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Architettura di Von Neumann Principi di John von Neumann Macchina di Von Neumann Breve biografia di John von Neumann Risultati di John von Neumann
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Architettura di Von Neumann.
L'architettura di Von Neumann è un noto principio di archiviazione di programmi e dati insieme nella memoria del computer.
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Quando si parla di architettura Neumann si intende la separazione fisica del modulo processore dal programma e dai dispositivi di memorizzazione dei dati.
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I principi di John von Neumann.
“Un computer universale deve contenere diversi dispositivi di base: aritmetica, memoria, controllo e comunicazione con l'operatore. È necessario che dopo l’inizio dei calcoli, il funzionamento della macchina non dipenda dall’operatore.” “È necessario che la macchina sia in grado in qualche modo di memorizzare non solo le informazioni digitali necessarie per un dato calcolo, ma anche le istruzioni che controllano il programma mediante il quale devono essere effettuati questi calcoli.”
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“Se gli ordini inviati a una macchina vengono rappresentati utilizzando un codice numerico, e se la macchina può in qualche modo distinguere un numero da un ordine, allora la memoria può essere utilizzata per memorizzare sia i numeri che gli ordini” (principio del programma memorizzato).
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"Oltre alla memoria per gli ordini, deve esserci anche un dispositivo in grado di eseguire automaticamente gli ordini memorizzati."
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"Poiché una macchina è una macchina calcolatrice, deve avere un'unità aritmetica in grado di aggiungere, sottrarre, moltiplicare e dividere." “Infine, deve esserci un dispositivo di input e output che comunichi tra l’operatore e la macchina.”
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La macchina deve funzionare con numeri binari, essere elettronica anziché meccanica ed eseguire operazioni in sequenza, una dopo l'altra.
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Pertanto, "secondo von Neumann", il posto principale tra le funzioni svolte da un computer è occupato dalle operazioni aritmetiche e logiche. Per loro è previsto un dispositivo logico-aritmetico.
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Il funzionamento dell'ALU - e dell'intera macchina in generale - è controllato tramite un dispositivo di controllo. (Di norma, nei computer, il dispositivo di controllo e l'unità aritmetico-logica sono combinati in un'unica unità: il processore centrale.) Il ruolo di archiviazione delle informazioni è svolto dalla RAM. Qui vengono memorizzate le informazioni sia per l'unità aritmetico-logica (dati) che per l'unità di controllo.
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Macchina di Von Neumann.
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Breve biografia di John von Neumann.
Il matematico e fisico americano John von Neumann era di Budapest. Quest'uomo iniziò molto presto a distinguersi per le sue straordinarie capacità: all'età di sei anni parlava il greco antico e alle otto padroneggiava le basi della matematica superiore. Fino agli anni '30 lavorò in Germania. (1903-1957)
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Ha svolto ricerche fondamentali relative alla logica matematica, alla teoria dei gruppi, all'algebra degli operatori, alla meccanica quantistica, alla fisica statistica e ha sviluppato la teoria dei giochi e la teoria degli automi.
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Nel 1945 fu pubblicato il rapporto di von Neumann, in cui delineava i principi di base della costruzione e dei componenti di un computer moderno. Le idee riflesse nel rapporto si svilupparono e circa un anno dopo apparve l'articolo "Considerazione preliminare della progettazione logica di un dispositivo informatico elettronico". È importante qui che gli autori, astraendo dai tubi a vuoto e dai circuiti elettrici, siano riusciti a delineare l'organizzazione formale di un computer.
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Risultati di John von Neumann.
John von Neumann ha ricevuto le massime onorificenze accademiche. È stato eletto membro dell'Accademia delle Scienze Esatte (Lima, Perù), dell'Accademia Americana delle Arti e delle Scienze, dell'American Philosophical Society, del Lombard Institute of Sciences and Letters, della Royal Netherlands Academy of Sciences and Arts, dell'US National Academy e dottorati onorari di molte università negli Stati Uniti e in altri paesi. John von Neumann morì l'8 febbraio 1957.
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I principi architettonici dell'organizzazione dei computer, indicati da John von Neumann, rimasero pressoché invariati per molto tempo, e solo alla fine degli anni '70 apparvero deviazioni da questi principi nell'architettura dei supercomputer e dei processori a matrice. .
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L'architettura di Von Neumann è un noto principio di archiviazione di programmi e dati insieme nella memoria del computer. Quando si parla di architettura von Neumann si intende la separazione fisica del modulo processore dal programma e dai dispositivi di memorizzazione dei dati. La costruzione della stragrande maggioranza dei computer si basa sui seguenti principi generali, formulati nel 1945 dallo scienziato americano John von Neumann. 1. Il principio del controllo del programma. Ne consegue che il programma è costituito da un insieme di comandi che vengono eseguiti automaticamente dal processore uno dopo l'altro in una determinata sequenza. * Un programma viene recuperato dalla memoria utilizzando un contatore di programmi. Questo registro del processore aumenta sequenzialmente l'indirizzo della successiva istruzione memorizzata in esso della lunghezza dell'istruzione. 2. Il principio di omogeneità della memoria. I programmi e i dati vengono archiviati nella stessa memoria. Pertanto, il computer non distingue tra ciò che è memorizzato in una determinata cella di memoria: un numero, un testo o un comando. È possibile eseguire le stesse azioni sui comandi e sui dati. Questo apre tutta una serie di possibilità. ** I comandi di un programma possono essere ottenuti come risultati dell'esecuzione di un altro programma. I metodi di traduzione si basano su questo principio: tradurre il testo del programma da un linguaggio di programmazione di alto livello nel linguaggio di una macchina specifica. 3. Il principio del targeting. Strutturalmente, la memoria principale è costituita da celle rinumerate; Qualsiasi cella è disponibile per il processore in qualsiasi momento. Ciò implica la possibilità di nominare le aree di memoria in modo che i valori in esse memorizzati possano essere successivamente accessibili o modificati durante l'esecuzione del programma utilizzando i nomi assegnati. I computer costruiti su questi principi sono del tipo von Neumann.
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Processore Memoria L'esecuzione dei comandi può essere tracciata secondo il seguente schema: INPUT OUTPUT PROGRAMMA DATI COMANDO CONTATORE COMANDO REGISTRO CU OPERANDI REGISTRI ESTATE ALU Una macchina di von Neumann è costituita da un dispositivo di memorizzazione (memoria) - memoria, un dispositivo aritmetico-logico - ALU , un dispositivo di controllo - CU, nonché dispositivi di ingresso e uscita. Programmi e dati vengono immessi nella memoria dal dispositivo di input attraverso un'unità logica aritmetica. Tutti i comandi del programma vengono scritti in celle di memoria adiacenti e i dati per l'elaborazione possono essere contenuti in celle arbitrarie. Per qualsiasi programma, l'ultimo comando deve essere il comando di spegnimento. L'istruzione successiva viene selezionata dalla cella di memoria, il cui indirizzo è memorizzato nel contatore del programma; il contenuto del contatore del programma viene incrementato della lunghezza del comando.Il comando selezionato viene trasferito al dispositivo di controllo nel registro dei comandi. Successivamente l'unità di controllo decodifica il campo indirizzo del comando. Sulla base dei segnali provenienti dall'unità di controllo, gli operandi vengono letti dalla memoria e scritti nell'ALU in registri operandi speciali. L'unità logica aritmetica esegue le operazioni specificate dalle istruzioni sui dati specificati. Dall'unità logica aritmetica, i risultati vengono inviati alla memoria o a un dispositivo di output. La differenza tra una memoria e un dispositivo di output è che in una memoria i dati vengono archiviati in una forma comoda per l'elaborazione da parte di un computer e vengono inviati ai dispositivi di output in un modo conveniente per una persona. Come risultato dell'esecuzione di qualsiasi comando, il contatore del programma cambia di uno e, quindi, punta al comando successivo del programma. tutti i passaggi precedenti vengono ripetuti fino al comando “stop”, ma i dati possono rimanere nel processore anche se l'indirizzo del risultato non è stato specificato.
Giovanni von Neumann(1903 - 1957) - Matematico ungherese-americano di origine ebraica che diede importanti contributi alla fisica quantistica, alla logica quantistica, all'analisi funzionale, alla teoria degli insiemi, all'informatica, all'economia e ad altri rami della scienza.
Architettura del computer- questa è la struttura interna della macchina, la sua organizzazione logica, che determina il processo di elaborazione e i metodi di codifica dei dati, la composizione, lo scopo, i principi di interazione di hardware e software.
processore
Nel 1945, John von Neumann creò l'architettura del computer.
Una macchina von Neumann è costituita da un dispositivo di archiviazione (memoria) - una memoria, un'unità aritmetico-logica - ALU, un dispositivo di controllo - CU, nonché dispositivi di input e output.
Dispositivo di input
Dispositivo di uscita
Nel 1946, D. von Neumann, G. Goldstein e A. Berks, nel loro articolo congiunto, delinearono nuovi principi per la costruzione e il funzionamento dei computer. Successivamente furono prodotte le prime due generazioni di computer sulla base di questi principi. Ci sono stati alcuni cambiamenti nelle generazioni successive, sebbene i principi di Neumann siano ancora attuali oggi.
Hermann Goldstein
Arthur Burks
Giovanni von Neumann
Il sistema numerico binario utilizza solo due cifre, 0 e 1. In altre parole, due è la base del sistema numerico binario.
Il vantaggio rispetto al sistema di numeri decimali è che i dispositivi possono essere resi abbastanza semplici e anche le operazioni aritmetiche e logiche nel sistema di numeri binari vengono eseguite in modo abbastanza semplice.
Sistemi numerici
Decimale
Binario
Ottale
Esadecimale
Il funzionamento del computer è controllato da un programma costituito da una serie di comandi. I comandi vengono eseguiti in sequenza uno dopo l'altro. La creazione di una macchina con un programma memorizzato fu l'inizio di ciò che oggi chiamiamo programmazione.
In questo caso, sia i comandi del programma che i dati sono codificati nel sistema di numerazione binario, ad es. il loro metodo di registrazione è lo stesso. Pertanto, in determinate situazioni, è possibile eseguire sui comandi le stesse azioni che sui dati.
In qualsiasi momento è possibile accedere a qualsiasi cella di memoria tramite il suo indirizzo. Questo principio ha aperto la possibilità di utilizzare variabili nella programmazione.
Nonostante i comandi vengano eseguiti in sequenza, i programmi possono implementare la possibilità di passare a qualsiasi sezione del codice.
Risultati di John von Neumann.
John von Neumann ha ricevuto le massime onorificenze accademiche. È stato eletto membro dell'Accademia delle Scienze Esatte (Lima, Perù), dell'Accademia Americana delle Arti e delle Scienze, dell'American Philosophical Society, del Lombard Institute of Sciences and Letters, della Royal Netherlands Academy of Sciences and Arts, dell'US National Academy e dottorati onorari di molte università negli Stati Uniti e in altri paesi.
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Architettura di Von Neumann. L'architettura di Von Neumann è un noto principio di archiviazione di programmi e dati insieme nella memoria del computer.
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Architettura di Von Neumann. Quando si parla di architettura von Neumann si intende la separazione fisica del modulo processore dal programma e dai dispositivi di memorizzazione dei dati.
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I principi di John von Neumann. “Un computer universale deve contenere diversi dispositivi di base: aritmetica, memoria, controllo e comunicazione con l'operatore. È necessario che dopo l’inizio dei calcoli, il funzionamento della macchina non dipenda dall’operatore.” “È necessario che la macchina sia in grado in qualche modo di memorizzare non solo le informazioni digitali necessarie per un dato calcolo, ma anche le istruzioni che controllano il programma mediante il quale devono essere effettuati questi calcoli.”
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I principi di John von Neumann. “Se gli ordini inviati a una macchina vengono rappresentati utilizzando un codice numerico, e se la macchina può in qualche modo distinguere un numero da un ordine, allora la memoria può essere utilizzata per memorizzare sia i numeri che gli ordini” (principio del programma memorizzato).
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I principi di John von Neumann. "Oltre alla memoria per gli ordini, deve esserci anche un dispositivo in grado di eseguire automaticamente gli ordini memorizzati."
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I principi di John von Neumann. "Poiché una macchina è una macchina calcolatrice, deve avere un'unità aritmetica in grado di aggiungere, sottrarre, moltiplicare e dividere." “Infine, deve esserci un dispositivo di input e output che comunichi tra l’operatore e la macchina.”
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I principi di John von Neumann. La macchina deve funzionare con numeri binari, essere elettronica anziché meccanica ed eseguire operazioni in sequenza, una dopo l'altra.
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I principi di John von Neumann. Pertanto, "secondo von Neumann", il posto principale tra le funzioni svolte da un computer è occupato dalle operazioni aritmetiche e logiche. Per loro è previsto un dispositivo logico-aritmetico.
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I principi di John von Neumann. Il funzionamento dell'ALU - e dell'intera macchina in generale - è controllato tramite un dispositivo di controllo. (Di norma, nei computer, il dispositivo di controllo e l'unità aritmetico-logica sono combinati in un'unica unità: il processore centrale.) Il ruolo di archiviazione delle informazioni è svolto dalla RAM. Qui vengono memorizzate le informazioni sia per l'unità aritmetico-logica (dati) che per l'unità di controllo.
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Breve biografia di John von Neumann. Il matematico e fisico americano John von Neumann era di Budapest. Quest'uomo iniziò molto presto a distinguersi per le sue straordinarie capacità: all'età di sei anni parlava il greco antico e alle otto padroneggiava le basi della matematica superiore. Fino agli anni '30 lavorò in Germania. (1903-1957)
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Breve biografia di John von Neumann. Ha svolto ricerche fondamentali relative alla logica matematica, alla teoria dei gruppi, all'algebra degli operatori, alla meccanica quantistica, alla fisica statistica e ha sviluppato la teoria dei giochi e la teoria degli automi. Risultati di John von Neumann. John von Neumann ha ricevuto le massime onorificenze accademiche. È stato eletto membro dell'Accademia delle Scienze Esatte (Lima, Perù), dell'Accademia Americana delle Arti e delle Scienze, dell'American Philosophical Society, del Lombard Institute of Sciences and Letters, della Royal Netherlands Academy of Sciences and Arts, dell'US National Academy e dottorati onorari di molte università negli Stati Uniti e in altri paesi. John von Neumann morì l'8 febbraio 1957. Diapositiva 17
I principi architettonici dell'organizzazione dei computer, indicati da John von Neumann, rimasero pressoché invariati per molto tempo, e solo alla fine degli anni '70 apparvero deviazioni da questi principi nell'architettura dei supercomputer e dei processori a matrice. .
"John von Neumann" - John von Neumann ha ideato un progetto per costruire un computer. Il ciclo si svolge invariato. Comandi della CPU. Architettura di Von Neumann. Giovanni von Neumann. Matematico ungherese-americano. Il capostipite della moderna architettura informatica. Fasi dell'esecuzione del ciclo. PROCESSORE. Velocità di transizione.
“Fasi dello sviluppo informatico” - L'informatica in persona. Fase di elaborazione elettronica. Palcoscenico. Macchina colosso. Howard Aiken. Itinerario. Periodo. È più veloce di un essere umano. Fase di elaborazione elettronica. Anni di utilizzo. Il primo computer elettronico. È stato creato un computer. Regime fascista. Progresso delle scienze e delle macchine. Periodo meccanico. Tecnologia informatica e persone.
"Le prime macchine meccaniche" - Nel 1948 nasce la Curta, una piccola calcolatrice meccanica che si tiene in una mano. Nel 1977 apparve il primo personal computer prodotto in serie, l'Apple II, che fu un presagio del boom dell'informatizzazione generale della popolazione. Negli anni '50 e '60 apparvero sul mercato occidentale diverse marche di dispositivi simili.
“First Computers” - Il primo prototipo di un computer a tubo elettronico, J. Athlon XP (Pentium 4) 2003. Scheda Salamis. Computer IBM. O. Salamina nel Mar Egeo (300 a.C.). Mouse magico (azienda Apple). ILLIAC-IV (USA) 20 milioni di sistema multiprocessore op/c 1976. Intel 4004 dati a 4 bit 2250 transistor 60mila.
"Counting Machines" - Il frutto dell'ingegno di James. Dipendenti. Bancomat. L'origine del conto. Tutte le generazioni dell'umanità avevano bisogno di essere contate. Computer programmabile funzionante. Lavorazione con nastro di carta perforata. Colosso. Computer elettronici seriali. Pascal. Abaco russo. Pannocchie di mais intere. La storia dell'origine delle macchine calcolatrici. Per i cinesi il conteggio non si basava su dieci, ma su cinque.
"La storia dello sviluppo di generazioni di tecnologia informatica" - scienziato arabo. Appuntamenti chiave. Sviluppi della tecnologia informatica domestica. Canne. Sergej Aleksandrovic Lebedev. Scienziati indiani. Imprenditore americano. Gil Amdahl. Bulgaro. Azioni. I primi rappresentanti dei computer di terza generazione. Computer ad alta velocità. Generazioni di computer. Dispositivo di calcolo automatico.
