Naon prinsip teu pakait jeung arsitektur von Neumann? Kumaha karya mesin tina von Neumann?

Dinten ieu hésé percanten, tapi komputer, tanpa nu loba bisa euweuh ngabayangkeun hirup abdi, aya ngan sababaraha 70 taun ka tukang. Salah sahiji jalma anu dijadikeun kontribusi decisive kana ngadegna maranéhanana, éta hiji élmuwan Amérika Dzhon Fon Neyman. Anjeunna ngusulkeun yén prinsip dina nu mayoritas komputer jeung jalan nepi ka poé ieu. Mertimbangkeun kumaha mesin von Neumann.

Inpo biographical ringkes

Yanosh Neyman lahir di taun 1930 di Budapest, dina kulawarga Yahudi pisan jegud anu bisa salajengna nampa hiji judul bangsawan. Ti budak leutik anjeunna dibedakeun ku abilities beredar di sakabeh wewengkon. Dina 23 Neumann geus salamet tesis PhD di widang fisika eksperimen jeung kimia. Dina 1930, élmuwan ngora ieu diondang digawekeun di Amérika Serikat, Princeton University. Dina waktu nu sarua Neumann éta salah sahiji anggota munggaran ti Institute pikeun Advanced Study, dimana manéhna digawé salaku dosen dugi pupusna. Neumann kapentingan ilmiah éta pisan lega. Dina sababaraha hal, ieu salah sahiji pendiri mékanika kuantum jeung konsép matapparata of automata sélular.

Kontribusina keur Élmu Komputer

Sateuacan urang manggihan naon prinsip teu minuhan arsitektur Von Neumann, eta bakal metot pikeun neuleuman ngeunaan kumaha élmuwan nu sumping ka pamanggih nyieun hiji jenis komputer modern.

Keur ahli dina widang ngabeledugna matématika sarta gelombang shock dina 1940s mimiti, von Neumann éta konsultan ilmiah di salah sahiji laboratorium di amunisi Kantor Amérika Tentara Serikat. Dina tumiba 1943, anjeunna anjog di Los Alamos pikeun ilubiung dina ngembangkeun proyék Manhettenskogo di uleman pribadi pamingpin na Roberta Oppengeymera. tugas gaya keur ngitung komprési implosive tina muatan bom atom nepi ka massa kritis geus nempatkeun di hareupeun manehna. Pikeun ngajawab eta diperlukeun komputasi ageung, nu mimitina dilumangsungkeun dina kalkulator leungeun-dilaksanakeun, sarta engké dina tabulators mékanis IBM urang, migunakeun kartu punch.

Von Neumann jadi acquainted jeung informasi kana kamajuan kreasi elektro-mékanis jeung pinuh éléktronik komputer. Moal lami deui, anjeunna katarik ngembangkeun EDVAC na ENIAC komputer, hasilna karya anjeunna mimiti nulis "The draf mimiti laporan dina EDVAC», tetep tacan beres, di mana manéhna dibere ka masarakat ilmiah hiji gagasan sagemblengna anyar, kumaha kudu arsitéktur komputer.

Prinsip von Neumann

elmu komputer dina 1945 sumping ka standstill a, sakumaha sakabeh komputer anu disimpen dina mémori na jumlah diolah dina wangun 10, program keur operasi ngajalankeun anu diatur ku netepkeun dina jumpers panel patch.

Ieu greatly dugi kakawasaan komputer. The narabas nyata éta prinsip von Neumann. Sakeudeung maranéhna bisa ditembongkeun dina hiji kalimah: transisi kana sistem angka biner sarta prinsip program disimpen.

analisis

Mertimbangkeun prinsip dina nu ieu dumasar kana von Neumann struktur mesin klasik, di leuwih jéntré:

1. Buka sistem biner of decimal nu

arsitéktur Neumann prinsip Hal ieu ngamungkinkeun pamakéan alat logika kawilang basajan.

2. manajemén Software tina mesin komputasi éléktronik

operasi komputer anu dikawasa ku susunan Paréntah nu dieksekusi salah sanggeus lianna. Ngembangkeun mesin munggaran kalayan program disimpen dina mémori, ditandaan awal programming modern.

3. Data tur program anu disimpen dina mémori komputer babarengan

Dina hal ieu, boh data jeung parentah program boga cara anu sarua nulis dina sistem biner, jadi dina situasi nu tangtu leuwih aranjeunna nyaéta dimungkinkeun pikeun ngalakukeun lampah sarua salaku data.

panalungtikan

Sajaba ti éta, arsitéktur mesin Fonneymanovskoy boga fitur di handap:

1. lokasi memori gaduh alamat nu wilanganana consecutively

Ngaliwatan pamakéan prinsip ieu, eta janten kamungkinan ngagunakeun variabel dina programming. Dina sababaraha hal, iraha wae, anjeun tiasa ningali ka lokasi memori kucara alamat na.

2. kamungkinan cabang kondisional dina program

Sakumaha geus disebutkeun, di program Paréntah kudu ngaéksekusi sequentially. Sanajan kitu, eta disadiakeun kasempetan sangkan transisi ka sagala bagian tina kode teh.

Kumaha carana sangkan nu mesin von Neumann

modél matematika ieu diwangun ku gudang (memori) , hiji Unit logika arithmetic (ALU), kontrol, sarta asupan jeung alat kaluaran. Sadaya parentah program anu ditulis dina sél memori lokasina di lingkungan, sarta data pikeun ngolah éta - di lokasi wenang.

Sagala tim kudu diwangun tina:

• nunjukkeun operasi mana nu kudu dipigawe;
• alamat sél memori nu disimpen data aslina, ceuk operasi prihatin;
• alamat sél nu nulis hasilna.

Paréntah ieu operasi husus dina data input ALU dieksekusi tur hasil anu ditulis dina sél ingetan, nyaéta. E. Disimpen dina formulir cocog pikeun mesin processing saterusna, atawa dikirimkeun ka alat kaluaran (monitor, printer, jsb) Jeung dijieun sadia pikeun lalaki.

Cu ngawasaan sakabeh bagéan komputer. Ti anjeunna ka alat sejenna narima sinyal-Paréntah "naon anu kudu dipigawé", sakumaha eta narima informasi ngeunaan naon aranjeunna dina kaayaan alat lianna.

Dina alat kontrol ngabogaan register husus disebut "program counter" SC. Saatos ngundeur data jeung program dina mémori IC nyimpen alamat tina tim 1st na. Cu berbunyi kaluar eusi sél mémori komputer anu alamatna nyaeta di Inggris, jeung tempat eta di "paréntah ngadaptar". Unit kontrol nangtukeun operasi pakait jeung paréntah husus, sarta "catetan" data di alamat dieusian di dinya dina mémori komputer urang. Salajengna, anu ALU atawa hardware komputer lumangsungna operasi, nu satutasna eusi SC dirobah ka Teu salah, m. E. ngarah ka paréntah salajengna.

hinaan

Kalemahan jeung arsitéktur kontémporér perspéktif von Neumann terus janten subyek perdebatan. Kanyataan yén mesin dijieun dina prinsip nempatkeun maju ku sarjana beredar ieu, teu sampurna, eta ieu noticed geus lila pisan.

Ku alatan éta, ujian ti tiket di sains komputer mindeng bisa manggihan patarosan "Naon prinsipna teu pakait jeung arsitektur von Neumann sarta naon shortcomings eta boga".

Lamun jawaban ka kiwari dimungkinkeun merta kedah nangtukeun:

• ayana gap semantis antara programming basa-tingkat tinggi na sistem paréntah;
• dina masalah reconciling op jeung rubakpita processor;
• dina krisis software munculna, disababkeun ku kanyataan yén béa kreasi na anu leuwih handap ti biaya ngembangkeun hardware, sarta anjeun teu bisa ngalengkepan program uji;
• kurangna prospek dina watesan kinerja, sakumaha geus ngahontal wates teoritis na.

Salaku naon prinsip teu pakait jeung arsitektur von Neumann, urang keur diajak ngobrol ngeunaan organisasi angka nu gede ngarupakeun paralel aliran data jeung paréntah alamiah dina arsitektur multiprocessor.

kacindekan

Ayeuna anjeun terang naon prinsip teu pakait jeung arsitektur von Neumann. Éta atra yen Elmu Pangaweruh jeung Teknologi henteu nangtung kénéh, jeung sugan geura-giru di unggal imah bakal tipe lengkep anyar komputer liwat mana manusa bakal ngahontal tingkat anyar pangwangunan. Ku jalan kitu, nyiapkeun pikeun software ujian simulator pikeun mantuan "Von Neumann arsitéktur". sumberdaya digital atikan sapertos mempermudah asimilasi tina bahan jeung nyadiakeun hiji kasempetan pikeun assess pangaweruh maranéhanana.