Dè prionnsabal nach eil a 'freagairt ris an von Neumann ailtireachd? Mar a inneal obraichean von Neumann?

-Diugh tha e doirbh a chreidsinn, ach coimpiutairean, gun a tha mòran chan urrainn smaoineachadh mo bheatha, cha robh ann ach 70 bliadhna air ais. Aon den fheadhainn a rinn cinntiche a 'cur ri an cuid a stèidheachadh, bha an American saidheans Dzhon Fon Neyman. Mhol e gu bheil na prionnsabalan air a bheil a 'mhòr-chuid a' choimpiutair agus ag obair gus an là'n diugh. Beachdaich air mar a tha an von Neumann inneal.

Beagan an còrr fiosrachaidh

Yanosh Neyman Rugadh e ann an 1930 ann am Budapest, ann glè bheairteach Iùdhach teaghlach a bha comasach air an dèidh sin a 'faighinn tiotal uaislean. Bho òige bha ea 'dealachadh le comasan air leth ann an raointean uile. Anns an 23 bliadhna a tha air a dhìon Neumann tràchdas PhD aige ann an achadh deuchainneach fiosaig agus ceimigeachd. Ann an 1930, an t-òg-saidheans chaidh iarraidh a bhith ag obair anns na Stàitean Aonaichte, Oilthigh Princeton. Aig an aon àm Neumann B 'e aon de na chiad bhall ann an Institiùd Adhartach Study, far an robh e ag obair mar àrd-ollamh gu àm a bhàis. Neumann saidheansail ùidhean bha gu math farsaing. Gu sònraichte, tha e fear de na stèidheadairean de eòlaichean an cuspairean meacanaigeach agus matapparata bun-bheachd ceallach automata.

Cur ri saidheans coimpiutaireachd

Mus do rinn sinn a-mach dè am prionnsabal nach eil a 'coinneachadh ris an von Neumann ailtireachd, bidh e inntinneach a bhith ag ionnsachadh mu dheidhinn mar a tha saidheans a thàinig a' bheachd a chruthachadh latha an-diugh a 'choimpiutair seòrsa.

Tha a bhith na eòlaiche ann an achadh matamataig spreadhaidhean agus clisgeadh tonn tràth anns na 1940an, bha von Neumann saidheansail comhairliche aig aon de na deuchainn-lannan connadh-gunna Oifis na Stàitean Aonaichte Arm. Anns a thuit an 1943, a ràinig e ann an Los Alamos gus pàirt a ghabhail ann an leasachadh Manhettenskogo phròiseact aig pearsanta cuireadh a ceannard Roberta Oppengeymera. rocaidean gus obrachadh a-mach an implosive dlùthadh am boma atamach asgaidh suas ri tomad air a chur air beulaibh e. Airson fuasgladh e feum mòr coimpiutaireachd, an toiseach a dhèanamh air a '-làimhe an cleachdadh mar àireamhairean, agus an dèidh sin air IBM a meacanaigeach tabulators, a' cleachdadh Punch chairtean.

Von Neumann e eòlas leis an fhiosrachadh air an adhartas a 'cruthachadh innealan-dealanach agus eileagtronaigeach làn coimpiutairean. An ùine ghoirid, bha e air a thàladh gu bhith a 'leasachadh EDVAC agus ENIAC coimpiutairean, a' toradh ann an obair a thòisich ea 'sgrìobhadh "Tha a' chiad dreachd den aithisg air an EDVAC», fhathast gun chrìochnachadh, anns a bheil e air beulaibh a 'choimhearsnachd shaidheansail gu tur ùr a bheachd, dè bu chòir a bhith a' choimpiutair ailtireachd.

Tha na prionnsabalan von Neumann

Saidheans coimpiutair ann an 1945 thàinig e gu stad, mar a h-uile coimpiutairean air an stòradh ann an cuimhne an àireamh sa phròiseasadh sna 10mh foirm, prògram a 'coileanadh airson obraichean a chaidh a stèidheachadh le bhith a' stèidheachadh ann bad pannal geansaidhean.

Tha seo gu mòr a chuingealachadh cumhachd coimpiutairean. Tha fìor fuasgladh bha prionnsabal von Neumann. -Aithghearr faodaidh iad a bhith air an cur an cèill ann an aon-seantans: 'ghluasad gu Binary uile siostam agus am prionnsabal de stòradh phrògram.

mion-sgrùdadh

Beachdaich air na prionnsabalan air a bheil e stèidhichte clasaigeach von Neumann inneal-structar, ann am barrachd doimhneachd:

1. Rach gu Binary an siostam deicheach

Tha am prionnsapal seo a 'toirt cothrom Neumann ailtireachd a' cleachdadh an ìre mhath sìmplidh loidsig inneal.

2. bathar-bog stiùireadh dealanach inneal coimpiutaireachd

Computer obrachadh fo smachd le seata de àitheantan a tha air a chur gu bàs an dèidh a chèile. Leasachadh a 'chiad inneal le prògram air a stòradh ann an cuimhne, a' comharrachadh toiseach an latha an-diugh phrògraman.

3. dàta agus prògraman a tha air an stòradh ann an cuimhne coimpiutair còmhla

Anns a 'chùis seo, an dà chuid dàta agus a' stiùireadh prògram tha an aon dòigh a sgrìobhadh ann an Binary siostam mar sin, ann an cuid de shuidheachaidhean thairis dhaibh e comasach a 'coileanadh an aon gnìomhan mar an dàta.

rannsachadh

A thuilleadh air sin, an ailtireachd Fonneymanovskoy inneal Tha na feartan a leanas:

1. Tha cuimhne Àiteachan tha seòlaidhean a tha àireamhan leantainneach

Tro bhith a 'cleachdadh a' phrionnsabail seo, bha e comasach a cleachdadh ann caochladairean phrògraman. Gu sònraichte, aig àm sam bith, faodaidh tu sùil a thoirt air sònraichte memory location le bhith a 'seòladh.

2. Tha an comas meur de chùmhnant anns a 'phrògram

Mar iomradh mu thràth, na prògraman àitheantan an gnìomh feumaidh an òrdugh. Ach, tha e a 'toirt seachad an cothrom gus a' gluasad gu pàirt sam bith den Chòd.

Ciamar a tha am machine von Neumann

Tha seo a 'matamataigeach modail a dhèanamh suas de stòradh (chuimhne) , an àireamhachd loidsig aonad (ALU), smachd, agus a' cur agus toradh innealan. A h-uile prògram stiùireadh air a sgrìobhadh ann an cuimhne ceallan suidhichte anns a 'choimhearsnachd, agus dàta airson a bhith a' làimhseachadh orra - ann an neo-àiteachan.

Sgioba sam bith a bu chòir a dhèanamh suas de:

• sealltainn obrachadh a bu chòir a bhith a 'cluich;
• memory cealla seòlaidhean ann a tha air an stòradh a 'chiad dàta, thuirt obrachadh dragh;
• cealla seòlaidhean ann a bhith a 'sgrìobhadh an thoradh.

Tha iad seo a-àitheantan sònraichte obraichean air ALU-steach dàta a chur gu bàs agus na toraidhean a tha sgrìobhta ann an cuimhne ceallan, ie. E. a chumail ann an cruth freagarrach airson an dèidh sin giollachd inneal, no tar-chur chun a 'cur a-mach inneal (moineatair, clò-bhualadair, msaa) agus ri fhaotainn do dhuine.

Cù smachd gach pàirt den choimpiutair. Bho ris gu inneal eile a 'faighinn comharran-àitheantan "dè a dhèanamh", mar a tha e a' faighinn fiosrachadh mu dè tha iad ann an staid nan uidheaman eile.

Anns an uidheam-smachd sònraichte aig a 'chlàr ris an canar an "prògram counter" SC. An dèidh a luchdachadh a-nuas an dàta agus prògraman ann an cuimhne IC Stores an t-seòladh a 1mh sgioba. Cù leughadh a-mach na tha a 'choimpiutair memory cealla aig a bheil an seòladh san RA, agus an àiteachan a tha e ann an "clàradh àithneadh". Tha an smachd-aonad a 'dearbhadh an co-fhreagarrach airson obrachadh sònraichte àithne, agus "notaichean" dàta aig na seòlaidhean a shònrachadh ann anns a' choimpiutair chuimhne. An ath, an ALU no bathar-cruaidh a 'choimpiutair dhol air adhart gu obair, an dèidh a th' ann an de SC Tha atharrachadh gu aon, m. E. Tha aitheanachadh an ath-àithne.

càineadh

Eas-bhuannachdan agus Nua-Beachdan von Neumann ailtireachd a 'leantainn air a bhith na chuspair an deasbad. Tha gun innealan a chruthachadh air prionnsabalan a chur air adhart le seo air leth sgoilear, nach iomlan, chaidh mothachadh bho chionn fhada.

Uime sin, a 'sgrùdadh tiogaidean ann an saidheans coimpiutaireachd urrainn tric a' lorg a 'cheist "Dè tha a' phrionnsabal nach eil a 'freagairt ris an von Neumann ailtireachd agus dè uireasbhaidhean a tha e."

Mas e an fhreagairt an dàrna còmhnaidh a bu chòir a shònrachadh:

• an làthair an Semantic beàrn eadar an àrd-ìre cànain prògramadh agus àithne an t-siostam;
• air an duilgheadas a rèiteach OP agus giullachair bandwidth;
• air tighinn am bàrr bathar-bog èiginn, air adhbhrachadh leis gu bheil cosgaisean a chruthachadh a tha mòran nas ìsle na a 'chosgais a' leasachadh bathar-cruaidh, agus chan urrainn dhut crìoch a chur air an deuchainn prògram;
• dìth dùilean a thaobh coileanadh, mar a tha mar-thà a ràinig teòiridheach crìoch.

Mar dè prionnsabal nach eil a 'freagairt ris an von Neumann ailtireachd, tha sinn a' bruidhinn mu dheidhinn a 'bhuidheann de àireamh mhòr de co-shìnte dàta sruthan agus àitheantan ghnèitheach ann multiprocessor ailtireachd.

co-dhùnadh

A-nis tha fios agad dè am prionnsabal nach eil a 'freagairt ris an von Neumann ailtireachd. Tha e follaiseach gun robh an saidheans agus teicneòlas chan eil e na sheasamh fhathast, agus 's dòcha a dh'aithghearr anns gach taigh a bhios gu tur ùr seòrsa de choimpiutairean tro bhith a' chinne-daonna a 'ruighinn ìre ùr de leasachadh. Co-dhiù, ag ullachadh airson deuchainn Simulator bathar-bog gus cuideachadh "von Neumann ailtireachd". A leithid didseatach goireasan foghlaim cuideachadh dh'amalachadh an stuth agus a 'toirt cothrom gus measadh a dhèanamh air an cuid eòlais.