امروزه مهم است که باور کنیم، به غیر از رایانه، بدون هیچ ثروتی، دیگر نمی توانیم زندگی خود را ببینیم، تنها 70 دلیل برای این امر وجود دارد. یکی از کسانی که بیشترین کمک را از خلقت او کرد، دانشمند آمریکایی جان فون نویمان بود. او اصولی را پایه گذاری کرد که امروزه بیشترین EOM را تولید می کند. بیایید نگاهی به نحوه عملکرد ماشین فون نویمان بیندازیم.
یادداشت مختصر بیوگرافی
یانوس نویمان در سال 1930 در بوداپست در خانواده ای بسیار یهودی که توانستند عنوان نجیب به دست آورند به دنیا آمد. از دوران کودکی، تحولات چشمگیری در همه زمینه ها رخ داده است. نویمان در 23 سالگی تز دکترای خود را در زمینه فیزیک تجربی و شیمی تکمیل کرده بود. در سال 1930 از این دانشمند جوان خواسته شد تا در ایالات متحده کار کند و در همان زمان نویمان یکی از اولین دانشمندان مؤسسه تحقیقات پیشرفته شد و تا پایان عمر به عنوان استاد کار کرد. علایق علمی نویمان همچنان عالی بود. Zokrema یکی از سازندگان سخت افزار مکانیک کوانتومی و مفهوم اتوماتای سلولی است.
کمک به علوم کامپیوتر
درک این نکته مهم است که معماری فون نویمان نشان‌دهنده چه چیزی است، اما از آموزه‌های ایده ایجاد یک ماشین محاسباتی از نوع فعلی روشن خواهد شد.
فون نویمان که متخصص ریاضیات ارتعاشات و امواج ضربه ای بود، در اوایل دهه 1940 به عنوان مشاور علمی در یکی از آزمایشگاه های فرماندهی مهمات ارتش ایالات متحده خدمت می کرد. در پاییز 1943، او به لس آلاموس برای شرکت در توسعه پروژه منهتن به درخواست پروژه خود وارد شد. او با وظیفه توسعه قدرت فشرده سازی انفجاری بار یک بمب اتمی به جرم بحرانی روبرو بود. این امر مستلزم محاسبات گسترده ای بود که در ابتدا روی ماشین حساب های دستی و بعداً بر روی جدول های مکانیکی IBM با استفاده از کارت های پانچ انجام می شد.
با آگاهی از پیشرفت ایجاد رایانه های الکترونیکی مکانیکی و الکترونیکی. نزابر قبل از توسعه کامپیوترهای EDVAC و ENIAC استخدام شد و در نتیجه شروع به نوشتن کار "اولین پروژه در مورد EDVAC" کرد که ناتمام ماند و در آن او ایده جدیدی را در مورد آنچه که به مشارکت علمی ارائه کرد. معماری کامپیوتر می تواند بافت باشد.
اصل فون نیومن
علوم کامپیوتر به عنوان یک علم تا سال 1945 به فراموشی سپرده شد، زیرا همه اعداد را در نمای دهم در حافظه خود ذخیره می کردند و از برنامه های این عملیات خواسته می شد تا بلوزهایی را روی تابلو نصب کنند.
این به طور قابل توجهی قابلیت های رایانه ها را محدود کرد. موفقیت واقعی کمین های فون نویمان بود. به طور خلاصه، آنها را می توان در یک گزاره تعریف کرد: انتقال به یک سیستم اعداد دو رقمی و اصل برنامه ای که حفظ می شود.
تحلیل و بررسی
بیایید نگاهی به اصول ساختار کلاسیک ماشین فون نویمان بیندازیم، گزارش:
1. انتقال به سیستم دو رقمی از سیستم اعشاری
این اصل از معماری نویمان به ویکورها اجازه می دهد تا به ترتیبات منطقی ساده دست یابند.
2. برنامه نویسی ماشین محاسبه الکترونیکی
ربات EOM توسط مجموعه ای از دستورات کنترل می شود که یک به یک اجرا می شوند. توسعه اولین ماشین ها با این برنامه که در حافظه ذخیره می شود، باعث تولد برنامه نویسی مدرن شد.
3. داده ها و برنامه ها در حافظه رایانه به طور ایمن ذخیره می شوند
هنگامی که هم دستورات داده و هم برنامه از روش جدیدی برای ضبط در سیستم اعداد دو رقمی استفاده می کنند، در همان موقعیت های بالای آنها می توانید خود این اقدامات را بالاتر از داده ها ویکونان کنید.
میراث
علاوه بر این، معماری ماشین Fonneyman دارای ویژگی های زیر است:
1. حافظه میانی آدرس هایی را ذخیره می کند که به ترتیب شماره گذاری شده اند
Zavdyaki zastosuvanny این اصل ممکن شده است برای تغییر برنامه نویسی. ذوکرهما هر لحظه می توانید به خاطره دیگری در این آدرس برگردید.
2. امکان انتقال ذهنی زیر ساعت برنامه
همانطور که اختصاص داده شد، دستورات موجود در برنامه ها به طور متوالی مقصر هستند. با این حال، امکان انتقال به هر بخشی از کد وجود دارد.
ماشین فون نویمان چگونه کار می کند؟
چنین مدل ریاضی از حافظه (حافظه)، ذخیره سازی و همچنین دستگاه های ورودی و خروجی تشکیل شده است. تمام دستورات برنامه در وسط های حافظه، دستورات صادر شده و داده های پردازش آنها - در وسط های دیگر، ثبت می شوند.
اینکه آیا تیم مقصر است که با:
- کتیبه ها، به عنوان عملیات ممکن است buti Vikonana;
- آدرس حافظه میانی که داده های خروجی برای عملیات تعیین شده در آن ذخیره می شود.
- آدرس مرکزی که می توانید نتیجه را بنویسید.
عملیات مشخص شده توسط دستورات روی داده های خروجی خاص توسط ALU اجرا می شود و نتایج در حافظه نوشته می شوند، به طوری که به صورت دستی برای پردازش بیشتر ماشین ذخیره می شوند یا به دستگاه نمایش (مانیتور، چاپگر و غیره) منتقل می شوند و در دسترس قرار می گیرند. آنها مردم
واحد کنترل تمام قسمت های EOM را کنترل می کند. در دستگاه‌های دیگر سیگنال‌های هشدار دهنده «چه باید کرد» وجود دارد، و در دستگاه‌های دیگر اطلاعاتی درباره وضعیتی که بو در آن قرار دارد دریافت می‌کند.
این واحد دارای یک ثبت ویژه برای عنوان "درمانگر تیم" SK است. پس از جمع‌آوری داده‌های خروجی و برنامه‌ها، آدرس‌های تیم اول روی معمای SC نوشته می‌شود. CU به جای وسط که آدرس های آن را از SC دریافت می کند، از حافظه EOM می خواند و آنها را در "Command Register" قرار می دهد. این دستگاه عملیاتی را مشخص می کند که با یک فرمان خاص مطابقت دارد و آدرس های داده مشخص شده در آن را در حافظه رایانه نشان می دهد. سپس ALU و EOM به عملیات بعدی می روند که پس از اتمام آن به جای SC به یک تغییر می کند که فرمان بعدی را نشان می دهد.
نقد
چشم اندازهای کمی و فعلی دیگر موضوع بحث نیست. این ماشین‌ها که بر اساس اصولی که توسط این دانشمندان برجسته ساخته شده‌اند، به طور کامل توسعه نیافته‌اند، مدت‌ها پیش مورد توجه قرار گرفت.
بنابراین، در امتحانات علوم کامپیوتر، اغلب می توان روی «هر اصل که معماری فون نویمان از آن پیروی نمی کند و چه کاستی هایی دارد» تمرکز کرد.
هنگامی که به قسمت دیگری از مسیر اجباری متصل می شوید، وارد کنید:
- برای وجود شکاف معنایی بین برنامه نویسی زبان سطح بالا و سیستم دستورات؛
- در مورد مشکل قابلیت استفاده از VP و توان پردازشگر.
- در پاسخ به بحران امنیتی نرم افزاری که در راه است، ما شکایت داریم که هزینه های ایجاد ما برای توسعه ویژگی های سخت افزاری بسیار کم است و امکان آزمایش گسترده برنامه ها وجود ندارد.
- از دیدگاه سوئد چشم اندازهای مختلفی وجود دارد، اما محدودیت نظری قبلاً رسیده است.
آنچه اهمیت دارد این است که معماری فون نویمان به هیچ اصولی پایبند نیست، بلکه در مورد سازماندهی موازی تعداد زیادی جریان داده و دستورات است که توسط یک معماری پردازنده غنی طراحی شده است.
ویسنووک
اکنون می دانید که معماری فون نویمان چه اصولی را نشان می دهد. بدیهی است که علم و فناوری ثابت نمی‌ماند و شاید خیلی زود در هر لحظه نوع جدیدی از رایانه ظاهر شود، زیرا بشریت به سطح جدیدی از پیشرفت خود می‌رسد. قبل از صحبت، با کمک برنامه آموزشی معماری فون نویمان، قبل از صحبت آماده شوید. چنین منابع اطلاعات دیجیتالی به دست آوردن مطالب را آسان تر می کند و به شما امکان می دهد دانش خود را ارزیابی کنید.
معماری کامپیوترما از ارائه آن در هر سطح جهانی که شامل توصیفی از قابلیت های برنامه نویسی رایانه، سیستم های فرمان، سیستم های آدرس دهی، سازماندهی حافظه و غیره است، قدردانی می کنیم.معماری اصول عمل، اتصال اطلاعات و اتصال گره های منطقی اصلی رایانه را تعریف می کند: پردازنده، دستگاه حافظه دسترسی تصادفی (RAM، VP)، دستگاه های خارجی و دستگاه های جانبی.
اجزای معماری کامپیوترث: قابلیت های محاسباتی و منطقی، سخت افزار و نرم افزار امنیتی.
ساختار کامپیوتر- این کلیت عناصر عملکردی و ارتباطات بین آنهاست. عناصر می توانند دستگاه های معمولی باشند - از گره های منطقی اصلی یک کامپیوتر تا ساده ترین مدارها. ساختار یک کامپیوتر به صورت گرافیکی به صورت نمودارهای ساختاری نشان داده می شود که می تواند برای توصیف هر سطحی از جزئیات استفاده شود.
معماری کامپیوتر باید به ساختار آن تقسیم شود. p align="justify"> ساختار به معنای مجموعه خاصی از دستگاه ها، بلوک ها، گره هایی است که در انبار رایانه گنجانده شده اند، همانطور که معماری به معنای قوانین تعامل قطعات انبار رایانه است.
اصول فون نیومن (معماری). اساس اکثر کامپیوترها این اصول اساسی است که در سال 1945 فرموله شد. پدر آمریکایی جان فون نویمان.
1. اصل مدیریت برنامه. این بدان معنی است که برنامه شامل مجموعه ای از دستورات است که به طور خودکار توسط پردازنده یک به یک در یک دنباله خاص کامپایل می شود.
انتخاب برنامه ها از حافظه برای کمک به شفا دهنده فرمان استفاده می شود. این رجیستر پردازنده به طور مداوم آدرس فرمان نهایی را افزایش می دهد که در دستوری جدید برای باقیمانده فرمان ذخیره می شود. از آنجایی که دستورات برنامه یک به یک در حافظه چرخانده می شوند، این انتخاب مجموعه ای از دستورات را از مکان های حافظه که به طور متوالی چرخانده شده اند سازماندهی می کند.
ساختار دستور زیر به شکل زیر است:
<код операции> <операнды>,
de<код операции>این بدان معناست که ممکن است عملیات پایان یابد.
<операнды>- فهرستی (احتمالاً تک عنصری) از این ثابت ها، آدرس یا نام متغیرهایی که عملیات داده شده روی آنها اعمال می شود.
بسته به تعداد عملوندها، دستورالعمل های ماشین یک، دو و سه آدرس تقسیم می شوند. دستور skin آهنگی است که در بایت بیان می شود.
2. اصل گذار ذهنی.در صورتی که پس از اجرای دستور، لازم باشد نه به سمت تهاجمی، بلکه به دیگری، دستورات انتقال ذهنی یا جنون آمیز (گسست شدن) مانند وارد کردن شماره کارت حافظه به پزشک انجام شود. فرماندهی به منظور جایگزینی فرماندهی تهاجمی. انتخاب دستورات از حافظه پس از رسیدن به دستور توقف و انتخاب اعمال می شود.
به این ترتیب پردازنده به صورت خودکار و بدون دخالت انسان برنامه را کامپایل می کند.
3. اصل یکنواختی حافظه. برنامه ها و داده ها در یک حافظه ذخیره می شوند. بنابراین، رایانه آنچه را که در این حافظه ذخیره می شود - یک عدد، متن یا دستور، جدا نمی کند. می‌توانید همان اقداماتی را که روی داده‌ها انجام می‌دهید، روی دستورات اضافه کنید. این یک فقدان کامل امکان را آشکار می کند. به عنوان مثال، یک برنامه همچنین می تواند در حین ویرایش آن دوباره کار شود، که به شما امکان می دهد قوانینی را برای حذف قسمت های خاصی از خود برنامه تنظیم کنید (به این ترتیب برنامه ویرایش چرخه ها و زیربرنامه ها را سازماندهی می کند). علاوه بر این، دستورات یک برنامه را می توان به عنوان نتایج اجرای برنامه دیگر حذف کرد. این اصلی است که روش های ترجمه بر آن مبتنی است - ترجمه متن از برنامه ها از برنامه نویسی زبان سطح بالا به زبان یک ماشین خاص.
4. اصل قرار دادن برنامه ها در حافظه. برنامه مورد نیاز ربات EOM ابتدا بدون وارد کردن دستور پس از دستور در حافظه کامپیوتر قرار می گیرد.
5. اصل هدف گذاری. از نظر ساختاری، حافظه اصلی از دنباله های شماره گذاری شده تشکیل شده است. پردازنده می تواند در یک لحظه خاص به هر نوع رسانه تجاری دسترسی داشته باشد. شما می توانید نام هایی را به قسمت های حافظه بدهید تا مقادیر ذخیره شده در آنها را در طی فرآیند ویرایش برنامه ها با استفاده از نام هایی که اختصاص داده اید، فراخوانی و تغییر دهید.
6. اصل سلسله مراتب حافظه. حافظه EOM ناهمگن است. برای کسانی که اغلب پیروز می شوند، به نظر می رسد خاطره ای از تعهد کمتر، اما با سرعت بیشتر وجود دارد. برای داده هایی که به ندرت قابل دسترسی هستند، به نظر می رسد حافظه ای از اطلاعات بیشتر به جای اطلاعات کمتر وجود دارد.
7. اصل سیستم اعداد دو رقمی. برای نمایش داخلی داده‌ها و برنامه‌ها، حافظه EOM از یک سیستم اعداد دو برابری استفاده می‌کند که می‌تواند آسان‌تر از نظر فنی پیاده‌سازی شود.
کامپیوترها، با الهام از این اصول، از نوع فون نویمان تنظیم می شوند. همچنین کلاس های دیگری از رایانه ها وجود دارند که اساساً با رایانه های فون نویمان تفاوت دارند. برای مثال در اینجا اصل مدیریت برنامه ممکن است وارد عمل شود. آنها می توانند بدون یک رجیستر فرمان (رجیستری آدرس) اجرا کنند که دستور را به برنامه ای که در حال اجرا است نشان می دهد. برای استخراج هر داده ای که در حافظه ذخیره می شود، این رایانه ها مجبور نیستند آن را به آنها بدهند. چنین کامپیوترهایی را کامپیوترهای غیر فون نویمان می نامند.
ماشین فون نویمان از حافظه تشکیل شده بود که مجموعه ای از ثبات ها، ALU ها، دستگاه های ورودی-خروجی و دستگاه های کنترل بود (شکل 3.7).
دستگاه ورودی دستورات و داده ها را به ALU منتقل می کرد و علائم بوی بد روی پازل ثبت می شد. سبیل فرمان, که به مجموع آن برنامه می گویند، برای معما در مورد حروف در وسط با آدرس آنها و داده هایی که باید از آنها استخراج کنید - در وسط با آدرس های صحیح ثبت نام کنید. Ostannya team programi – tse obov'yazkovo team zupinennya roboti. این دستور برای وارد کردن کد عملیاتی است که باید وارد شود و آدرس قسمت های میانی که حاوی داده هایی است که توسط این دستور پردازش می شود. دستگاه کنترل حاوی یک رجیستر ویژه به نام " تیم درمانگر" هنگامی که یک برنامه داده ها را به دست آورد، آدرس اولین دستور برنامه در حافظه شفادهنده فرمان ثبت می شود. پس از این، ماشین محاسباتی به حالت تولید برنامه خودکار تغییر می کند.
کم اهمیت 3.7. ماشین فون نویمان
دستگاه کنترل به جای حافظه میانی که آدرس آن در مدیریت فرمان قرار دارد، از حافظه می خواند و آن را در یک دستگاه خاص قرار می دهد - رجیستری فرمان" رجیستری فرمان دستور را در زمان اجرا ذخیره می کند. دستگاه کنترل نوع عملیات فرمان را رمزگشایی می کند، آدرس داده های مشخص شده در فرمان را از حافظه می خواند و شروع به ذخیره آنها می کند. برای فرمان پوست، دستگاه های کنترلی الگوریتم پردازش خاص خود را دارند که مشابه سیگنال های تولید شده برای سایر دستگاه های ماشینی است. این الگوریتم را می توان بر اساس مدارهای منطقی ترکیبی یا حافظه داخلی ویژه اضافی پیاده سازی کرد، جایی که این الگوریتم ها به عنوان دستورات کوچک در ریزبرنامه ها ثبت می شوند. ریزبرنامه ها از همان اصل برنامه های موجود در حافظه اصلی پیروی می کنند. پشت اصل فون نویمان دستور میکرو پوست برای قرار دادن مجموعه ای از سیگنال های دهانه رحم برای دستگاه های ماشینی. قابل توجه است که ترتیب دستورات پردازنده در سیستم های کامپیوتری مدرن نیز بر اساس اصل مدارهای ترکیبی یا ماشین های ریزبرنامه ای است، مانند آنهایی که به دو دسته تقسیم می شوند. RISCі CISCپردازنده ها که در ادامه مورد بحث قرار خواهند گرفت.
ریزبرنامه هر دستوری باید به راحتی جایگزین سیگنال‌ها شود، که به جای Command healer به یک تغییر می‌کند. به این ترتیب، پس از اتمام اجرای دستور هدف، پزشک فرمان، جعبه حافظه بعدی را که دستور برنامه در آن در حال انجام بود، نشان داد. دستگاه دستوری را که آدرس های آن در رهیافت فرمان است می خواند، آنها را در رجیستر فرمان قرار می دهد و غیره. این فرآیند شامل اجرای دستوری است که با دستور برنامه انتخاب شده نمایش داده نمی شود. منظور شما این است که هم دستورات و هم داده هایی که در حافظه هستند مجموعه های دودویی کامل هستند. امکان صدور فرمان از این دستگاه های کنترلی وجود ندارد، زیرا برنامه فراموش می کند برنامه را با دستور فرمان پایان دهد، دستگاه کنترل چنین سلول های حافظه ای را می خواند، اما دیگر دستور برنامه وجود ندارد و رابط بارگذاری می شود دستور pretuvati yak .
در صورت نیاز به وارد کردن دستوری که به ترتیب فعلی نیست، اما از آدرس داده شده حذف شده است، می توانید از دستورات انتقال دیوانه یا ذهنی استفاده کنید. در این مورد، دستور انتقال نشان دادن آدرس شرکتی است که در آن انتقال مورد نیاز است. این آدرس‌ها توسط دستگاه بلافاصله در Command Manager ثبت می‌شوند و برنامه به یک دستور اضافی تغییر می‌دهد.
از این مقاله خواهید آموخت که جان فون نویمان چه پیشرفت هایی در فناوری اطلاعات در قرن بیستم داشته است.
قبل از آن، در حالی که از دستاوردهای وی در فناوری اطلاعات صحبت می کنیم، در اینجا چند خبر از اولین شغل یک دانشمند در کارخانه علم است. اولین کار او "پیش از معرفی اعداد ترتیبی متقابل" در سال 1923 در دانشگاه سگد منتشر شد، جایی که شروع شد. در پایان نامه دکترای خود با شکستن سیستم بدیهیات. در سال 1925، نویمان پایان نامه ای را با موضوع "نظریه تعدد بدیهی" از دانشگاه بوداپست به سرقت برد و دیپلم مهندسی شیمی را از دانشگاه زوریخ دریافت کرد. در سال 1927 استاد خصوصی در دانشگاه برلین و دو سال بعد در دانشگاه هامبورگ شد. در سال 1931 به عنوان استاد دانشگاه پرستون منصوب شد.
دستاوردهای جان فون نویمان در علم اطلاعات
در سال 1943 - 1946 این سنگ اولین EOM (ماشین محاسبات الکتریکی) نامیده شد و ENIAC نام گرفت. جان فون نویمان به توسعه دهندگان نشان داد که چگونه به راحتی یک ماشین را با استفاده از تغییرات خود برنامه ریزی کنند. آ از ماشین دیگری ایجاد شده توسط EDVAK -محاسبه خودکار الکترونیکی با مقادیر متغیر گسسته، که بخشی فعال دارد. برای ما ضروری است که یک نمودار منطقی گزارش‌پذیر از ماشین ایجاد کنیم، جایی که عناصر ایده‌آل عددی به واحدهای ساختاری تبدیل می‌شوند. این عناصر ایده‌آل‌شده به یک پیشرو کوتاه در فناوری اطلاعات تبدیل شدند و قطعات آن امکان تقویت طرح منطقی توسعه فنی را فراهم کردند.
جان فون نویمان یک سیستم الکترواستاتیک ایجاد کرد که به خاطر می آورد و خطوط تاخیر را به عنوان عناصر حافظه جایگزین می کند. خودروی تازه ساخته شده به افتخار نویمان، Joniac نام گرفت.
آثار علمی نویسنده – «درباره مبانی مکانیک کوانتومی»، «چارچوب ریاضی مکانیک کوانتومی»، «ایده های نظری و بدیع مکانیک کوانتومی»، «ترمودینامیک سیستم های مکانیک کوانتومی»، «پیش از نظریه اثبات هیلبرت»، «درباره نظریه "بازی های استراتژیک Iw"، "درباره نظریه ایگورهای استراتژیک" از طریق استقراء متقابل و تغذیه بحث برانگیز نظریه بیرونی کثرت ها، "درباره یک مسئله عدم تداوم نظریه بدیهی چندگانگی".
علاوه بر این، آنچه است با گرفتن سرنوشت رایانه ایجاد شده، من اولین کسی بودم که اصول کار EOM را تدوین کردم.اصول توسط جان فون نویمان فرموله شد:
- اصل یک سیستم دو طرفه برای محاسبه دستورات و داده ها.
- اصل نرم افزار keruvannya. برنامه مجموعه ای از دستورات است که توسط پردازنده به ترتیب مشابه اجرا می شود.
- اصل یکنواختی حافظه تمام داده ها در یک حافظه ذخیره و کدگذاری می شوند.
- اصل آدرس دهی حافظه حافظه شامل دنباله های شماره گذاری است و پردازنده به هر یک از آنها دسترسی کافی دارد.
- اصل مدیریت برنامه دستوراتی که در حافظه ذخیره می شوند پس از تکمیل دستور قبلی تکمیل می شوند.
- اصل انتقال ذهنی فرمولاسیون Vіn buv
همه EOM های روزانه، صرف نظر از آنهایی که ساعت های زیادی سپری شده اند، بر اساس اصولی کار می کنند که توسط ریاضیدان آمریکایی جان فون نویمان (1903 - 1957) ایجاد شده است. همچنین سهم قابل توجهی در تحولات و رکود EOM داشته است. اولین کسی بودم که اصولی را که EOM پشت آن کار می‌کند به خواب برد:
1. اصل کدگذاری دوگانه: تمام اطلاعات در EOM در یک نمای دوگانه با برچسب 0 و 1 ارائه می شود.
2. اصل یکنواختی حافظه: هم برنامه ها و هم داده ها در یک حافظه ذخیره می شوند. ، چیزی که اضافه می کنم.
3. اصل آدرس دهی حافظه: از نظر شماتیک، OP (حافظه اصلی) از مراکز حافظه شماره گذاری شده تشکیل شده است، CPU (پردازنده مرکزی) در هر زمان به هر مرکز حافظه دسترسی دارد. سپس می‌توانید نام‌هایی را به بلوک‌های حافظه برای تعامل دستی بین VP و CPU اختصاص دهید.
4. اصل کنترل برنامه متوالی: یک برنامه از مجموعه ای از دستورات تشکیل شده است که توسط CPU یک به یک اجرا می شود.
5. اصل انتقال ذهنی: همیشه اینطور نیست که دستورات یک به یک تکمیل شوند، بنابراین وجود یک دستور انتقال ذهنی می تواند توالی دستورات را به ترتیب بسته به معنای داده های حفظ شده تغییر دهد.
. طبقه بندی EOM های فعلی
سوچاسنی EOMبه vbudovani تقسیم می شوند ریزپردازنده ها, microEOM(کامپیوترهای شخصی)، EOM عالیі superEOM- مجتمع EOM با چندین پردازنده.
ریز فرآیندها- پردازنده هایی که در view پیاده سازی می شوند انتگرال الکترونیکی ریز مدارها. ریزپردازنده‌ها را می‌توان در تلفن‌ها، تلویزیون‌ها و سایر دستگاه‌ها، خودروها و لوازم خانگی یافت.
در مدارهای مجتمعپردازنده‌ها و RAM همه میکرو EOMهای فعلی، و همچنین تمام بلوک‌های EOMs و Super-EOMهای بزرگ، و همچنین تمام دستگاه‌های برنامه‌ریزی‌شده، پیاده‌سازی شده‌اند.
بهره وری ریزپردازنده هااسپرت را تا می کند میلیون ها عملدر هر ثانیه، و ذخیره سازی بلوک های فعلی رم چندین میلیون بایت است.
MicroEOM -زنجیر محاسبات ماشین ها، که نه تنها از پردازنده و رم برای پردازش داده ها استفاده می شود، بلکه از دستگاه ورودی و خروجی و ذخیره سازی اطلاعات نیز استفاده می شود.
EOM شخصی -این microEOMدستگاه‌های نمایشگر روی صفحه‌های الکترونیکی و همچنین دستگاه‌هایی برای وارد کردن و نمایش داده‌ها در صفحه‌کلید و احتمالاً دستگاه‌هایی برای اتصال به EOM وجود دارد.
معماری Micro-EOMمبتنی بر ستون فقرات سیستم ثانویه است - یک دستگاه گیرنده که پردازنده ها و بلوک های RAM و همچنین تمام دستگاه های ورودی و خروجی اطلاعات به آن متصل هستند.
بزرگراه Vikoristannyaبه شما اجازه تغییر می دهد موجودیі ساختار microEOM- اضافه کردن دستگاه های ورودی-خروجی اضافی و افزایش قابلیت های عملکردی ماشین های محاسباتی.
صرفه جویی در Dovgotrivaleاطلاعات موجود در EOM فعلی از انواع رسانه های الکترونیکی، مغناطیسی و نوری - دیسک های مغناطیسی، دیسک های نوری و واحدهای حافظه فلش انجام می شود.
معماری EOM روزانهدر دسترس بودن اجباری حافظه طولانی را که فایل ها، بسته های برنامه، پایگاه های داده و سایر سیستم عامل ها را در خود جای می دهد، منتقل می کند.
EOM عالی -کامپیوتر بالا بهره وریبا مقدار زیادی حافظه خارجی vikorists بزرگ EOM به عنوان سرور EOM و مجموعه های بزرگ داده عمل می کنند.
EOM عالی vikorystvuyutsya به عنوان پایه ای برای سازمان شرکت های بزرگ، دارای شخصیت حقوقی اطلاعات سیستم های، که به شرکت های صنعتی و مقامات دولتی خدمت می کنند.
SuperEOM- تسه پردازنده های غنی EOMبا معماری جمع شونده، که بالاترین بهره وری را ارائه می دهد و برای توسعه وظایف محاسباتی فوق العاده تاشو ایده آل است.
بهره وری SuperEOMچین خورده است ده هاі صدها هزار میلیاردها دلارمحاسبه کردن عملدر یک ثانیه با این super-EOM، تعداد پردازنده ها افزایش می یابد و معماری EOM پیچیده تر می شود.
پایه های مطالعه معماری ماشین های محاسباتی توسط ریاضیدان برجسته آمریکایی جان فون نویمان پایه گذاری شد. با اتصال به اولین لوله نور EOM ENIAC از سال 1944 در صورتی که طرح آن قبلا نصب شده بود. فون نویمان در جریان گفتگوهای گسترده با همکارانش G. Goldstein و A. Burks، ایده یک EOM جدید را مطرح کرد. متولد 1946 آنها اخیراً اصول ماشین‌های محاسباتی خود را در مقاله‌ای کلاسیک آورده‌اند که به «نمای پیشرفته طراحی منطقی یک دستگاه محاسبه الکترونیکی» تبدیل شد. از آن زمان قرن گذشته می گذرد، اما مقررات مندرج در آن تا به امروز مرتبط است.
این آمار با یک سیستم دوگانه مرحله دوم برای نمایش اعداد دوباره سیم‌کشی می‌شود (می‌خواهم به شما یادآوری کنم که قبلاً همه ماشین‌های محاسبه اعدادی را ذخیره می‌کردند که به شکل ده‌ها بیان می‌شدند). نویسندگان به طور قانع کننده ای مزایای سیستم دو لایه را برای اجرای فنی، قابلیت اطمینان و سادگی عملیات حسابی و منطقی آن نشان دادند. سپس EOM شروع به پردازش انواع مختلفی از اطلاعات - متن، گرافیک، صدا و موارد دیگر، و رمزگذاری مضاعف داده ها، مانند قبل، کرد تا به اساس اطلاعات هر رایانه مدرن تبدیل شود.
یکی دیگر از ایده‌های واقعا انقلابی، که اهمیت آن برای ارزیابی مجدد مهم است، انتشار اصل «برنامه‌های ذخیره‌شده» توسط نویمان است. در ابتدا، برنامه با نصب یک جامپر بر روی یک پانل سوئیچینگ ویژه تنظیم شد. اینها کارهای بسیار پر زحمتی بود: به عنوان مثال، برای تغییر برنامه های دستگاه ENIAC به روزهای زیادی نیاز بود (در آن زمان، با خراب شدن آب و هوا، رسیدگی به بیش از چند چیز غیرممکن بود - لامپ ها از کار افتادند. ). نویمان اولین کسی بود که متوجه شد این برنامه را می‌توان به شکل مجموعه‌ای از صفر و یک و در همان حافظه اعدادی که در آن قرار دارد ذخیره کرد. تعداد تفاوت های اساسی بین برنامه و داده ها به EOM این فرصت را داد تا طبق نتایج محاسبات برنامه ای را برای خود تدوین کند.
فون نویمان اصول اساسی ساختار منطقی EOM را مطرح کرد و ساختار آن را که در دو نسل از EOM ایجاد شد، مطرح کرد. بلوک های اصلی طبق نظر نیومن عبارتند از واحد کنترل (CU) و واحد حسابی-منطقی (ALU) (که در پردازنده مرکزی ادغام شده اند)، حافظه، حافظه خارجی، دستگاه های ورودی و خروجی. توجه به این نکته ضروری است که حافظه خارجی توسط دستگاه‌هایی که معرفی و نمایش داده می‌شوند اصلاح می‌شود تا داده‌ها قبل از آن توسط یک کامپیوتر دستی که مستقیماً در دسترس انسان نیست وارد شود. بنابراین، ذخیره سازی روی دیسک های مغناطیسی به حافظه خارجی منتقل می شود و صفحه کلید یک دستگاه ورودی، صفحه نمایش و سایر دستگاه های خروجی هستند.
دستگاه‌های کنترل و دستگاه‌های حسابی-منطقی در رایانه‌های مدرن در یک بلوک ترکیب می‌شوند - یک پردازنده که اطلاعات را از حافظه و دستگاه‌های خارجی تبدیل می‌کند (در اینجا یک انتخاب دستورات حافظه، کدگذاری و رمزگشایی، ویکی از عملیات‌های مختلف، از جمله عملیات حسابی، استفاده می‌شود. در گره های کامپیوتری). توابع اضافی پردازنده در زیر مورد بحث قرار گرفته است.
حافظه (MS) اطلاعات (داده ها) و برنامه ها را ذخیره می کند. دستگاه حافظه در رایانه‌های مدرن «لایه‌ای غنی» است و شامل یک دستگاه حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) است، که اطلاعاتی را که رایانه در حال حاضر روی آن کار می‌کند (برنامه‌ای نصب شده است، تا حدی برای داده‌ها، اقداماتش لازم است) ذخیره می‌کند. برنامه های مراقبت)، و دستگاه های خارجی قابل ذخیره سازی (RAM) با ظرفیت بیشتر، رم کمتر. این همچنین به معنای دسترسی بسیار بیشتر است (و هزینه قابل توجهی کمتر به ازای هر 1 بایت اطلاعات ذخیره شده). در RAM ICD Classifykatsya، Pam'yathi قرار نیست نشان داده شود - vicony ib (شکل ضروری)، I ROM (post-stroke)، I. Inshі piwidi comp'yuterenoy Pam'yathy.
در پاسخ به مدار EOM توصیف شده، دستورات متعاقبا از حافظه خوانده شده و در آنها نوشته می شود. شماره (آدرس) مرکز حافظه پیش نویس. هر زمان که یک فرمان برنامه صادر می شود، توسط یک دستگاه خاص - یک تیم درمانگر در واحد کنترل نشان داده می شود. تجلی آن نیز یکی از نشانه های شاخص معماری تحلیل شده است.
مبانی معماری ساختارهای محاسباتی که فون نویمان توسعه داد به قدری اساسی بود که نام "معماری فون نویمان" از ادبیات رد شد. مهم ترین ماشین های محاسباتی امروزه ماشین های فون نویمان هستند. سرزنش چندین نوع سیستم مختلف برای محاسبات موازی است که دارای دکتر روزانه دستورات هستند، مفهوم کلاسیک تغییر اجرا نمی شود و سایر جنبه های مهم مدل کلاسیک (دکمه ها می توانند جریان پیدا کنند و ماشین های محاسباتی را کاهش دهند).
بدیهی است که پیشرفت قابل توجهی در معماری فون نویمان ناشی از توسعه ایده ماشین‌های نسل پنجم خواهد بود که اساس پردازش اطلاعات نه در محاسبه، بلکه در اصول منطقی است.
اصل فون نیومن
اصل یکنواختی حافظه - دستورات و داده ها در یک حافظه ذخیره می شوند و مقادیر حافظه از هم جدا نمی شوند. تنها راه شناخت آنها از طریق روش ویکریزاسیون است. سپس همان مقادیر در وسط حافظه را می توان بسته به روش تبدیل به بعدی به عنوان داده، به عنوان دستور یا به عنوان آدرس استفاده کرد. این به شما امکان می دهد تا عملیات خود را بر روی دستورات و همچنین بر روی اعداد انجام دهید و بدیهی است که تعدادی از احتمالات را باز می کند. بنابراین، با تغییر چرخه ای قسمت آدرس دستور، می توانید اطمینان حاصل کنید که آرایه داده به آخرین عناصر به روز می شود. این تکنیک به عنوان اصلاح دستورات در نظر گرفته می شود و برای موقعیت برنامه نویسی روزانه اعمال نمی شود. مهمتر از آن، این به ارث بردن اصل یکنواختی است، زیرا دستورات یک برنامه را می توان در نتیجه خاتمه برنامه دیگر حذف کرد. این توانایی در اساس ترجمه نهفته است - ترجمه متن توسط برنامه ها از یک زبان سطح بالای ماشین محاسباتی خاص من.
اصل آدرس دهی - از نظر ساختاری، حافظه اصلی از دنباله های شماره گذاری شده تشکیل شده است و پردازنده می تواند در هر زمان به هر عددی دسترسی داشته باشد. دو کد دستورات و داده ها به واحدهای اطلاعاتی به نام کلمات تقسیم می شوند و در حافظه ذخیره می شوند و دسترسی به آنها توسط شماره سریال - آدرس تعیین می شود.
اصل کنترل برنامه - تمام محاسبات منتقل شده توسط الگوریتم برای حل کار ممکن است در قالب برنامه هایی نمایش داده شود که متشکل از دنباله ای از کلمات کنترلی - دستورات است. فرمان پوست عملیاتی را با مجموعه ای از عملیات که توسط یک ماشین محاسباتی پیاده سازی می شود، دستور می دهد. دستورات برنامه در آخرین حافظه ماشین محاسبات ذخیره می شوند و به ترتیب موقعیت آنها در برنامه به ترتیب طبیعی مرتب می شوند. اگر به دستورات خاصی نیاز دارید، این دنباله قابل تغییر است. تصمیم برای تغییر ترتیب دستورات در برنامه ها یا با تجزیه و تحلیل نتایج محاسبات قبلی و یا دیوانه وار گرفته می شود.
اصل کدگذاری دوگانه - مشابه این اصل، تمام اطلاعات، مانند داده ها و دستورات، با دو رقم 0 و 1 کدگذاری می شوند. دنباله شرط بندی ها در قالبی که انجام می شود فیلد نامیده می شود. برای اطلاعات عددی، یک فیلد علامت و یک فیلد رقم قابل توجه خواهید دید. فرمت فرمان دو فیلد دارد: یک فیلد کد عملیات و یک فیلد آدرس.