Принципи на архитектурата на компютрите, предвидени изключителна Американски математик Джон фон Нойман. Той е свързан със създаването на първия в света тръба ENIAC компютър през 1944 г., когато неговото изграждане вече е избран. По време на работа в продължение на много дискусии с колегите Г. Голдщайн и А. Burks, фон Нойман предложи идеята за фундаментално нов компютър. През 1946 г. учени дават техните принципи на компютри в се в класика статията "Предварително разглеждане на логическото проектиране на електронно компютърно устройство." Оттогава тя се половин век, но позицията, представени в него все още са валидни и днес.
Друг наистина революционна идея, стойността на които не могат да се надценява, се предлага принцип Нойман от "съхранена програма". Първоначално програмата е създадена чрез създаването на специален панел кръпка джъмпера. Това беше един много отнемаща време задача, например, да се програмира на ENIAC промени машини бяха необходими няколко дни (а реалното изчисление не може да продължи повече от няколко минути - крушката не успее). Нойман първо се досетили, че програмата може да се съхранява като поредица от нули и единици, както и в една и съща памет и се обработват от неговия номер. Липсата на принципна разлика между програма и данни дава възможност на самия компютър, за да образуват програма в съответствие с резултатите от изчислението.
Фон Нойман не само да представи основните принципи на компютъра логическо устройство, но това се предлага на структурата, която е играна в първите две поколения компютри. Основните елементи са блок за управление Нойман (CU) и аритметично логическо устройство с (ALU) (обикновено се привърже към процесора), памет, външна памет, входни и изходни устройства. Управление устройство, като компютърът е показано на фиг. 1. Трябва да се отбележи, че външната памет е различна от входни и изходни устройства, така че данните, записани в него във вид, подходящ компютър, но недостъпна за пряко човешкото възприятие. По този начин, магнитен диск се отнася до външна памет, клавиатура - входното устройство, дисплей и печат - изходни устройства.
Фиг. 1. Компютърна архитектура, изградена върху принципите на фон Нойман. Твърди линии със стрелки показват посоката на информационния поток, пунктирани на - управляващи сигнали от процесора към останалата част на компютърни възли
Блокът за управление и аритметично логическо устройство в съвременните компютри обединени в едно цяло - CPU, тъй като е информация предавателя, идващи от паметта и външните устройства (тук включва команди за вземане на проби от паметта, кодиране и декодиране, изпълнението на различни, включително и аритметични операции, координация на компютърни възли). По-подробни процесорни функции ще бъдат обсъдени по-долу.
Memory (памет) съхранява информация (данни) и програми. Устройството за памет в съвременните компютри "подредени" и включва памет с произволен достъп (RAM), който съхранява информацията, че компютърът работи директно в даден момент (изпълнима програма, част от данните, необходими за това, някои от програмите за контрол) и външни устройства за съхранение (HEVs ) е много по-голям капацитет от RAM. но със значително по-бавно достъп (и значително по-ниска цена на един байт на съхранената информация). В RAM и HEVs устройства класификация на паметта не свършва - изпълнява определени функции и SRAM (Scratchpad памет) и ROM (памет само за четене), както и други подвидове на паметта на компютъра.
Разработено от фон Нойман архитектура, основите на компютърни устройства са толкова фундаментални, че те са получили в литературата като "фон Нойман архитектура". По-голямата част от компютрите днес - фон Нойман машина. Единствените изключения са някои видове системи за паралелни изчисления, в които няма програмен брояч, не, приложена класическата концепция за променлива, а има и други съществени фундаментални разлики от класическия модел (примерите включват стрийминг Намаляване и компютри).
Очевидно е, че значително отклонение от архитектурата на фон Нойман ще доведе до развитието на идеята за машините за пето поколение, базирани на обработка на информация, в която се намират изчисления и логически заключения.
Свързани статии