Apa asas ora cocog karo arsitektur von Neumann? Carane karya mesin saka von Neumann?

Dina iku hard kanggo pracaya, nanging komputer, tanpa kang akeh bisa maneh mbayangno gesang kawula, ana mung sawetara 70 taun kepungkur. Salah siji sing maringi kontribusi nemtokake kanggo panyiapan sing, ana sing ilmuwan Amerika Dzhon Fon Neyman. Panjenenganipun disaranake sing prinsip kang mayoritas komputer lan dianggo kanggo dina iki. Coba carane mesin von Neumann.

Alexa biografi Brief

Yanosh Neyman lair ing taun 1930 ing Budapest, ing kulawarga Yahudi sugih sing bisa kanggo salajengipun nampa sesebutan. Saka kanak-kanak piyambakipun bentenaken dening kabisan pinunjul ing kabeh wilayah. Ing 23, Neumann wis mbelo tesis PhD ing bidhang fisika eksperimental lan kimia. Ing taun 1930, ilmuwan enom diundang kanggo bisa ing Amerika Serikat, Princeton University. Sanalika Neumann ana salah siji anggota pisanan saka Institut kanggo Advanced Study, ing pundi piyambakipun kerja minangka profesor nganti séda. Neumann kapentingan ngelmu padha banget amba. Ing tartamtu, iku salah siji pendiri mekanika kuantum lan konsep matapparata kagayut kanthi mRNA.

Kontribusi Èlmu Komputer

Sadurunge kita mangerteni apa asas ora ketemu arsitektur Von Neumann, bakal menarik kanggo mangerteni carane ilmuwan teka ing pamanggih nyiptakaken jinis komputer modern.

Kang ahli ing explosions matématika lan gelombang kejut ing taun 1940-an awal, von Neumann ana konsultan ngelmu ing salah siji saka laboratorium saka amunisi Kantor Amerika Tentara Inggris. Ing tiba saka 1943, panjenenganipun dumugi ing Los Alamos melok pangembangan project Manhettenskogo undangan pribadi pimpinan Roberta Oppengeymera. tugas TNI kanggo ngetung komprèsi implosive saka daya bom atom nganti massa kritis wis sijine ing ngarepe wong. Kanggo ngatasi iku dibutuhake komputerisasi gedhe, kang pisanan digawa metu ing kalkulator tangan-dianakaké, lan mengko ing tabulators mechanical IBM, nggunakake kertu doyo.

Von Neumann dadi kenalan karo informasi ing kemajuan nitahaken saka panitahan-mechanical lan kanthi elektronik komputer. Rauh, piyambakipun kepincut kanggo pangembangan EDVAC lan ENIAC komputer, asil ing karya piyambakipun wiwit nyerat "Ing kawitan konsep saka laporan ing EDVAC», tetep durung rampung, ing kang presented kanggo masyarakat ilmiah idea tanggung anyar, apa sing arep arsitektur komputer.

Prinsip von Neumann

Ilmu komputer ing taun 1945 teka menyang standstill, kabeh komputer sing disimpen ing memori nomer diproses ing wangun 10th, program kanggo operasi Performing padha kanthi nyetel ing jumpers panel tembelan.

Iki banget winates daya saka komputer. Temonan nyata prinsip von Neumann. Sedhela padha bisa ditulis ing salah siji ukara: transisi menyang angka binar lan asas saka program disimpen.

analisis

Coba prinsip ing kang adhedhasar ing von Neumann struktur mesin klasik, ing liyane rinci:

1. Menyang sistem binar saka desimal

arsitektur Neumann asas iki ngidini nggunakake piranti logika relatif prasaja.

2. Manajemen Software mesin komputasi elektronik

operasi komputer dikendhalèkaké déning pesawat saka swara sing kaleksanan siji sawise liyane. Pembangunan mesin pisanan karo program disimpen ing memori, ditandhani awal program modern.

3. Data lan program sing disimpen ing memori komputer bebarengan

Ing kasus iki, loro data lan instruksi program duwe cara nulis ing sistem binar, supaya ing kahanan tartamtu liwat wong-wong mau bisa kanggo nindakake tumindak sing padha minangka data.

diselidiki

Kajaba iku, ing arsitektur mesin Fonneymanovskoy wis fitur iki:

1. lokasi memori duwe alamat kang angka consecutively

Liwat panggunaan asas iki, iku dadi bisa nggunakake variabel ing program. Ing tartamtu, ing sembarang wektu, sampeyan bisa deleng lokasi memori tartamtu dening sawijining alamat.

2. kamungkinan saka cabang saratipun ing program

Minangka wis kasebut, ing program printah kudu nglakokaké sequentially. Nanging, iku diwenehake kesempatan kanggo nggawe transisi kanggo bagean saka kode.

Carane ora mesin von Neumann

model matematika iki kasusun saka panyimpenan (memori) , lan unit logika aritmetika (ALU), kontrol, lan input lan piranti output. Kabeh instruksi program sing ditulis ing sel memori dumunung ing tetanggan, lan data kanggo proses - ing lokasi kasepakatan.

Sembarang tim ngirim kalebu:

• nuduhake operasi kang kudu dileksanakake;
• alamat sel memori kang disimpen ing data asli, ngandika operasi ngangap;
• alamat sel kang kanggo nulis asil.

Printah iki operasi tartamtu ing data input ALU kaleksanan lan asil sing ditulis ing sel memori, IE. E. Disimpen ing wangun cocok kanggo mesin Processing sakteruse, utawa ditularaké piranti output (monitor, printer, etc.) Lan digawe kasedhiya kanggo wong.

CU kontrol kabeh bagean saka komputer. Saka wong kanggo piranti liyane ditampa sinyal-printah "apa apa", minangka ditampa informasi bab apa padha ana ing kondisi saka piranti liyane.

Ing piranti kontrol wis REGISTER khusus disebut "program counter" SC. Sawise ngundhuh data lan program ing memori IC nyimpen alamat tim 1st sawijining. CU maos metu isi ing sel memori komputer kang alamat ing UK, lan panggonan iku ing "printah ndhaftar". Ing unit kontrol nemtokake operasi cocog kanggo printah tartamtu, lan "cathetan" data ing alamat kasebut ing ing memori komputer. Sabanjure, ing ALU utawa hardware komputer nerusake kanggo operasi, sawise kang isi SC diganti siji, m. E. Pointing menyang printah sabanjuré.

kritik

Cacat lan arsitektur Contemporary Perspectives von Neumann terus dadi topik debat. Kasunyatan sing mesin digawe ing prinsip sijine nerusake dening sarjana pinunjul iki, ora sampurna, iku ngeweruhi dangu kepungkur.

Mulane, ing ujian karcis ing èlmu komputer kerep bisa nemokake pitakonan "Apa dhasare ora cocog karo arsitektur von Neumann lan apa shortcomings wis."

Yen jawaban kanggo sing terakhir kudu kudu nemtokake:

• ing ngarsane longkangan semantik antarane program basa-tingkat dhuwur lan sistem printah;
• ing masalah ngrukunaké OP lan bandwidth prosesor;
• ing krisis lunak berkembang, disebabake kasunyatan sing biaya sawijining titah sing luwih murah saka biaya pembangunan hardware, lan sampeyan ora bisa ngrampungake program test;
• lack of prospek ing syarat-syarat kinerja, minangka wis ngrambah watesan sawijining teori.

Minangka kanggo apa asas ora cocog karo arsitektur von Neumann, kita ngomong bab organisasi saka nomer akeh podo lepen data lan printah gawan ing arsitektur multiprocessor.

kesimpulan

Saiki ngerti apa asas ora cocog karo arsitektur von Neumann. Iku ketok sing ilmu lan teknologi wis ora ngadeg isih, lan mbok menawa rauh ing saben omah bakal dadi jinis rampung anyar komputer liwat kang djalmo manungso bakal tekan tingkat anyar pembangunan. Miturut cara, nyiyapake kanggo piranti lunak ujian simulasi kanggo "Von Neumann arsitektur". sumber digital pendidikan kuwi nggampangake assimilation saka materi lan menehi kesempatan kanggo netepke kawruh.