Çi prensîba yek ji bo mîmariya von Neumann qebûl nakin? Çawa karên makîne yên von Neumann?

Îro zehmet e ku bawer dikin, di heman demê de komputer, bêyî ku gelek nema dikare li wir bûn, bi tenê çend 70 sal berê di xeyala jiyana min. Yek ji wan kesên ku tevkariyeke diyarker ji bo avakirina wan, an zanyarê amerîkî DZhon Fon Neyman bû. Ew pêşniyar kir ku prensîbên ku li ser piraniya dibe û ji bo vê rojê de kar dike. Binêrin, çawa ew makîne von Neumann.

zanyariyên biyografîk Brief

Yanosh Neyman li sala 1930 li Budapest ji dayik bû, di malbateke gelek dewlemend cihû ku bikaribe di pey re title ji geweriya bistînin bû. Ji zaroktiya xwe de ew ji aliyê hûnerên helawestiyên di hemû waran de ji hev bêne naskirin bû. Li 23, Neumann teza PhD ya xwe ya di warê fîzîkê û kîmyayê de diparêze. Di 1930, zanayê ciwan ji bo xebatê li Dewletên Yekbûyî yên Amerîkayê, Princeton University hatibû vexwendin. Di heman demê de Neumann yek ji endamên pêşî yên Enstîtuya ji bo xwendinê pêşketî, ku ew wekî profesorê ta mirina wî de xebitî bû. berjewendiyên zanistî Neumann gelekî berfireh bûn. Bi taybetî jî, ew yek ji damezrênerên mekanîka qûantan û konsepta matapparata ji mekîneyên cellular e.

Alîkarên bo Computer Science

Berî ku em bibînin ka çi prensîba ku di hevdîtinê bi mîmarî Von Neumann, lê balkêş li ser çawa zanayê bi fikra afirandina a type dibe modern hat fêrî wê bibin.

Kurdîtî, pisporê di warê teqînên matematîkê û pêlên şokê de di destpêka salên 1940an de, von Neumann, şêwirmendê zanistî de li yek ji laboratûarên Office cebilxane yên Dewletên Artêşa Yekbûyî bû. Di ketina sala 1943, ew li Los Alamos hat beşdariyê di pêşvebirina projeya Manhettenskogo li ser daxwaza şexsî ya serokê wê Roberta Oppengeymera. hêza karî bo hesabê ji compression implosive ji gunehkariya bi bombeya atomê heta bi girseyî krîtîk de hatiye dîtin, li ber wî danî. Ji bo çareserkirina ew pêwîst computing mezin, ku di destpêkê de li ser calculators-destê lidarxistin de li ser tabulators mekanîk, IBM ya hatiye lidarxistin, û piştre jî, bikaranîna kartên punch.

Von Neumann bi agahiyên li ser pêşketina çêkirina electro-mekanîk û bi temamî elektronîk komputeran nas kirin. Di nêzîk de, ew ji bo pêşketina EDVAC û ENIAC komputeran dikşîne hat, di encamê de bi karên wî dest bi nivîsandina "Yê pêşî reşnivîsa raporê de li ser EDVAC», di nêvî de ma, ya ku ew di civata zanistî pêşkêş kir idea bi temamî nû, çi razber dibe be.

Prensîbên von Neumann

zanist Computer di sala 1945 ji bo rawestiya, wek ku hemû komputerên di bîra xwe profîlek hejmara derskirin, di forma 10'emîn, bernameya ji bo operasyonên stran bi danîna di jumpers patch panel hatin damezrandin.

Ev yeka ku bi hêza komputer û bi sînor. Korên ko rast prensîpa von Neumann bû. derbasbûna bi sîstema hejmara binary û prensîpa a bernameya profîlek: Bi kurtî ew dikarin di yek hevokê ziman.

analysis of

prensîbên ku li ser e li von Neumann avahiya machine klasîk, bi berfirehî li berçavan:

1. Go to sîstema binary ji hejmarên dehek de

Ev mîmarî Neumann prensîba destûrê dide bikaranîna amûrekê mantiqa nisbî hêsan e.

2. management Software ji makîneya computing elektronîk

operasyona Computer ji aliyê komek ji fermanên ku darvekirin bi yek li pey ya din tê kontrolkirin. Pêşveçûnên di makîneya yekem bi bernameyeke profîlek di bîra, nîşana destpêka bernameyên modern.

3. Data û bernameyên bi di bîra komputera bi hev re

Di vê rewşê de, her du welat û talîmatên bername heye, bi vî awayî yên nivîskî di sîstema binary, da ku di hin rewşan li ser wan mimkun e ji bo pêkanîna çalakiyên weke hev welat.

lêkolînî

Li gel vê, mîmariya machine Fonneymanovskoy xwediyê taybetmendiyên li jêr:

1. cihên bîra hene navnîşanên ku bi xuyabûna hejmara

Bi riya bikaranîna vê prensîbê, pêkan bû ji bo bikaranîna guherbarên di bernameyên. Bi taybetî jî, li her demê, tu ji bo location bîra taybetî bi navnîşana xwe dikin.

2. derfeta şaxê şert û di bernameyê de

Wekî ku berê behsa wan kir, emrên bernameyên divê sequentially birêvebirin. Lê belê, ev derfet ji bo derbasbûna ji bo her beşek ji code dayîn.

Çawa ew makîne von Neumann

Ev model matematîkî ji depo (bîra) , yekîneyeke mantiqa Dallas (ALU), kontrol, û input û cîhazên encam. Hemû talîmatên bernameya bi di hucreyên bîra de li taxa, û ji welat ji bo hevdîtina wan hatiye nivîsîn: - li cihên kêfî.

Bęjeyek ji tîma divê pêk tê:

• nîşan didin ku operasyona divê pêk bê;
• navnîşanên hucreya bîra in ku bi daneyên original profîlek be, got: operasyona pêwendîdar;
• navnîşanên hucreya ku ji bo nivîsandinê di encama.

Van fermanan operasyonên taybet li welat input ALU darvekirin û encamên bi di hucreyên bîra de hatiye nivîsandin, ango. E. di forma minasib ji bo makîne processing piştre Stored, an veguhestin amûrê bi encam (monitor, printer, hwd.) Û ji bo mirovê License de derbasdar çêkirin.

CU kontrola hemû beşên dibe. Ji wî yên ji cîhaz din distîne îşaretek-emrên "çi bikin", wekî ku agahiyên li ser çi ew di rewşa cîhazên din qebûl dike.

Di cîhazê kontrolê heye qeyda taybetî de ya bi navê "bernameya counter" SC. Piştî daxistinê li welat û bernameyên li bîra IC navnîşana ji tîma 1st wê bimije. CU dixwîne naveroka hucreya bîra dibe ku navnîşana e li Brîtanyayê, û cihên ku di "Fermandeya qeyd bike". The beşa kontrol destnîşan operasyona rêdikirin bi fermana taybetî, û "notes" Daneyên li ser navnîşanên li bîra ya komputera xwe de hatine diyarkirin di it. Next, li ALU an jî hardware dibe dewam bo operasyonê, piştî ku naveroka SC bi yek biguhere, m. E. helalî ji bo fermanên ku next.

rexne

Dezawantajên û mîmarî Hemdem Perspectives von Neumann berdewam bibe mijara nîqaşê. Ev rastiyeke ku makîneyên afirandin li ser prensîbên ku ji aliyê vê alimekî helawestiyan, temam ne kirin, heta demeke dirêj jî ago dît bû.

Ji ber vê yekê, di azmûnê ji bilêtên li zanistê dibe gelek caran dikare di pirsa peyda "çi ye prensîpa ew ber bi mîmarî von Neumann û çi kêmasiyên wê qebûl nakin."

Eger bersiva ji ya dawîyê de îlle divê diyar bike:

• ji ber ku ferqa di semantîk di navbera bernameyên bi zimanê-asta bilind de û sîstema fermana;
• Li ser pirsgirêka hev OP û bandwidth processor;
• li ser krîza li software holê, ji ber wê yekê ku lêçûnên çêkirina wê ne pir kêmtir e ku bihayê pêşveçûnê hardware de, û tu bernameya test complete ne;
• nebûna perspektîvên di warê performansa, wek berê hatiye sînorê teorîk wê timam dibe.

Wekî ku ji bo çi prensîba yek ji bo mîmariya von Neumann qebûl nakin, em li ser dipeyivin rêxistinê de hejmareke mezin ji streams welat paralel û emrên pêgirê li mîmarî multiprocessor.

encamê de

Îcar hûn dizanin ku prensîba yek ji bo mîmariya von Neumann qebûl nakin. Ev zelal e ku zanist û teknolojî di her malê rawestayî ne, hê, û belkî di demeke nêzîk wê bibe a type bi temamî nû yên kompîterên ku bi rêya mirovahiyê dê di asta nû yên pêflketinê bigihîne. Di vê navê de, ji bo amadekariyên software simulator exam ji bo alîkarîya "mîmariya Von Neumann". Çavkaniyên wisa perwerdeyî dîjîtal a asîmîlasyonê yên maddî hêsantir bike û derfeteke bo nirxandina zanîna wan ne.