Welches Prinzip entspricht nicht die von Neumann-Architektur? Wie die Maschinenwerke von Neumann?

Heute ist es schwer zu glauben, aber Computer, ohne die viele nicht mehr vorstellen, mein Leben, da etwa 70 Jahre waren nur vor. Einer derjenigen, die einen entscheidenden Beitrag zu ihrer Gründung gemacht, war ein amerikanischer Wissenschaftler Dzhon Fon Neyman. Er schlug vor, dass die Grundsätze, auf denen die Mehrheit des Computers und bis heute funktioniert. Betrachten wir die von Neumann Maschine, wie.

Kurze biographische Informationen

Yanosh Neyman wurde 1930 in Budapest, in einer sehr wohlhabenden jüdischen Familie geboren, die konnte anschließend einen Adelstitel erhalten. Von Kindheit an wurde er von herausragenden Fähigkeiten in allen Bereichen aus. Mit 23 Neumann hat seine Doktorarbeit auf dem Gebiet der Experimentalphysik und Chemie verteidigt. Im Jahr 1930 wurden die jungen Wissenschaftler eingeladen, in den Vereinigten Staaten, die Princeton University zu arbeiten. Zugleich war Neumann eines der ersten Mitglieder des Institute for Advanced Study, wo er als Professor bis zu seinem Tod arbeitete. Neumann wissenschaftliche Interesse waren sehr breit. Insbesondere ist es einer der Begründer der Quantenmechanik und matapparata Konzept der zellulären Automaten.

Beitrag zur Informatik

Bevor wir herausfinden, was grundsätzlich nicht erfüllt Von – Neumann – Architektur, wird es interessant sein zu erfahren , wie die Wissenschaftler auf die Idee kamen , eine moderne Computer Art zu schaffen.

Als Experte auf dem Gebiet der Mathematik Explosionen und Schockwellen in den frühen 1940er Jahren, war von Neumann ein wissenschaftlicher Berater in einem der Labors der Munition Amt der US-Armee. Im Herbst 1943 kam er in Los Alamos an der Entwicklung von Manhettenskogo Projekt auf der persönlichen Einladung ihres Führers Roberta Oppengeymera teilzunehmen. Task Force die implosive Kompression der Atombombe Ladung bis zu einer kritischen Masse zu berechnen hat vor ihm gesetzt worden. Um es zu lösen große Rechen erforderlich, die zunächst auf dem Handheld-Rechner durchgeführt und später auf IBMs mechanischen Tabulatoren, Lochkarten verwendet wird.

Von Neumann wurde mit den Informationen über den Fortschritt der Schaffung von elektromechanischen und vollelektronischen Computern vertraut. Bald war er für die Entwicklung von EDVAC und ENIAC Computern angezogen, was er in der Arbeit begann „Der ersten Entwurf des Berichts über die EDVAC» schreiben, blieb unvollendet, in dem er eine völlig neue Idee für die wissenschaftliche Gemeinschaft präsentiert, was die Computer-Architektur sein sollte.

Die Grundsätze des von Neumann

Informatik im Jahr 1945 zum Stillstand kam, als alle Computer in seinem Speicher gespeichert sind, die Zahl in der 10. Form verarbeitet, ein Programm zum Ausführen von Operationen in einem Patch-Panel Jumpern wurden durch Einstellung.

Dies begrenzt erheblich die Leistung von Computern. Der eigentliche Durchbruch war das Prinzip des von Neumann. Kurz gesagt können sie in einem Satz ausgedrückt werden: der Übergang zu dem binären Zahlensystem und das Prinzip eines gespeicherten Programms.

Analyse

Betrachten wir die Prinzipien, auf denen basiert die klassische von Neumann Maschinenstruktur, genauer:

1. Gehen Sie auf das binäre System des Dezimalsystems

Dieses Prinzip Neumann-Architektur ermöglicht die Verwendung von relativ einfachen Logik-Gerät.

2. Software-Management von elektronischer Rechenmaschine

Computer-Betrieb wird durch einen Satz von Befehlen gesteuert, die einen nach dem anderen ausgeführt werden. Entwicklung der ersten Maschine mit einem Programm, in dem Speicher gespeichert sind, markiert den Beginn der modernen Programmierung.

3. Daten und Programme werden im Computerspeicher gespeichert zusammen

In diesem Fall haben beiden Daten und Programmanweisungen, um die gleiche Art und Weise in dem binären System des Schreibens, so in bestimmten Situationen über sie möglich sind, die gleichen Aktionen wie die Daten durchzuführen.

Untersuchung

Darüber hinaus hat die Architektur Fonneymanovskoy Maschine die folgenden Funktionen:

1. Die Speicherplätze haben, die Adressen fortlaufend nummeriert sind

Durch die Anwendung dieses Prinzips wurde, ist es möglich, Variablen in der Programmierung zu verwenden. Insbesondere jederzeit, können Sie auf einen bestimmten Speicherplatz durch seine Adresse verweisen.

2. Die Möglichkeit einer bedingten Verzweigung im Programm

Wie bereits erwähnt, müssen die Programme Befehle nacheinander ausführen. Jedoch, sofern er die Möglichkeit, den Übergang zu einem Teil des Codes zu machen.

Wie funktioniert die von Neumann Maschine

Dieses mathematische Modell besteht aus Speicher (Speicher) , eine arithmetische Logikeinheit (ALU), Steuer und Ein- und Ausgabegeräte. Alle Programmanweisungen werden in den Speicherzellen in der Nachbarschaft, und die Daten für die Verarbeitung von ihnen befinden geschrieben – in beliebigen Orten.

Jedes Team sollte aus:

• anzeigt, welche Operation durchgeführt werden sollte;
• Speicherzellenadressen in dem die Originaldaten gespeichert sind, wobei die betreffende Operation;
• Zelladressen, in denen das Ergebnis zu schreiben.

Diese Befehle spezifische Operationen auf ALU-Eingangsdaten ausgeführt, und die Ergebnisse werden in den Speicherzellen geschrieben, dh. E. Stored in einer geeigneten Form für die nachfolgende Verarbeitungsmaschine, bzw. übertrug an die Ausgabevorrichtung (Monitor, Drucker, etc.) und aus dem Menschen erhältlich.

CU steuert alle Teile des Computers. Von ihm an das andere Gerät empfängt Signale-Befehle „was zu tun ist“, wie es Informationen über das erhält, was sie in den Zustand von anderen Geräten sind.

Im Steuergerät verfügt über ein spezielles Register des „Programmzähler“ SC genannt. die Daten und Programme im Speicher-IC speichert die Adresse seines ersten Teams nach dem Download. CU liest den Inhalt der Computerspeicherzelle, deren Adresse aus ist in Großbritannien, und legt sie in dem „Command-Register“. Die Steuereinheit bestimmt, um die Operation zu einem bestimmten Befehl entspricht, und „Notizen“ Daten an den Adressen in es in dem Speicher des Computers festgelegt. Als nächstes wird die ALU oder Hardware ablaufen Computer Betrieb, wonach der SC der Inhalt auf eine geändert wird, m. E. auf den nächsten Befehl verweist.

Kritik

Nachteile und zeitgenössische Perspektiven von Neumann-Architektur weiterhin ein Thema der Debatte sein. Die Tatsache, dass auf den Grundsätzen erstellt Maschinen für diesen herausragenden Gelehrter vorbringen, nicht perfekt, es war vor langer Zeit bemerkt.

Daher kann die Prüfung der Karten in der Informatik oft die Frage „Was ist das Prinzip nicht auf die von-Neumann-Architektur entspricht und welche Mängel hat es.“

Wenn die Antwort auf die letztere sollte unbedingt angeben:

• die Anwesenheit der semantischen Lücke zwischen der Hochsprachenprogrammierung und Befehlssystem;
• auf das Problem OP und Prozessorbandbreite in Einklang zu bringen;
• auf der neuen Software Krise, verursacht durch die Tatsache, dass seine Schöpfung Kosten viel niedriger als die Kosten für die Hardware-Entwicklung sind, und Sie können das Testprogramm nicht vollständig;
• Perspektivlosigkeit in Bezug auf Leistung, wie bereits ihre theoretische Grenze erreicht hat.

In Bezug auf das Prinzip der von Neumann-Architektur nicht entspricht, sprechen wir über die Organisation einer großen Anzahl von parallelen Datenströmen und die damit verbundenen Befehle in Multi-Prozessor-Architektur.

Abschluss

Jetzt wissen Sie, was grundsätzlich nicht auf die von-Neumann-Architektur entspricht. Es ist offensichtlich, dass Wissenschaft und Technik steht nicht still, und vielleicht bald in jedem Haus wird eine völlig neue Art von Computern sein, durch die die Menschheit eine neue Stufe der Entwicklung erreichen. By the way, bereiten sich für die Prüfung Simulator-Software "Von-Neumann-Architektur" zu helfen. Derartige digitale Bildungsressourcen erleichtern die Assimilation des Materials und bieten die Möglichkeit, ihr Wissen zu bewerten.