Kompyuter arxitekturasi.

Kontaktlar

topshirish

Golovna

Ishni optimallashtirish

Fon Neyman tamoyillari (fon Neyman arxitekturasi)

Kompyuter arxitekturasi 1946 yilda D. fon Neymann, G. Goldshteyn va A. Burks oilalari birgalikdagi ishlarida EOM faoliyatining yangi tamoyillarini kiritdilar.

Ushbu asosiy tamoyillar natijasida kompyuterlarning dastlabki ikki avlodi rivojlandi. Keyingi avlodlar o'zgarishlarni boshdan kechirdilar, garchi Neyman tamoyillari bugungi kunda ham dolzarbdir.

Aslini olganda, Neyman ilmiy ishlanmalarni ochishga va boshqa ko'plab tushunchalarni ochishga va ularni printsipial jihatdan yangi usulda shakllantirishga muvaffaq bo'ldi. Fon Neyman printsipi

Hisoblash mashinalarida ikki ustunli sanoq sistemasidan foydalanish.

O'nlik sanoq sistemasidan ustunligi shundaki, qurilmalar oddiy tarzda bajarilishi mumkin, ikkita sanoq sistemasidagi arifmetik va mantiqiy amallar ham sodda tarzda bajarilishi mumkin. EOM dasturiy ta'minotini boshqarish

.

Aniqlik uchun ENIAC kompyuter dasturi (u dastur xotirasida saqlanmagan) paneldagi maxsus o'tish moslamalari bilan ko'rsatilgan.

Mashinani qayta dasturlash uchun (jumperlarni boshqacha o'rnatish) ko'p kunlar kerak bo'ladi.

Va hozirgi kompyuterlar uchun dasturlarni yozish mumkin bo'lsa-da, ular qattiq diskda tez o'rnatilgandan so'ng millionlab kompyuterlarda ishlaydi.

Fon Neyman mashinasi qanday ishlaydi?

Fon Neyman mashinasi xotira - xotira, arifmetik-mantiqiy qurilma - ALU, boshqaruv moslamasi - boshqaruv bloki, shuningdek, kiritish va chiqarish qurilmalaridan iborat.

Dasturlar va ma'lumotlar kiritish qurilmasidan arifmetik-mantiqiy qurilma orqali xotiraga kiritiladi.

Dasturning barcha buyruqlari alohida xotira joylariga yoziladi va ishlov berish uchun ma'lumotlar qo'shimcha xotira joylarida saqlanishi mumkin.

Har qanday dasturda oxirgi buyruq ishni bajarish buyrug'i hisoblanadi.

Buyruq buyruqdan iborat bo'lib, u wicket trekining ishlashi (ushbu "jurnal" bo'yicha mumkin bo'lgan operatsiyalar bilan) va ma'lumotlar saqlanadigan o'rta xotira manzili qaysi viket trekida operatsiya tayinlanganligi, shuningdek. o'rtadagi manzillar, Slayd natijani yozib oling (kerak bo'lganda xotirada saqlang).

Natijada, healer buyrug'i bittaga o'zgartiriladi va shuning uchun keyingi dastur buyrug'iga buyruq beradi.

Agar siz joriy tartibda bo'lmagan, lekin berilgan manzildan uzoqda joylashgan buyruqni kiritishingiz kerak bo'lsa, u holda boshqaruvni o'tkazish kerak bo'lgan kompaniya manziliga maxsus o'tish buyrug'i yuboriladi.

Principi fon Neumann[tahrir.

chiqish matnini tahrirlash]

Xotiraning bir xilligi printsipi

Buyruqlar va ma'lumotlar bir xil xotirada va bir xil xotirada saqlanadi.

Ularni tanib olishning yagona yo'li - vikorizatsiya usuli;

Keyin xotiraning o'rtasida joylashgan bir xil qiymatlar keyingisiga o'tkazish usuliga qarab ma'lumot, buyruq yoki manzil sifatida ishlatilishi mumkin.

Bu sizga buyruqlarning o'zlari, shuningdek, raqamlar bo'yicha operatsiyalarni bajarishga imkon beradi va, shubhasiz, bir qator imkoniyatlarni ochadi.

Ushbu tamoyilga muvofiq, ma'lumotlar va buyruqlar kabi barcha ma'lumotlar ikki raqamli 0 va 1 bilan kodlanadi. Har bir turdagi ma'lumotlar ikki tomonlama ketma-ketlikda ifodalanadi va o'z formatiga ega.

O'tkaziladigan formatdagi garovlar ketma-ketligi maydon deb ataladi.

Raqamli ma'lumot uchun siz belgi maydoni va muhim raqam maydonini ko'rasiz.

Buyruq formati ikkita maydonga ega: operatsiya kodi maydoni va manzil maydoni.

Yana bir chinakam inqilobiy g'oya, uning ahamiyatini qayta ko'rib chiqish muhim, Neumannning "saqlangan dasturlar" tamoyilini e'lon qilishidir.

Xotira (MS) axborot (ma'lumotlar) va dasturlarni saqlaydi.

Zamonaviy kompyuterlardagi xotira qurilmasi "boy qatlamli" bo'lib, kompyuter hozirda ishlayotgan ma'lumotlarni saqlaydigan tasodifiy kirish xotira qurilmasini (RAM) o'z ichiga oladi (dastur o'rnatilgan, uning uchun kunlarning bir qismi, harakatlar g'amxo'rlik dasturlari) va saqlanishi mumkin bo'lgan tashqi qurilmalar (RAM) ko'proq sig'imli, kamroq RAM.

Bu, shuningdek, sezilarli darajada ko'proq kirishni anglatadi (va saqlangan ma'lumotlarning 1 bayti uchun sezilarli darajada arzonroq).

Xotira qurilmalarining tasnifi RAM va VRAM bilan tugamaydi - barcha funktsiyalar SRAM (yuqori operatsion qurilma), ROM (uchuvchan bo'lmagan qurilma) va boshqa turdagi kompyuter xotirasi bilan birlashtirilgan.

.

Ta'riflangan EOM sxemasiga javoban, buyruqlar keyinchalik xotiradan o'qiladi va ularga yoziladi.

Qoralama xotira markazining raqami (manzili).

Har safar dastur buyrug'i berilsa, u maxsus qurilma - Boshqaruv blokidagi shifokor guruhi tomonidan ko'rsatiladi.

Uning namoyon bo'lishi ham tahlil qilinadigan arxitekturaning xarakterli belgilaridan biridir.

Fon Neyman tomonidan ishlab chiqilgan hisoblash tuzilmalari arxitekturasining asoslari shunchalik fundamental bo'lib chiqdiki, ular adabiyotda fon Neyman arxitekturasi deb nomlandi.

Hozirgi kunda eng muhim hisoblash mashinalari fon Neyman mashinalaridir.

Ayb parallel hisob-kitoblar uchun tizimlarning bir nechta turlariga yuklanadi, ularda kunlik buyruqlar shifokori mavjud, o'zgarishning klassik kontseptsiyasi amalga oshirilmaydi va klassik modelning boshqa muhim jihatlari (ilovalar oqim va kamaytirish hisoblash mashinalari bo'lishi mumkin).

Shubhasiz, fon Neyman arxitekturasining sezilarli rivojlanishi beshinchi avlod mashinalari g'oyasining rivojlanishiga olib keladi, bu ma'lumotlarni qayta ishlash uchun asos hisobda emas, balki mantiqiy tamoyillarda yotqiziladi.

Suveren garov

Tyumen viloyatida katta kasbiy ta'lim

TYUMEN DAVLAT AKADEMİYASI

DUNYO IQTISODIYoTI, BOSHQARUV VA HUQUQLAR

Matematika va informatika kafedrasi

intizomdan

"VICHISLIVAL TIZIMLARI, MERAGES VA TELEKOMUNIKATSIYALAR"

1960-yillarning o'rtalaridan boshlab hisoblash mashinalarini rivojlantirishga yondashuv allaqachon o'zgargan.

Uskuna va matematik himoya vositalarini ishlab chiqish o'rniga, apparat va dasturiy ta'minot xususiyatlarini sintez qilishdan iborat tizim loyihalashtirila boshladi.

Kimning asosiy rejasi mutualizm kontseptsiyasi edi.

Shunday qilib, yangi kontseptsiya paydo bo'ldi - EOM arxitekturasi.

EOM arxitekturasi ostida apparat va dasturiy ta'minot xususiyatlarini tashkil etishning asosiy tamoyillari va ularning asosiy xarakteristikalari yig'indisini tushunish qabul qilinadi, bu yangi texnologiyalar oldida hisoblash mashinasining funktsional imkoniyatlarini anglatadi Ba'zi turdagi buyurtmalar.

EOM arxitekturasi apparat va dasturiy ta'minot funktsiyalari majmuasini yaratish va ko'plab boshlang'ich omillar bilan bog'liq ko'plab muammolarni bartaraf etadi.

Ushbu omillar orasida asosiylari unumdorlik, saqlash maydoni, funktsional imkoniyatlar, foydalanish qulayligi va arxitekturaning asosiy tarkibiy qismlaridan biri apparat xususiyatlari.

Buxgalteriya hisobi bo'limining arxitekturasini tuzilishdan farqlash kerak, chunki buxgalteriya bo'linmasining tuzilishi uning oqim omborini bir xil darajadagi tafsilotlargacha anglatadi va birlikning o'rtasida joylashgan ulanishlarni tavsiflaydi.

Jon fon Neumann (1903 - 1957) - amerikalik matematik, birinchi EOMlarni yaratish va ularni ishlab chiqish usullarini ishlab chiqishga katta hissa qo'shgan.

Uning o'zi 1944 yilda birinchi yorug'lik trubkasi EOM ENIACni yaratish bilan bog'liq holda, uning dizayni allaqachon ishlab chiqilgan paytda, hisoblash mashinalari arxitekturasini tushunish uchun asos solgan.

Bu jarayonda hamkasblari G. Goldshteyn va A. Burks bilan keng muhokamalar natijasida Jon fon Neumann tubdan yangi EOM g‘oyasini ilgari surdi.

1946 yilda odamlar "Elektron hisoblash moslamasining mantiqiy dizaynining ilg'or ko'rinishi" bo'lgan klassik maqoladan hisoblash mashinalari tamoyillarini qabul qildilar.

Jon fon Neyman EOM mantiqiy tuzilishining asosiy tamoyillarini belgilab berdi va uning tuzilishini ilgari surdi, u EOMning dastlabki ikki avlodi davomida yaratilgan.

Neumannga ko'ra asosiy birliklar markaziy protsessorga birlashtirilgan boshqaruv bloki (CU) va arifmetik-mantiqiy birlik (ALU) bo'lib, ular markaziy ahamiyatga ega registrlar to'plamini (RON) ham o'z ichiga oladi - ma'lumotni oraliq saqlash uchun. qayta ishlash jarayonida harakatlar;

xotira, tashqi xotira, kiritish va chiqarish qurilmalari.

Shuni ta'kidlash kerakki, tashqi xotira kiritilgan qurilmalar tomonidan o'zgartiriladi va o'chiriladi, chunki ma'lumotlar undan oldin vizual qo'l kompyuterida kiritiladi, aks holda odamlar tomonidan to'g'ridan-to'g'ri talqin qilish mumkin emas.

EOM arxitekturasi Jon fon Neymanning tamoyillaridan ilhomlangan.

Fon Neyman mashinasi qanday ishlaydi?

Strelkali qattiq chiziqlar axborot oqimlari yo'nalishini, nuqtali chiziqlar esa boshqariladigan signallarni bildiradi.

Jon fon Neymanning mashinasi qanday ishlaydi

Keling, ushbu arxitektura asosida mashinaning qanday ishlashi haqida batafsilroq gaplashamiz.

ALU - ikkita o'zgaruvchiga arifmetik va mantiqiy ishlov berishni ta'minlaydi, buning natijasida chiqish o'zgaruvchisi hosil bo'ladi.

Natijada, healer buyrug'i bittaga o'zgartiriladi va shuning uchun keyingi dastur buyrug'iga buyruq beradi.

ALU funktsiyalari oddiy arifmetik va mantiqiy operatsiyalar va operatsiyalarga qisqartiriladi.

Shuningdek, u natijaning olib tashlanishini va uni olib qo'yish natijasida hosil bo'lgan narsalarni (nolga tenglik, belgi, paritet, to'ldirish) tavsiflovchi bir qator natija belgilarini (praporlarni) hosil qiladi.

· Praporlar buyruqlarning keyingi ketma-ketligi to'g'risida qaror qabul qilish uchun boshqaruv tizimini tahlil qilishlari mumkin. Visnovok

· Shunday qilib, yana bir bor fon Neyman tomonidan qo'yilgan asosiy tamoyillar: Ikki marta kodlash printsipi.

· Ma'lumotlar va buyruqlarni taqdim etish uchun ikki o'lchovli sanoq tizimi qo'llaniladi. Xotiraning bir xilligi printsipi.

· Dasturlar (buyruqlar) singari, ma'lumotlar bir xil xotirada saqlanadi (va bir xil raqamli tizimda kodlangan - ko'pincha ikki marta). Xuddi shu amallarni buyruqlar orqali ma'lumotlar orqali qo'shishingiz mumkin.

· Xotirani adreslash printsipi. Strukturaviy jihatdan asosiy xotira raqamlangan ketma-ketliklardan iborat;

Protsessor ma'lum bir vaqtda har qanday turdagi reklamaga kirishi mumkin.

Zamonaviy kompyuterlardagi boshqaruv qurilmalari va arifmetik-mantiqiy qurilmalar bir birlikka birlashtirilgan - xotiradan va tashqi qurilmalardan ma'lumotlarni o'zgartiruvchi protsessor (bu erda siz xotiradan buyruqlarni tanlashingiz, kodlash va dekodlash, wiki Turli operatsiyalar, shu jumladan arifmetik operatsiyalar qo'llaniladi. kompyuter tugunlarida).

Hozirgi kompyuterlarda axborot va dasturlarni boy tarzda saqlaydigan xotira qurilmasi mavjud.

U har qanday vaqtda kompyuter ishlayotgan ma'lumotlarni (o'rnatilgan dastur, unga zarur bo'lgan ba'zi ma'lumotlar va boshqa turli dasturlar) va boshqa va xotira qurilmalarini saqlaydigan tasodifiy kirish xotira qurilmasini (RAM) o'z ichiga oladi. MSD) Kattaroq sig'im, past RAM va sezilarli darajada katta kirish.

Xotira qurilmalarining tasnifi RAM va VRAM bilan tugamaydi - barcha funktsiyalar SRAM (yuqori operatsion qurilma), ROM (uchuvchan bo'lmagan qurilma) va boshqa turdagi kompyuter xotirasi bilan birlashtirilgan.

Shubhasiz, fon Neyman arxitekturasida sezilarli rivojlanish beshinchi avlod mashinalari g'oyasining rivojlanishi natijasida yuzaga keladi, bu ma'lumotlarni qayta ishlashning asosi hisob-kitoblarda emas, balki mantiqiy printsiplarda yotadi.

Adabiyotlar ro'yxati

1. X. Kreygon.

Kompyuter arxitekturasi va amalga oshirish.

Bosh yordamchi.

• - Sankt-Peterburg, Svit, 2004 yil.
• 2. E. Tanenbauem.
• Kompyuter arxitekturasi.
• Ilmiy adabiyot.
• - Sankt-Peterburg, Sankt-Peterburg, 2003 y.
• Fon Neyman modeli yoki Prinston arxitekturasi sifatida ham tanilgan, u 1945 yilda matematik va fizik Jon fon Neyman tomonidan EDVAC hisoblash mashinasi haqidagi "Birinchi loyiha" hisobotining bir qismi sifatida tasvirlangan metodologiyaga asoslangan.

Arxitektura diagrammasi

Raqamli kompyuter - bu dastur ko'rsatmalarini, ma'lumotlarni o'qishni, ma'lumotlarni yozishni saqlaydigan dasturiy ta'minotni saqlaydigan, shuningdek, tasodifiy kirish xotirasini (RAM) o'z ichiga olgan EOM.

Jon fon Neymanning arxitektura tamoyillari ham “Birinchi loyiha”da keltirilgan.

Shuning uchun, xotirada saqlanadigan dasturlarga ega kompyuterlar ENIAC kabi eski kompyuterlar tomonidan to'liq ishlatilgan.

Dasturlashning qolgan qismi remikserlarni o'rnatishni va turli xil funktsional bloklar orasidagi ma'lumotlar va signallarni yo'naltirishga olib keladigan yamoqni kiritishni talab qiladi.

Aksariyat zamonaviy kompyuterlarda xotira ham shu tarzda sozlangan.

Bunday dasturlarning dizayni o'zini o'zi identifikatsiya qiladigan kodlarga o'tkaziladi.

Bunday ob'ektning birinchi o'rnatilishidan biri buyruqlarning manzil qismini oshirish yoki boshqa tarzda o'zgartirish uchun algoritmga ehtiyoj edi.

Men dastlabki dizaynlarda qo'lda ishladim.

Indeks registrlari va bilvosita manzillash, Jon fon Neyman mashinasining EOM arxitekturasi kabi markaziy xususiyatga aylanganligi sababli, bu unchalik ahamiyatsiz bo'lib qoldi.

Nima bo'lishidan qat'iy nazar, Pensilvaniya universitetining elektrotexnika fakultetida ENIACni ishlab chiqqan J. Presper Ekkert va Jon Mauchli 1943 yildagi tosh xotirasida dasturni saqlaydigan mashinaning kontseptsiyasi haqida yozgan.

Yangi EDVAC mashinasini rejalashtirayotganda, Ekkert 1944 yilda ma'lumotlar metall simobni qo'shimcha blokirovka qilish uchun xotira manzili bo'lgan yangi qurilmadagi dasturlar tomonidan saqlanishini yozgan.

Bu dasturni xotirada saqlaydigan amaliy mashinaning funksionalligi birinchi marta ro'yxatga olindi.

Shu bilan birga, Vin va Mochlya Tyuring roboti haqida bilishmagan (quyida fotosurat).

Kompyuter arxitekturasi: fon Neyman printsipi

Von Neumann Los Alamos milliy laboratoriyasida Manhetten loyihasidan oldin o'rganilgan, bu ko'p sonli hisob-kitoblarni keltirib chiqardi.

Bunga 1944 yilda ENIAC loyihasi sabab bo'ldi.

U erda u EDVAC kompyuterining rivojlanishi haqida munozaraga kirishdi.

1947 yilda Berks, Goldshteyn va fon Neumann yana bir dalilni e'lon qilishdi, bu esa boshqa turdagi mashinaning (bu safar parallel) dizaynini ochib berdi, u etarlicha kichik bo'lib, ehtimol soniyada 20 000 operatsiyani bajarishi mumkin edi.

Ularning ta'kidlashicha, kundalik hayotda hal etilmagan muammo xotiraning rivojlanishi bo'lib, bularning barchasi Mittning kirishiga sabab bo'lgan.

Noxush hid Prinston laboratoriyasida topilgan Selectron nomli maxsus vakuum trubasiga joylashtirildi.

Bunday quvurlar qimmatga tushdi va ularni ishlab chiqarish juda muhim edi, ayniqsa arxitektura tanlangan.

Von Neumann Uilyams xotirasi asosida mashina yaratishni rejalashtirgan.

1952 yil boshida Prinstonda qurib bitkazilgan bu mashina Maniac (yoki oddiygina manyaklar) nomi bilan mashhur bo'ldi.

Klassik fon Neumann arxitekturasi Manchester universitetida Baby tomonidan Manchester Kichik Eksperimental Mashina (SSEM) ga qurilgan bo'lib, u dasturni xotirada saqlaydigan qurilma sifatida birinchi muvaffaqiyatli ishga tushirilgan, 21 chernya 1948 rock.

Kembrij universitetining EDSAC o'z turidagi birinchi amaliy elektron kompyuter 1949 yilda muvaffaqiyatli ishga tushirilgan.

Modellarni ishlab chiqish

IBM SSEC 1948 yil 27 iyundagi ommaviy namoyishlarda berilgan ko'rsatmalarni ko'rishi mumkin.

Ushbu mulk AQSh patentida tasdiqlangan.

Biroq, bu ko'pincha elektron emas, balki elektromexanik mashina edi.

Amalda, ko'rsatmalar qog'oz varag'idan alohida xotira orqali o'qildi.

Chaqaloq jamg'arma dasturlarini ishga tushirish uchun elektron kompyuterdan birinchi bo'lib foydalanadi.

Biz 52 hafta davom etadigan faktoring dasturini 1948 yil 21 iyunda oddiy bo'linish va bo'linish hisobini amalga oshirganimizdan so'ng ishga tushirdik, bu ikki raqam o'zaro oddiy ekanligini ko'rsatadi.

Ta'riflangan EOM sxemasiga javoban, buyruqlar keyinchalik xotiradan o'qiladi va ularga yoziladi.

Qoralama xotira markazining raqami (manzili).

Har safar dastur buyrug'i berilsa, u maxsus qurilma - Boshqaruv blokidagi shifokor guruhi tomonidan ko'rsatiladi.

Uning namoyon bo'lishi ham tahlil qilinadigan arxitekturaning xarakterli belgilaridan biridir.

Fon Neyman tomonidan ishlab chiqilgan hisoblash tuzilmalari arxitekturasining asoslari shunchalik fundamental bo'lib chiqdiki, ular adabiyotda fon Neyman arxitekturasi deb nomlandi.

Hozirgi kunda eng muhim hisoblash mashinalari fon Neyman mashinalaridir.

Ayb parallel hisob-kitoblar uchun tizimlarning bir nechta turlariga yuklanadi, ularda kunlik buyruqlar shifokori mavjud, o'zgarishning klassik kontseptsiyasi amalga oshirilmaydi va klassik modelning boshqa muhim jihatlari (ilovalar oqim va kamaytirish hisoblash mashinalari bo'lishi mumkin).

Shubhasiz, fon Neyman arxitekturasining sezilarli rivojlanishi beshinchi avlod mashinalari g'oyasining rivojlanishiga olib keladi, bu ma'lumotlarni qayta ishlash uchun asos hisobda emas, balki mantiqiy tamoyillarda yotqiziladi.

Suveren garov

Tyumen viloyatida katta kasbiy ta'lim

TYUMEN DAVLAT AKADEMİYASI

DUNYO IQTISODIYoTI, BOSHQARUV VA HUQUQLAR

Matematika va informatika kafedrasi

intizomdan

"VICHISLIVAL TIZIMLARI, MERAGES VA TELEKOMUNIKATSIYALAR"

1960-yillarning o'rtalaridan boshlab hisoblash mashinalarini rivojlantirishga yondashuv allaqachon o'zgargan.

Uskuna va matematik himoya vositalarini ishlab chiqish o'rniga, apparat va dasturiy ta'minot xususiyatlarini sintez qilishdan iborat tizim loyihalashtirila boshladi.

Kimning asosiy rejasi mutualizm kontseptsiyasi edi.

Shunday qilib, yangi kontseptsiya paydo bo'ldi - EOM arxitekturasi.

EOM arxitekturasi ostida apparat va dasturiy ta'minot xususiyatlarini tashkil etishning asosiy tamoyillari va ularning asosiy xarakteristikalari yig'indisini tushunish qabul qilinadi, bu yangi texnologiyalar oldida hisoblash mashinasining funktsional imkoniyatlarini anglatadi Ba'zi turdagi buyurtmalar.

EOM arxitekturasi apparat va dasturiy ta'minot funktsiyalari majmuasini yaratish va ko'plab boshlang'ich omillar bilan bog'liq ko'plab muammolarni bartaraf etadi.

Ushbu omillar orasida asosiylari unumdorlik, saqlash maydoni, funktsional imkoniyatlar, foydalanish qulayligi va arxitekturaning asosiy tarkibiy qismlaridan biri apparat xususiyatlari.

Buxgalteriya hisobi bo'limining arxitekturasini tuzilishdan farqlash kerak, chunki buxgalteriya bo'linmasining tuzilishi uning oqim omborini bir xil darajadagi tafsilotlargacha anglatadi va birlikning o'rtasida joylashgan ulanishlarni tavsiflaydi.

Jon fon Neumann (1903 - 1957) - amerikalik matematik, birinchi EOMlarni yaratish va ularni ishlab chiqish usullarini ishlab chiqishga katta hissa qo'shgan.

Uning o'zi 1944 yilda birinchi yorug'lik trubkasi EOM ENIACni yaratish bilan bog'liq holda, uning dizayni allaqachon ishlab chiqilgan paytda, hisoblash mashinalari arxitekturasini tushunish uchun asos solgan.

Bu jarayonda hamkasblari G. Goldshteyn va A. Burks bilan keng muhokamalar natijasida Jon fon Neumann tubdan yangi EOM g‘oyasini ilgari surdi.

1946 yilda odamlar "Elektron hisoblash moslamasining mantiqiy dizaynining ilg'or ko'rinishi" bo'lgan klassik maqoladan hisoblash mashinalari tamoyillarini qabul qildilar.

Jon fon Neyman EOM mantiqiy tuzilishining asosiy tamoyillarini belgilab berdi va uning tuzilishini ilgari surdi, u EOMning dastlabki ikki avlodi davomida yaratilgan.

Neumannga ko'ra asosiy birliklar markaziy protsessorga birlashtirilgan boshqaruv bloki (CU) va arifmetik-mantiqiy birlik (ALU) bo'lib, ular markaziy ahamiyatga ega registrlar to'plamini (RON) ham o'z ichiga oladi - ma'lumotni oraliq saqlash uchun. qayta ishlash jarayonida harakatlar;

xotira, tashqi xotira, kiritish va chiqarish qurilmalari.

Shuni ta'kidlash kerakki, tashqi xotira kiritilgan qurilmalar tomonidan o'zgartiriladi va o'chiriladi, chunki ma'lumotlar undan oldin vizual qo'l kompyuterida kiritiladi, aks holda odamlar tomonidan to'g'ridan-to'g'ri talqin qilish mumkin emas.

EOM arxitekturasi Jon fon Neymanning tamoyillaridan ilhomlangan.

Fon Neyman mashinasi qanday ishlaydi?

Strelkali qattiq chiziqlar axborot oqimlari yo'nalishini, nuqtali chiziqlar esa boshqariladigan signallarni bildiradi.

Jon fon Neymanning mashinasi qanday ishlaydi

Keling, ushbu arxitektura asosida mashinaning qanday ishlashi haqida batafsilroq gaplashamiz.

ALU - ikkita o'zgaruvchiga arifmetik va mantiqiy ishlov berishni ta'minlaydi, buning natijasida chiqish o'zgaruvchisi hosil bo'ladi.

Natijada, healer buyrug'i bittaga o'zgartiriladi va shuning uchun keyingi dastur buyrug'iga buyruq beradi.

ALU funktsiyalari oddiy arifmetik va mantiqiy operatsiyalar va operatsiyalarga qisqartiriladi.

Shuningdek, u natijaning olib tashlanishini va uni olib qo'yish natijasida hosil bo'lgan narsalarni (nolga tenglik, belgi, paritet, to'ldirish) tavsiflovchi bir qator natija belgilarini (praporlarni) hosil qiladi.

· Praporlar buyruqlarning keyingi ketma-ketligi to'g'risida qaror qabul qilish uchun boshqaruv tizimini tahlil qilishlari mumkin. Visnovok

· Shunday qilib, yana bir bor fon Neyman tomonidan qo'yilgan asosiy tamoyillar: Ikki marta kodlash printsipi.

· Ma'lumotlar va buyruqlarni taqdim etish uchun ikki o'lchovli sanoq tizimi qo'llaniladi. Xotiraning bir xilligi printsipi.

Kompyuterlarning eng muhim ko'pchiligi uchun asos 1945 yilda ishlab chiqilgan bunday fundamental printsiplarga asoslanadi. Amerikalik olim Jon fon Neyman (Malyunok 8,5).

Bu tamoyillar birinchi bo'lib uning EDVAC mashinasi bo'yicha takliflarida e'lon qilingan.

1. Ularni tanib olishning yagona yo'li - vikorizatsiya usuli; Bu EOM saqlangan dasturga ega birinchi mashinalardan biri edi.

mashina xotirasida saqlangan dastur bilan va perfokarta yoki boshqa qurilmadan o'qilmaydi.

Malyunok 9.5 - Jon fon Neyman, 1945 yil

.

Demak, dastur protsessor tomonidan ma'lum ketma-ketlikda birin-ketin avtomatik ravishda tuziladigan buyruqlar to'plamidan iborat.

Xotiradan dasturlarni tanlash buyruqni davolashga yordam berish uchun ishlatiladi.

Ushbu protsessor registri oxirgi buyruqning manzilini doimiy ravishda oshiradi, u buyruqning qolgan qismi uchun yangisida saqlanadi.

Dastur buyruqlarining fragmentlari xotiraga birma-bir aylantiriladi, keyin bu ketma-ket aylantirilgan xotira fragmentlaridan buyruqlarni tanlashni tashkil qiladi.

Shuning uchun EOM xotirasida joylashgan har xil turdagi ma'lumotlar amalda ko'rinmaydi, ularni identifikatsiyalash faqat kontekst orqasida, ularning mantig'iga asoslangan dasturlarni o'rnatish bilan mumkin.

2. Principi fon Neumann[tahrir. .

3. Xotiraning bir xilligi printsipi Dasturlar va ma'lumotlar bir xil xotirada saqlanadi.

Shuning uchun kompyuter ushbu xotirada saqlangan narsalarni - raqamni, matnni yoki buyruqni ajratmaydi.

Bir xil amallarni buyruqlar ustidan ma'lumotlar orqali qo'shishingiz mumkin. Bu butun imkoniyat etishmasligini ochib beradi.

Masalan, dasturni tahrirlash vaqtida uni qayta ishlash ham mumkin, bu esa dasturning o'zida ma'lum qismlarni olib tashlash qoidalarini o'rnatish imkonini beradi (dastur tsikllar va kichik dasturlarni tahrirlashni shunday tashkil qiladi). Bundan tashqari, bitta dasturdagi buyruqlar boshqa dastur tomonidan bajarilishi natijasida olib tashlanishi mumkin.

Tarjima usullari asos bo'lgan tamoyil - matnni dasturlar tomonidan yuqori darajadagi til dasturlashdan ma'lum bir mashina tiliga tarjima qilish. . Strukturaviy jihatdan asosiy xotira qayta raqamlangan ketma-ketliklardan iborat; Protsessor ma'lum bir vaqtda istalgan turdagi tijorat vositalariga kirishi mumkin. Siz xotira sohalariga nom berishingiz mumkin, shunda ularda saqlangan qiymatlar siz tayinlagan nomlar yordamida dasturlarni tahrirlash jarayonida esga olinishi va o'zgartirilishi mumkin.

Fon Neyman tamoyillari har qanday yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin. – dasturlarni kompilyatsiya qilish jarayonida protsessorga qo'shiq yozish uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar yig'indisi.

Jamoa tomonidan tuzilgan operatsiya kodi, Bajarilishi kerak bo'lgan operatsiyaga eslatma qo'ying, shuning uchun manzil maydonlari, Nima qilish kerak, qo'shimchani buyruq operandlari kengaytirilgan joyga qo'ying.

Buyruqning manzil maydoniga joylashtirilgan ma'lumotlar uchun manzilni hisoblash usuli deyiladi manzil rejimi. Ushbu EOM tomonidan bajariladigan buyruqlarning yo'qligi uning buyruqlar tizimini yaratadi.