どのような原理はノイマン型に対応していませんか？ フォン・ノイマンのどのマシン作品？

今日では信じがたいですが、多くは、もはや私の人生を想像することができないコンピュータは、唯一のいくつかの70年前にありました。 彼らの確立に決定的な貢献をした者の一人は、アメリカの科学者Dzhon フォン・ネイマンました。 彼は、原則れているコンピュータの大半がこの日に機能することを示唆しました。 どのようにフォン・ノイマン・マシン考えてみましょう。

簡単な経歴情報

Yanoshネイマンは、その後、貴族の称号を受けることができた非常に裕福なユダヤ人家族で、ブダペストで1930年に生まれました。 子供の頃から、彼はすべての分野で優れた能力によって区別されました。 23時、ノイマンは、実験物理学と化学の分野での彼の博士論文を擁護しました。 1930年に、若い科学者は、米国、プリンストン大学で動作するように招待されました。 同時に、ノイマンは、彼が彼の死までの教授として働いていた高等研究所の最初のメンバーの一人でした。 ノイマン科学的関心は非常に広いでした。 特に、それは量子力学とセルオートマトンのmatapparata概念の創始者の一人です。

コンピュータ科学への貢献

私たちは、原理は満たしていないものを見つける前に、 ノイマン型を、 科学者が現代のコンピュータの種類を作成するという考えになったのかを知るのは興味深いだろう。

1940年代初頭における数学の爆発や衝撃波の分野の専門家なので、フォン・ノイマンは、米国陸軍の弾薬事務所の研究所の一つで、科学的なコンサルタントでした。 1943年の秋に、彼はその指導者ロベルタOppengeymeraの個人的な招待でManhettenskogoプロジェクトの開発に参加するためにロスアラモスに到着しました。 クリティカルマスまでの原爆料のimplosive圧縮を計算するためのタスクフォースは、彼の前に置かれています。 それを解決するために、パンチカードを使用して、最初に手持ちの電卓で、後にIBMの機械タビュレータに行わ大きなコンピューティングを、必要。

フォン・ノイマンは、 電気機械、完全に電子計算機の作成の進捗状況に関する情報を知り合いになりました。 すぐに、彼は彼が「EDVAC»に関する報告書の初稿を書き始めた作品で、その結果、EDVACとENIACコンピュータの開発に魅了された、彼は科学界にコンピュータアーキテクチャがどうあるべきか、まったく新しいアイデアを提示した、未完成のままでした。

フォン・ノイマンの原則

1945年のコンピュータサイエンスが停止に来たすべてのコンピュータは、そのメモリ内の10番目の形で処理された番号を格納しているように、操作を実行するためのプログラムは、パッチパネルのジャンパに設定することにより、設定されました。

これは、大幅にコンピュータのパワーを制限しました。 本当のブレークスルーは、フォン・ノイマンの原則でした。 進数システムへの移行と格納されたプログラムの原理：手短に言えば、彼らは、一つの文章で表現することができます。

の分析

より詳細に、古典フォン・ノイマン・マシンの構造をベースとしている原則を考慮してください。

1.小数のバイナリシステムに移動します

この原則ノイマンアーキテクチャは、比較的単純な論理デバイスを使用することができます。

電子計算機の2.ソフトウェア管理

コンピュータの操作が次々に実行されるコマンドのセットによって制御されています。 メモリに記憶されたプログラムとの最初のマシンの開発は、近代的なプログラミングの始まりとなりました。

3.データやプログラムは、一緒にコンピュータのメモリに格納されています

その上、特定の状況では、データと同じアクションを実行することが可能であるので、この場合は、データおよびプログラム命令の両方が、バイナリシステムへの書き込みと同じ方法を持っています。

調査

また、アーキテクチャFonneymanovskoyマシンは、次の機能があります。

1.メモリ位置は連続して番号が付けられているアドレスを持っています

この原理を使用することにより、それはプログラミングで変数を使用することが可能となりました。 具体的には、任意の時点で、あなたはそのアドレスによって特定のメモリ位置を参照することができます。

2.プログラムにおける条件分岐の可能性

すでに述べたように、プログラムのコマンドを順次実行する必要があります。 しかし、それは、コードのどの部分への移行を作る機会を提供します。

どのようにフォン・ノイマン・マシン

この数学的モデルは、記憶装置（メモリ）で構成され 、算術論理ユニット（ALU）、 制御、および入出力デバイス。 すべてのプログラム命令は、周辺に位置するメモリセル、およびそれらを処理するためのデータで書かれている - 任意の場所で。

いずれのチームがで構成する必要があります：

• 操作が実行されるべきかを示します。
• 元のデータを格納するメモリセルのアドレスは、動作は、当該工程;
• 結果を書くにはセルアドレス。

ALUの入力データにこれらのコマンド特定の操作が実行され、結果はすなわち、メモリセルに書き込まれる。E.は、後続の加工機に適した形態で保存、または出力装置（モニタ、プリンタ、等）に送信され、人に利用可能になります。

CUは、コンピュータのすべての部分を制御します。 彼から他のデバイスへのそれは、彼らが他のデバイスの状態にあるかについての情報を受信すると、「何をすべきか」信号-コマンドを受け取ります。

制御装置では、「プログラムカウンタ」SCと呼ばれる特殊レジスタを持っています。 メモリICのデータやプログラムをダウンロードした後、その第一チームのアドレスを格納します。 CUは、アドレス、英国にあるコンピュータのメモリセルの内容を読み出して、「コマンドレジスタ」でそれを配置します。 制御ユニットは、特定のコマンドに対応する動作、および「ノート」コンピュータのメモリにそれに指定されたアドレスのデータを決定します。 次に、ALUまたは ハードウェア コンピュータは、SCの内容が1、Mに変更した後、操作に進む。E.は、次のコマンドにポインティング。

批判

デメリットと現代の視点ノイマン型は議論の対象であり続けています。 原則に作成されたマシンは、この優れた学者、完璧ではないが提案したという事実は、それは長い時間前に気づきました。

そのため、コンピュータサイエンスのチケットの検査は、多くの場合、質問を見つけることができる「とは何を原則がどのような欠点、それは持っているノイマン型とに対応していないです。」

後者への答えは必ずしも指定する必要があります場合：

• 高レベル言語プログラミングとコマンドシステムとの間の意味的なギャップの存在。
• OPとプロセッサの帯域幅を調和の問題に。
• 新興ソフトウェアの危機に、その作成コストはハードウェア開発のコストよりもはるかに低い、とあなたがテストプログラムを完了することができないという事実に起因します。
• パフォーマンスの面で見通しの欠如、すでにその理論的限界に達しているよう。

どのような原則にノイマン型に対応していないとして、我々は、並列データ・ストリームとマルチプロセッサ・アーキテクチャに固有のコマンドの多数の組織について話しています。

結論

今、あなたはノイマン型に対応していないものを原則を知っています。 科学技術は人類が発展の新たなレベルに到達しますそれを通してコンピュータの全く新しいタイプになり、各家で、おそらくすぐにまだ立って、とされていないことは明らかです。 ちなみに、「ノイマン型」を支援するための試験シミュレータソフトウェアの準備。 このようなデジタル教育資源は、材料の同化を促進し、彼らの知識を評価する機会を提供します。