ما المبدأ لا تتوافق مع الهندسة المعمارية فون نيومان؟ كيف يعمل الجهاز من فون نيومان؟

اليوم، فإنه من الصعب الاعتقاد، ولكن أجهزة الكمبيوتر، والتي بدونها كثير لم تعد قادرة على تخيل حياتي، كان هناك فقط قبل نحو 70 عاما. واحد من أولئك الذين جعلوا مساهمة حاسمة في إنشائها، كان العالم الأمريكي Dzhon فون نايمان. وأشار إلى أن المبادئ التي غالبية الكمبيوتر ويعمل حتى يومنا هذا. النظر في كيفية آلة فون نيومان.

معلومات عن السيرة الذاتية مختصرة

ولد يانوش نيمان في عام 1930 في بودابست، في عائلة يهودية ثرية جدا الذي كان قادرا على الحصول لاحقا على لقب من ألقاب الشرف. منذ الطفولة كان يتميز قدراته المتميزة في جميع المجالات. في 23، ودافع نيومان أطروحة الدكتوراه في مجال الفيزياء التجريبية والكيمياء. في عام 1930، دعي عالم الشباب للعمل في الولايات المتحدة، جامعة برينستون. في نفس الوقت كان نيومان واحدة من أول أعضاء معهد الدراسات المتقدمة، حيث عمل كأستاذ حتى وفاته. كانت نيومان مصالح علمية واسعة جدا. على وجه الخصوص، وهو واحد من مؤسسي ميكانيكا الكم ومفهوم matapparata من لدن الخلوية.

المساهمة في علوم الحاسوب

قبل أن معرفة ما لا يلبي مبدأ العمارة فون نيومان، سيكون من المثير للاهتمام معرفة حول كيفية جاء العلماء إلى فكرة إنشاء نوع الكمبيوتر الحديثة.

أن يكون خبيرا في مجال التفجيرات الرياضيات وموجات صدمة في 1940s في وقت مبكر، وكان فون نيومان مستشارا علميا في أحد مختبرات مكتب ذخيرة للجيش الولايات المتحدة. في خريف عام 1943، وقال انه وصل في لوس ألاموس للمشاركة في تطوير مشروع Manhettenskogo بناء على دعوة شخصية زعيمها روبرتا Oppengeymera. وضعت فرقة عمل لحساب ضغط إندفاعية من تهمة القنبلة الذرية يصل الى كتلة حرجة أمامه. أن يحل هو مطلوب الحوسبة الكبيرة، التي حملت في البداية الخروج على الآلات الحاسبة المحمولة باليد، وفي وقت لاحق منظموا الجداول الميكانيكية IBM، وذلك باستخدام بطاقات لكمة.

فون نيومان اصبح على بينة من المعلومات عن التقدم المحرز في إنشاء أجهزة الكمبيوتر الميكانيكية والكهربائية والإلكترونية بشكل كامل. قريبا، انجذب إلى تطوير أجهزة الكمبيوتر EDVAC وENIAC، مما أسفر عن العمل الذي بدأ كتابة "المسودة الأولى من التقرير على EDVAC»، بقيت غير مكتملة، والذي قدم للمجتمع العلمي فكرة جديدة تماما، ما ينبغي أن يكون هندسة الكمبيوتر.

مبادئ فون نيومان

جاء علوم الكمبيوتر في عام 1945 إلى طريق مسدود، كما يتم تخزين كافة أجهزة الكمبيوتر في ذاكرته عدد معالجتها في شكل 10TH، تم وضع برنامج لعمليات أداء عن طريق وضع في اعبا لوحة التصحيح.

هذا تقتصر إلى حد كبير قوة من أجهزة الكمبيوتر. وكان اختراقا حقيقيا لمبدأ فون نيومان. لفترة وجيزة أنها يمكن التعبير عنها في جملة واحدة: الانتقال إلى نظام الرقم الثنائي ومبدأ البرنامج المخزن.

تحليل

النظر في المبادئ التي يستند فون نيومان هيكل الجهاز الكلاسيكية، بمزيد من التفصيل:

1. انتقل إلى نظام ثنائي عشري

تسمح هذه العمارة نيومان مبدأ استخدام جهاز منطق بسيط نسبيا.

2. إدارة البرامج من آلة الحوسبة الالكترونية

يتم التحكم تشغيل جهاز الكمبيوتر عن طريق مجموعة من الأوامر التي يتم تنفيذها واحدا تلو الآخر. تطوير أول آلة مع البرنامج المخزن في الذاكرة، إيذانا ببدء البرمجة الحديثة.

يتم تخزين 3. البيانات والبرامج في ذاكرة الكمبيوتر معا

في هذه الحالة، كل من البيانات والتعليمات برنامج لها نفس طريقة كتابة في النظام الثنائي، لذلك من الممكن في بعض الحالات عليها لأداء نفس الإجراءات البيانات.

تحقيق

بالإضافة إلى ذلك، Fonneymanovskoy آلة العمارة لديه الميزات التالية:

1. مواقع الذاكرة لديهم عناوين التي يتم ترقيم على التوالي

من خلال استخدام هذا المبدأ، أصبح من الممكن استخدام المتغيرات في البرمجة. على وجه الخصوص، في أي وقت يمكنك تنطبق على موقع ذاكرة معين عن طريق عنوانه.

2. إمكانية فرع مشروط في برنامج

كما سبق ذكره، يجب أن الأوامر برامج تنفيذ بالتتابع. ومع ذلك، فإنه أتاح الفرصة للانتقال إلى أي جزء من التعليمات البرمجية.

كيف يمكن للآلة فون نيومان

ويتكون هذا النموذج الرياضي التخزين (الذاكرة) ، وحدة المنطق الحسابي (ALU)، السيطرة، والمدخلات وأجهزة الإخراج. يتم كتابة كافة تعليمات البرنامج في خلايا الذاكرة الموجودة في الحي، والبيانات لمعالجتها - في مواقع التعسفي.

يجب أن تتكون أي فريق من:

• مبينا التي يجب أن يتم تنفيذ العملية.
• وقالت عناوين خلية الذاكرة التي يتم تخزين البيانات الأصلية، العملية المعنية؛
• عناوين الخلية التي لكتابة النتيجة.

هذه الأوامر عمليات معينة على إدخال البيانات ALU تنفيذها وتتم كتابة النتائج في خلايا الذاكرة، أي. E. مخزنة في شكل مناسب لآلة معالجة لاحقة، أو نقله إلى جهاز الإخراج (شاشة وطابعة، الخ) وإتاحتها للإنسان.

CU تسيطر على كل أجزاء من الكمبيوتر. منه إلى الجهاز الآخر يتلقى إشارات الأوامر "ما يجب القيام به"، كما أنه يتلقى معلومات عن ما هي عليه في حالة من الأجهزة الأخرى.

في جهاز التحكم لديه سجل خاص يسمى "مكافحة برنامج" SC. بعد تحميل البيانات والبرامج في الذاكرة يخزن IC عنوان فريق 1ST لها. CU يقرأ محتويات الخلية ذاكرة الكمبيوتر الذي هو عنوان في المملكة المتحدة، ووضعه في "القيادة تسجيل". وحدة التحكم يحدد عملية المقابلة لأمر معين، و "الملاحظات" البيانات على العناوين المحددة في ذلك في ذاكرة الكمبيوتر. بعد ذلك، ALU أو أجهزة الكمبيوتر الشروع في العملية، وبعد ذلك يتم تغيير محتويات SC إلى واحد، م. E. مشيرا إلى الأمر التالي.

انتقاد

تواصل عيوب والهندسة المعمارية المعاصرة وجهات نظر فون نيومان أن يكون موضع نقاش. والحقيقة أن الآلات التي تم إنشاؤها على المبادئ التي طرحها هذا الباحث المتميز، ليست مثالية، لوحظ أنه منذ فترة طويلة.

ولذلك، فإن فحص التذاكر في علوم الكمبيوتر يمكن في كثير من الأحيان العثور على السؤال "ما هو المبدأ لا تتوافق مع الهندسة المعمارية فون نيومان وما أوجه القصور لديه."

إذا كانت الإجابة على هذا الأخير ينبغي أن يحدد بالضرورة:

• وجود فجوة الدلالي بين لغة البرمجة عالية المستوى، ونظام القيادة؛
• على مشكلة التوفيق بين OP وعرض النطاق الترددي المعالج،
• على البرمجيات الازمة الناشئة، والناجمة عن حقيقة أن تكاليف إنشائها هي أقل بكثير من تكلفة تطوير الأجهزة، وأنت لا يمكن إكمال برنامج الاختبار؛
• عدم وجود آفاق من حيث الأداء، كما وصلت بالفعل الحد النظري.

لما لا تتوافق مع المبدأ على العمارة فون نيومان، ونحن نتحدث عن تنظيم عدد كبير من البيانات والجداول الموازية والأوامر الكامنة في بنية المعالجات المتعددة.

استنتاج

الآن أنت تعرف ماذا المبدأ لا تتوافق مع الهندسة المعمارية فون نيومان. ومن الواضح أن العلم والتكنولوجيا لا يزال قائما، وربما قريبا في كل بيت سيكون نوع جديد تماما من أجهزة الكمبيوتر التي من خلالها الإنسانية ستصل إلى مستوى جديد من التنمية. من جانب الطريق، وإعداد للبرنامج امتحان محاكاة للمساعدة في "العمارة فون نيومان". هذه الموارد التعليمية الرقمية تسهيل استيعاب المواد وتوفر فرصة لتقييم معرفتهم.