Fundamentele teoriei arhitecturii computerizate au plasat matematicianul american remarcabil, John von Neumann. El sa conectat la crearea primului computer de iluminat ENIAC din lume în 1944, când designul său a fost deja selectat. În timpul lucrărilor în timpul numeroaselor discuții cu colegii săi G. Goldstein și A. Berks, von Neumann a exprimat ideea unui calculator fundamental nou. În 1946, oamenii de știință și-au stabilit principiile de construcție a calculatoarelor în articolul clasic "Examinarea preliminară a designului logic al unui dispozitiv electronic de calcul". De atunci, a trecut o jumătate de secol, dar dispozițiile prezentate în acesta rămân relevante astăzi.
O altă idee cu adevărat revoluționară, a cărei importanță nu poate fi subliniată, este principiul "programului stocat" propus de Neumann. Inițial, programul a fost stabilit prin instalarea unor jumperi pe un panou special de patch-uri. Aceasta a fost o sarcină foarte consumatoare de timp, de exemplu, pentru a programa modificări ale ENIAC mașină a luat câteva zile (în timp ce calculul efectiv nu poate dura mai mult de câteva minute - becul nu reușește). Neumann a fost primul care a ghicit că programul poate fi, de asemenea, stocat ca un set de zero și unul, și în aceeași memorie ca și numerele procesate de el. Absența unei diferențe fundamentale între program și date a permis computerului însuși să formeze un program pentru sine în conformitate cu rezultatele calculelor.
Von Neumann nu numai că a prezentat principiile fundamentale ale aranjamentului logic al computerelor, dar și-a propus structura, care a fost reprodusă în primele două generații de computere. Principalele blocuri sunt unități de control Neumann (CU), și o unitate logică aritmetică (ALU) (de obicei unite cu CPU), memorie, memoria externă, de intrare și dispozitive de ieșire. Diagrama dispozitivului unui astfel de calculator este prezentată în Fig. 1. Trebuie remarcat faptul că memoria externă diferă de dispozitivele de intrare și de ieșire prin introducerea datelor într-o formă convenabilă pentru un computer, dar care nu este accesibilă percepției directe a omului. Astfel, o unitate de disc magnetic se referă la memoria externă, iar tastatura este un dispozitiv de intrare, un afișaj și un dispozitiv de imprimare sunt dispozitive de ieșire.
Fig. 1. Arhitectura unui calculator bazat pe principiile lui von Neumann. Liniile solide cu săgeți indică direcția fluxurilor de informații, liniile punctate indică semnale de control de la procesor la nodurile rămase ale computerului
Unitatea de control și o unitate logică aritmetică în calculatoare moderne, combinate într-o singură unitate - CPU, fiind emițătorul de informații, provenind din memorie și dispozitivele externe (aici includ comenzile de eșantionare din memorie, codare și decodare, performanța de diferite, inclusiv operații aritmetice, coordonarea muncii nodurilor de calculator). În detaliu, funcțiile procesorului vor fi discutate mai jos.
Memoria stochează date (informații) și programe. Dispozitivul de memorie în calculatoare moderne „stivuite“ și include o memorie cu acces aleator (RAM) care stochează informațiile pe care computerul funcționează direct la un moment dat (programul executabil, o parte din datele necesare pentru aceasta, unele dintre programele de control) și dispozitivele de stocare externe (HEV ) capacitate mult mai mare decât RAM. dar cu acces semnificativ mai lent (și un cost semnificativ mai mic pentru 1 octet de informație stocată). Clasificarea dispozitivelor de memorie nu se termină în RAM și RAM, unele funcții sunt efectuate de SRAM (memorie) și ROM (memorie numai pentru citire) și alte subspecii ale memoriei computerului.
Bazele arhitecturii dispozitivelor de calcul dezvoltate de von Neumann s-au dovedit a fi atât de fundamentale încât au primit denumirea de "arhitectură von Neumann" în literatură. Marea majoritate a calculatoarelor de până acum - mașinile von Neumann. Singurele excepții sunt unele soiuri de sisteme de calcul paralel, în care nu există nici un contor de program, care nu a implementat conceptul clasic al unei variabile, și există alte diferențe fundamentale semnificative de la modelul clasic (exemple includ de streaming de reducere și calculatoare).
Aparent, o abatere semnificativă de la arhitectura lui von Neumann se va produce ca rezultat al dezvoltării ideii mașinilor de generația a cincea, bazate pe prelucrarea informațiilor în care nu există calcule, ci concluzii logice.
Articole similare
-
Cum de a alege un cooler Alegerea unui cooler pentru calculatorul dumneavoastră
-
Setările de sunet de pe programele Windows 10, difuzoarele și căștile
Trimiteți-le prietenilor: