Hvaða meginreglu er ekki í samræmi við von Neumann arkitektúr? Hvernig vél verk von Neumann?

Í dag er erfitt að trúa því, en tölvur, án sem margir geta ekki lengur ímyndað líf mitt, það voru aðeins um 70 ár síðan. Einn af þeim sem gerði afgerandi framlag til stofnun þeirra, var bandarískur vísindamaður Dzhon fón Neyman. Hann lagði til að meginreglur sem meirihluti tölvunni og vinnur í dag. Hugleiddu hvernig von Neumann vél.

Stutt æviágrip upplýsingar

Yanosh Neyman fæddist árið 1930 í Búdapest, í mjög auðugur gyðinga fjölskyldu sem var fær um að síðan fá titilinn aðalsmanna. Frá barnæsku var hann frægur af framúrskarandi hæfileika á öllum sviðum. Í 23 ár Neumann hefur varið doktorsritgerð sína á sviði tilrauna eðlisfræði og efnafræði. Árið 1930 var ungur vísindamaður boðið að vinna í Bandaríkjunum, Princeton University. Á sama tíma Neumann var einn af fyrstu meðlimum Institute for Advanced Study, þar sem hann starfaði sem prófessor til dauðadags. Neumann vísindaleg hagsmunir voru mjög breið. Einkum er það einn af stofnendum skammtafræði og matapparata hugtakið frumu automata.

Framlag til tölvunarfræði

Áður en við að finna út hvað meginreglu ekki mæta Von Neumann arkitektúr, það verður áhugavert að læra um hvernig vísindamaður kom að hugmyndin um að búa til nútíma tölva gerð.

Vera sérfræðingur á sviði stærðfræði sprengingar og höggbylgjumar í upphafi 1940, von Neumann var vísindaleg ráðgjafi á einni af rannsóknarstofum skotfæri Skrifstofa Bandaríkjahers. Haustið 1943, kom hann í Los Alamos til að taka þátt í þróun Manhettenskogo verkefni á persónulegu boði leiðtogi hennar Roberta Oppengeymera. Task Force að reikna implosive þjöppun kjarnorkusprengju endurgjalds upp að gagnrýna massa hefur verið sett fyrir framan hann. Til að leysa það þarf mikið tölvumál, sem upphaflega fram á hönd-held reiknivélar, og síðar á vélrænni tabulators IBM með klippikortum.

Von Neumann varð kynnt með upplýsingum um framvindu stofnun raf-vélrænni og fullkomlega rafræn tölvur. Brátt var hann dregist að þróun EDVAC og ENIAC tölvur, leiðir í starfi sem hann hóf að skrifa "Fyrsta uppkast af skýrslu um EDVAC», var ólokið, þar sem hann kynnti fyrir vísindasamfélagið alveg ný hugmynd, hvað ætti að vera tölva arkitektúr.

Meginreglur von Neumann

Tölvunarfræði árið 1945 kom til kyrrstöðu, eins og allar tölvur eru geymd í minni sínu númer unnin í 10. formi, forrit til að framkvæma aðgerðir voru sett með því að setja í plástur spjaldið jumpers.

Þetta takmarkast mjög kraft tölvum. Hinn raunverulegi bylting var reglan um von Neumann. Stuttlega þeir geta verið gefin upp í einni setningu: umskipti til tvöfaldur fjöldi kerfi og meginreglunni um geymdar program.

greining

Íhuga meginreglum sem eru byggðar á klassíska von Neumann vél uppbyggingu, nánar:

1. Fara tvöfaldur kerfi við aukastaf

Þessi meginregla Neumann arkitektúr leyfa notkun tiltölulega einfalt rökfræði tæki.

2. Software stjórnun rafrænna computing vél

Computer aðgerð er stjórnað af a setja af skipunum sem eru keyrð hvert á eftir öðru. Þróun fyrstu vél með áætlun geymd í minni, markaði upphaf nútíma forritun.

3. Gögn og forrit eru geymd í minni tölvu saman

Í þessu tilfelli, bæði gögn og forrit leiðbeiningar hafa sömu leið að skrifa í the tvöfaldur kerfi, þannig að í vissum tilfellum yfir þá er hægt að framkvæma sömu aðgerðir og gögnum.

rannsókn

Í samlagning, the arkitektúr Fonneymanovskoy vélin hefur eftirfarandi eiginleika:

1. minni stöðum hafa vistföng sem eru númeruð í röð

Með því að nota þessa reglu, varð það mögulegt að nota breytur í forritun. Einkum á hverjum tíma, getur þú átt við ákveðna minni stað með heimilisfang hennar.

2. Möguleikinn á skilyrt útibú í áætluninni

Eins og áður hefur komið fram, the programs skipanir verður að framkvæma röð. Þó, að því tilskildu að það tækifæri til að gera við umskipti til hvaða hluta af kóða.

Hvernig virkar von Neumann vél

Þessi stærðfræðilega líkan samanstendur af geymslu (minni) , sem er rökverki reiknings (ALU), stýringu og inntak og úttak tæki. Allir program leiðbeiningar eru skrifaðar í minnishólfin staðsett í hverfinu, og gögn um vinnslu þá - í handahófskennt stöðum.

Öll lið ættu að vera:

• sem gefur til kynna sem starfsemi ætti að framkvæma;
• minni klefi netföng sem eru geymdar á upprunalegum gögnum, sagði rekstur hlutaðeigandi;
• klefi netföng sem að skrifa niðurstöðuna.

Þessar skipanir sérstakar aðgerðir á ALU inntaksgögnúr keyrð og niðurstöðurnar eru skrifuð í minnishólfin, ie. E. Geymt í formi hæfilegrar síðari vinnsla vél, eða sent til útgangsbúnaðinn (skjár, prentari o.fl.) og gerð aðgengileg til mannsins.

CU stýrir öllum hlutum tölvunnar. Frá honum í hitt tækið fær merki-skipanir "hvað á að gera", eins og það fær upplýsingar um hvað þeir eru í ástandi önnur tæki.

Í samanburðarhópnum tækið hefur sérstaka skrá sem kallast "program gegn" SC. Eftir að hlaða niður gögn og forrit í minni IC geymir veffang 1. lið sitt. CU les út the innihald af the tölva minni klefi sem netfang er í Bretlandi, og setur það í "Command skrá". The stjórna eining ákvarðar rekstur svarar til tilteknu stjórn, og "skýringar" gögn á netföng sem tilgreindar eru í henni í minni tölvunnar. Næst ALU eða vélbúnaði tölva halda áfram að rekstri, eftir sem innihald SC er breytt til einn, m. E. benti til næsta skipun.

gagnrýni

Ókostir og Contemporary Perspectives von Neumann arkitektúr heldur áfram að vera deiluefni. Sú staðreynd að vélar búnar á meginreglum sett fram með þessum framúrskarandi fræðimaður, ekki fullkominn, það var tekið fyrir löngu síðan.

Því skoðun miða í tölvunarfræði getur oft fundið spurningunni "Hver er reglan er ekki í samræmi við von Neumann arkitektúr og hvaða annmarkar það hefur."

Ef svarið við seinni endilega ætti að tilgreina:

• að viðstöddum merkingartækni bilið milli háttsettum forritunarmál og stjórn kerfi;
• á því vandamáli að sætta OP og örgjörva bandbreidd;
• á vaxandi hugbúnaður kreppu, sem stafar af því að sköpunin kostnaður þess eru mun lægri en kostnaður á vélbúnaði þróun, og þú getur ekki ljúka próf program;
• skortur á horfur í skilmálar af flutningur, sem hefur nú þegar náð fræðileg takmörk hennar.

Eins og til hvaða meginreglu er ekki í samræmi við von Neumann arkitektúr, við erum að tala um skipulag fjölda samhliða gögn á og skipanir sem felst í multiprocessor arkitektúr.

niðurstaða

Nú þú veist hvað meginreglu er ekki í samræmi við von Neumann arkitektúr. Það er augljóst að vísindi og tækni er ekki að standa kyrr, og kannski fljótlega í hverju húsi verður alveg ný tegund af tölvum þar sem mannkynið nái a nýr láréttur flötur af þróun. Við the vegur, undirbúa sig fyrir próf hermir hugbúnaður til að hjálpa "Von Neumann arkitektúr". Slík stafræn mennta auðlindir auðvelda aðlögun efnisins og veita tækifæri til að meta þekkingu sína.