Quel principe ne correspond pas à l'architecture de von Neumann? Comment fonctionne la machine de von Neumann?

Aujourd'hui, il est difficile de croire, mais les ordinateurs, sans que beaucoup ne peuvent plus imaginer ma vie, il n'y avait que il y a environ 70 ans. L'un de ceux qui ont contribué de manière décisive à leur établissement, était un scientifique américain Dzhon Fon Neyman. Il a suggéré que les principes sur lesquels la majorité de l'ordinateur et fonctionne à ce jour. Voyez comment la machine de von Neumann.

renseignements biographiques bref

Yanosh Neyman est né en 1930 à Budapest, dans une famille juive très riche qui a pu recevoir par la suite un titre de noblesse. Depuis son enfance, il a été distingué par des aptitudes exceptionnelles dans tous les domaines. A 23 ans, Neumann a défendu sa thèse de doctorat dans le domaine de la physique et de la chimie expérimentale. En 1930, le jeune scientifique a été invité à travailler aux États-Unis, l'Université de Princeton. En même temps, Neumann a été l'un des premiers membres de l'Institute for Advanced Study, où il a travaillé comme professeur jusqu'à sa mort. intérêts scientifiques Neumann étaient très larges. En particulier, il est l'un des fondateurs de la mécanique quantique et le concept matapparata des automates cellulaires.

Contribution à l'informatique

Avant de trouver ce principe ne répond pas à l' architecture de Von Neumann, il sera intéressant d'apprendre sur la façon dont le scientifique est venu à l'idée de créer un type d'ordinateur moderne.

Être un expert dans le domaine des explosions de mathématiques et des ondes de choc au début des années 1940, von Neumann a été consultant scientifique à l'un des laboratoires de Bureau de munitions de l'armée des États-Unis. À l'automne 1943, il est arrivé à Los Alamos pour participer au développement du projet Manhettenskogo à l'invitation personnelle de son chef Roberta Oppengeymera. groupe de travail pour calculer la compression implosive de la charge de la bombe atomique à une masse critique a été mis en face de lui. Pour le résoudre nécessaire grand calcul, qui, initialement, réalisée sur les calculatrices à la main, et plus tard tabulatrices mécaniques d'IBM, en utilisant des cartes perforées.

Von Neumann fait la connaissance de l'information sur les progrès de la création d'ordinateurs électro-mécaniques et entièrement électroniques. Bientôt, il a été attiré par le développement des ordinateurs EDVAC et ENIAC, entraînant le travail qu'il a commencé à écrire « Le premier projet de rapport sur la EDVAC», est restée inachevée, dans laquelle il a présenté à la communauté scientifique une idée entièrement nouvelle, ce qui devrait être l'architecture informatique.

Les principes de von Neumann

la science informatique en 1945 est venu à l'arrêt, comme tous les ordinateurs sont stockés dans sa mémoire le nombre traité sous la forme 10, un programme pour effectuer des opérations ont été mises en fixant dans un cavalier du panneau de patch.

Cette limite considérablement la puissance des ordinateurs. La véritable percée est le principe de von Neumann. En bref, ils peuvent être exprimés en une phrase: la transition vers le système binaire et le principe d'un programme stocké.

analyse des

Tenir compte des principes sur lesquels repose la structure de la machine classique de von Neumann, plus en détail:

1. Accédez au système binaire de la décimale

Ce principe Neumann l'architecture permet l'utilisation du dispositif logique relativement simple.

2. Gestion des logiciels de la machine de calcul électronique

le fonctionnement de l'ordinateur est commandé par un ensemble de commandes qui sont exécutées l'une après l'autre. Développement de la première machine avec un programme stocké dans la mémoire, a marqué le début de la programmation moderne.

3. Les données et les programmes sont stockés dans la mémoire de l'ordinateur ensemble

Dans ce cas, les données et les instructions du programme ont la même façon d'écrire dans le système binaire, donc dans certaines situations plus leur est possible d'effectuer les mêmes actions que les données.

enquête

En outre, la machine Fonneymanovskoy architecture présente les caractéristiques suivantes:

1. Les emplacements de mémoire ont des adresses qui sont numérotées consécutivement

Grâce à l'utilisation de ce principe, il est devenu possible d'utiliser des variables dans la programmation. En particulier, à tout moment, vous pouvez vous référer à un emplacement mémoire particulier par son adresse.

2. La possibilité d'une branche conditionnelle dans le programme

Comme déjà mentionné, les commandes de programmes doivent exécuter de manière séquentielle. Cependant, il a été l'occasion de faire la transition vers une partie du code.

Comment la machine de von Neumann

Ce modèle mathématique est constitué de stockage (mémoire) , une unité arithmétique et logique (ALU), le contrôle et l' entrée et des dispositifs de sortie. Toutes les instructions du programme sont écrites dans les cellules de mémoire situées dans le quartier, et les données pour les traiter – dans des endroits arbitraires.

Toute équipe doit être composée de:

• indiquant que l'opération doit être effectuée;
• les adresses de cellules de mémoire dans laquelle sont stockées les données d'origine, ladite opération concernée;
• adresses de cellule dans laquelle pour écrire le résultat.

Ces commandes des opérations spécifiques sur les données d'entrée ALU exécutés et les résultats sont écrits dans les cellules de mémoire, ie. E. stocké dans une forme appropriée pour une machine de traitement ultérieur, ou transmis au dispositif de sortie (écran, imprimante, etc.) et mis à la disposition de l'homme.

CU contrôle toutes les parties de l'ordinateur. De lui à l'autre appareil reçoit des signaux-commandes « ce qu'il faut faire », car il reçoit des informations sur ce qu'ils sont dans l'état des autres appareils.

Dans le dispositif de commande a un registre spécial appelé le « compteur de programme » SC. Après avoir téléchargé les données et programmes dans la mémoire IC stocke l'adresse de sa 1ère équipe. CU lit le contenu de la cellule de mémoire de l'ordinateur dont l'adresse est au Royaume-Uni, et la place dans le « registre de commande ». L'unité de commande détermine l'opération correspondant à une commande spécifique, et de données « notes » aux adresses spécifiées dans le dans la mémoire de l'ordinateur. Ensuite, l'ALU ou le matériel informatique procéder à l' opération, après quoi le contenu du SC est modifié à un, m. E. Désignant la commande suivante.

critique

Inconvénients et perspectives contemporaine von Neumann l'architecture continue d'être un sujet de débat. Le fait que les machines créées sur les principes avancés par ce savant exceptionnel, pas parfait, il a été remarqué il y a longtemps.

Par conséquent, l'examen des billets en informatique peuvent souvent trouver la question « Quel est le principe ne correspond pas à l'architecture de von Neumann et quelles lacunes qu'il a. »

Si la réponse à celle-ci doit nécessairement préciser:

• la présence de l'écart entre la sémantique de programmation de langage de haut niveau et un système de commande;
• sur la difficulté de concilier OP et la bande passante du processeur;
• sur la crise des logiciels émergents, causé par le fait que ses coûts de création sont beaucoup plus bas que le coût du développement du matériel, et vous ne pouvez pas terminer le programme d'essai;
• manque de perspectives en termes de performance, comme on l'a déjà atteint sa limite théorique.

Quant à ce principe ne correspond pas à l'architecture de von Neumann, nous parlons de l'organisation d'un grand nombre de flux de données parallèles et les commandes inhérentes à l'architecture multiprocesseur.

conclusion

Maintenant, vous savez ce principe ne correspond pas à l'architecture de von Neumann. Il est évident que la science et la technologie ne cesse d'évoluer, et peut-être bientôt dans chaque maison sera un tout nouveau type d'ordinateurs à travers lequel l'humanité atteindra un nouveau niveau de développement. Soit dit en passant, préparer le logiciel de simulateur d'examen pour aider « l'architecture de Von Neumann ». Ces ressources éducatives numériques facilitent l'assimilation du matériel et de fournir l'occasion d'évaluer leurs connaissances.