Pulloveren Formatioun huet beherrscht.

Dëst limitéiert immens der Muecht vu Computeren. D'real Chance war de Prinzip vun von Neumann. Kuerz ka se an engem Saz ausgedréckt ginn: den Iwwergank zum Duebelstäresystem Zuel System an de Prinzip vun engem gespäichert Programm.

Analyse vun

Betruecht de Prinzipien op déi baséiert ass der klassescher von Neumann Maschinn Struktur, méi am Detail:

1. Go op d'Duebelstären System vun der Dezimalzuel

Dëse Prinzip Neumann Architektur erlaabt de Gebrauch vun relativ einfach Logik Apparat.

2. Software Gestioun vun elektronesche Rechenzäit Maschinn

Computer Operatioun ass duerch eng Rei vun commandéiert kontrolléiert haten, datt een nom aneren virschaffe sinn. Entwécklung vun der éischter Maschinn mat engem Programm vun der Erënnerung gespäichert, markéiert Ufank vun modern programméiere.

3. Data a Programmer am Computer gespäichert Erënnerung zesummen

An dësem Fall, hu béid Daten a Programm Uweisungen déi selwecht Art a Weis an der Duebelstären System vun Schreiwen, also a bestëmmte Situatiounen iwwer hinnen ass méiglech déi selwecht Aktiounen wéi der Donnéeën ze Leeschtunge.

Enquête

Zousätzlech, huet d'Architektur Fonneymanovskoy Maschinn déi folgend Funktiounen:

1. D'Erënnerung Plazen hunn Adressen déi noeneen nummeréiert sinn

Duerch d'Benotzung vun dëse Prinzip gouf, ass et méiglech Verännerlechen an programméiere konzentréiert. Besonnesch, zu all Moment, kënnt Dir zu engem besonnesch Erënnerung Standuert duerch seng Adress kuckt.

2. D'Méiglechkeet vun engem geplangten Sparten am Programm

Wéi scho gesot, muss de Programmer commandéiert Rei exekutéieren. Allerdéngs gëtt et d'Méiglechkeet den Iwwergank zu all Deel vum Code ze maachen.

Wéi heescht der von Neumann Maschinn

Dëst mathematesch Modell besteet aus Stockage (Erënnerung) , engem Mathematik Logik Eenheet (ALU), Kontroll, an Input an Wasserstoff Apparater. All Programm Instruktioune sinn an der Erënnerung Zellen an der Noperschaft, an d'Donnéeë fir Veraarbechtung hinnen etabléiert geschriwwen - an arbiträr Plazen.

All Equipe soll aus:

• besot déi Operatioun soll;
• Erënnerung Zell Adressen an deem d'Original Daten gespäichert ginn, sot Operatioun ubelaangt;
• Zell Adressen an deem d'Resultat ze schreiwen.

Dës commandéiert spezifesch Operatiounen op ALU Input Daten virschaffe an d'Resultater sinn an der Erënnerung Zellen geschriwwen, dh. E. gespäichert an enger Form gëeegent fir spéider Veraarbechtung Maschinn, oder iwwerdroen op d'Wasserstoff Apparat (Monitor, Drécker, etc.) An feieren ze Mann sinn.

CU Kontrollen all Deeler vun der Computer. Vun him ze Wéinst Apparat kritt Signaler-commandéiert "wat ze maachen", sou wéi et Informatiounen iwwert kritt wat se am Zoustand vun aneren Apparater sinn.

An der Kontroll Apparat huet eng speziell aschreiwen der "Programm Konter" SC genannt. den Donnéeën an de Programmer an Erënnerung IC Geschäfter d'Adress vun sengem 1.Equipe No eroflueden. CU liest d'Inhalter vun der Computer Erënnerung Zell hir Adress eraus ass am UK, an et Plazen an der "Command aschreiwen". Der Kontroll Eenheet bestëmmt der Operatioun un engem spezifeschen Kommando entspriechend, an "Noten" Daten um Adressen an et am Computer an d'Erënnerung uginn. Nächst, déi ALU oder Computer viru Computer ze Operatioun, no deem vun SC d'Inhalter ze eent geännert ass, m. E. zu den nächsten Kommando dierfen ënnerschreiwen.

Kritik

Nodeeler an aktuelle Perspektiven von Neumann Architektur weider engem Thema vun Debatt ginn. Der Tatsaach, datt op der Prinzipien geschaf Maschinnen vun dëser mëttelméisseg Léier no vir, net perfekt, et war virun engem laang gemierkt.

Also, kann den Examen vun Ticketen an Computerentwécklungen oft d'Fro fannen "Wat ass de Prinzip net op de von Neumann Architektur heescht sëlwecht a wat Defiziter huet et."

Wann d'Äntwert op d'Pai soll onbedéngt uginn:

• der Presenz vun der Schüler Spalt zwëschen de héich-Niveau Sprooch programméiere an Kommando System;
• op de Problem OP an Prozessor bandwidth vun reconciling;
• op der entstanen Software Kris, duerch de Fait, datt ëmmer hirer Creatioun kascht vill manner wéi d'Käschte vun der Hardware Entwécklung sinn, an Dir kënnt den Test Programm net fäerdeg;
• Feele vu Perspektiven, wat vun Performance, wéi schonn seng theoretesch Limite erreecht huet.

Wéi zu wat Prinzip un der von Neumann Architektur sëlwecht net, schwätzen mir iwwer d'Organisatioun vun enger grousser Zuel vun Daten parallel Baachen an der Onfruchtbarkeet commandéiert an multiprocessor Architektur.

Konklusioun

Elo wësst Dir wat Prinzip net op de von Neumann Architektur heescht sëlwecht. Et ass kloer dass d'Wëssenschaft an Technologie net ëmmer beweegt, a vläicht geschwënn an all Haus wäert e komplett neien Typ vun Computeren ginn duerch déi Mënschheet eng nei Niveau vun Entwécklung erreecht gëtt. Iwwregens, preparéieren fir d'Examen Simulatioun Software "Von Neumann Architektur" ze hëllefen. Esou digital Schoulsystem Ressourcen erliichtert d'Ziler vun der Material an déi eng Chance hir Wëssen ze bewäerten.