Yuav ua li cas hauv paus ntsiab lus tsis sib haum mus rau lub von Neumann architecture? Yuav ua li cas lub tshuab tej hauj lwm ntawm von Neumann?

Niaj hnub no nws yog ib qho nyuaj rau cov ntseeg, tab sis computers, tsis muaj uas muaj ntau yam yuav tsis xav txog tej yam kuv lub neej, muaj tsuas yog ib co 70 xyoo dhau los. Ib tug ntawm cov neeg uas ua ib tug decisive tshab rau lawv lub tsev lag luam, yog ib tug American tus paub txog Dzhon fon Neyman. Nws pom tias lub hauv paus ntsiab lus nyob rau hauv uas feem ntau ntawm cov computer thiab ua hauj lwm rau hnub no. Xav txog yuav ua li cas lub von Neumann tshuab.

Luv luv biographical ntaub ntawv

Yanosh Neyman yug nyob rau hauv 1930 nyob rau hauv Budapest, nyob rau hauv ib tug heev muaj myiaj Jewish tsev neeg uas muaj peev xwm rau tom qab tau txais ib lub npe ntawm nom tswv cajceg. Los ntawm thaum yau nws twb txawv los ntawm koj lub peev xwm nyob rau hauv tag nrho cov cheeb tsam no. Thaum 23, Neumann tau defended nws PhD thesis nyob rau hauv lub tshav pob ntawm kev sim physics thiab Science News for KIDS. Nyob rau hauv 1930, tus tub hluas paub txog raug caw mus ua hauj lwm nyob rau hauv lub tebchaws United States, Princeton University. Nyob rau tib lub sij hawm Neumann yog ib tug ntawm cov thawj neeg ntawm lub koom haum rau Advanced Txoj kev tshawb no, qhov uas nws ua hauj lwm raws li ib tug xib fwb kom txog rau thaum nws tuag. Neumann scientific kev txaus siab nyob sab heev. Nyob rau hauv kev, nws yog ib tug ntawm cov founders ntawm quantum mechanics thiab matapparata tswvyim ntawm cellular automata.

Pab mus rau Computer Science

Ua ntej peb yuav nrhiav tau tawm yog dab tsi hauv paus ntsiab lus tsis tau raws li lub Von Neumann architecture, nws yuav nthuav kom paub txog yuav ua li cas tus paub txog tuaj rau lub tswv yim ntawm kev tsim ib tug niaj hnub lub computer hom.

Yog ib tug kws muaj txuj nyob rau hauv lub tshav pob ntawm kev kawm txog zauv explosions thiab poob siab tsis nyob rau hauv thaum ntxov 1940s, von Neumann yog ib tug scientific kws pab tswv yim ntawm ib qho ntawm cov chaw soj nstuam ntawm cov mos txwv chaw ua hauj lwm ntawm lub tebchaws United States Army. Nyob rau hauv lub caij nplooj zeeg ntawm 1943, nws tuaj txog nyob rau hauv Los Alamos mus koom nyob rau hauv txoj kev loj hlob ntawm Manhettenskogo project ntawm tus kheej caw ntawm nws cov thawj coj Roberta Oppengeymera. task force los mus laij lub implosive compression ntawm lub atomic foob pob xwb li mus rau ib tug tseem ceeb heev loj tau tau muab tso rau hauv pem hauv ntej ntawm nws. Yuav kom daws tau nws yuav tsum tau loj xam, uas chiv nqa tawm nyob rau hauv xoob cov cav laij leb, thiab tom qab ntawd rau IBM tus txhua yam tabulators, siv punch phaib.

Von Neumann los ua ntsib nrog cov ntaub ntawv nyob rau hauv qhov kev kawm ntawm cov creation ntawm electro-mechanical thiab tag nrho hluav taws xob computers. Tsis ntev, nws twb attracted rau txoj kev loj hlob ntawm EDVAC thiab ENIAC computers, ua nyob rau hauv lub chaw ua hauj lwm nws tau pib sau ntawv "Tus thawj kev kee ntawm daim ntawv qhia nyob rau hauv EDVAC», tseem tsis tiav, nyob rau hauv uas nws qhia rau cov scientific zej zog ib yam nkaus lub tswv yim tshiab, dab tsi yuav tsum computer architecture.

Lub hauv paus ntsiab lus ntawm von Neumann

Khoos phib tawj science nyob rau hauv 1945 tuaj mus rau ib tug standstill, raws li tag nrho cov computers yog muab nyob rau hauv nws nco lub xov tooj ua nyob rau hauv lub 10 daim ntawv no, ib tug pab cuam rau cov kev ua tau zoo ua hauj lwm tau muab los ntawm qhov chaw nyob rau hauv ib thaj vaj huam sib luag jumpers.

Qhov no zoo heev yog tas lub hwj chim ntawm computers. Qhov tiag txhob yog lub hauv paus ntsiab ntawm von Neumann. Luv luv lawv yuav tsum tau qhia nyob rau hauv ib tug kab lus: kev hloov mus rau binary tooj system thiab lub hauv paus ntsiab lus ntawm ib tug muab kev pab cuam.

tsom xam ntawm

Xav txog cov hauv paus ntsiab lus nyob rau hauv uas yog raws li lub classical von Neumann tshuab qauv, nyob rau hauv ntau yam:

1. Mus rau lub binary system ntawm tus zauv

Qhov no txoj ntsiab cai Neumann architecture tso cai rau kev siv ntawm kuj yooj yim logic ntaus ntawv.

2. Software kev tswj ntawm hluav taws xob xam tshuab

Khoos phib tawj lag luam yog tswj los ntawm ib tug txheej ntawm commands uas tua ib tug tom qab lwm. Txoj kev loj hlob ntawm cov thawj tshuab nrog ib qho kev pab nyob rau hauv lub cim xeeb, cim pib ntawm niaj hnub programming.

3. Cov ntaub ntawv thiab cov kev pab cuam yog cia nyob rau hauv computer nco ua ke

Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, ob leeg cov ntaub ntawv thiab kev pab cuam cov lus qhia muaj tib txoj kev ntawm kev sau ntawv nyob rau hauv lub binary system, yog li nyob rau hauv tej lub sijhawm lawv tau mus ua lub yeeb yam tib yam li cov ntaub ntawv.

kev tshawb nrhiav

Nyob rau hauv tas li ntawd, cov architecture Fonneymanovskoy tshuab muaj cov nram qab nta:

1. Lub cim xeeb qhov chaw muaj chaw nyob uas yog suav consecutively

Los ntawm kev siv ntawm txoj ntsiab cai no, nws tau los ua tau siv cov tsiaj ntawv nyob rau hauv lub cajmeem. Nyob rau hauv kev, nyob rau txhua lub sij hawm, koj muaj peev xwm xa mus rau ib tug kev nco qhov chaw los ntawm nws qhov chaw nyob.

2. Cov tau ib tug nyob ntawm ceg nyob rau hauv qhov kev pab cuam

Raws li twb tau hais, cov kev pab cuam commands yuav tsum ua sequentially. Txawm li cas los, nws muab lub caij nyoog rau cov kev hloov mus rau ib feem ntawm cov kev cai.

Yuav ua li cas puas muaj tus von Neumann tshuab

Qhov no xyuam xim qauv muaj cia (nco) , ib tug xam logic unit (ALU), kev tswj, thiab kev tawm tswv yim thiab tso zis kiag li lawm. Tag nrho cov kev pab cuam cov lus qhia sau nyob rau hauv lub cim xeeb hlwb nyob rau hauv lub zej zog, thiab cov ntaub ntawv rau cov zauv rau lawv - nyob rau hauv arbitrary qhov chaw.

Tej pab neeg yuav tsum muaj xws li:

• qhia uas lub lag luam yuav tsum tau ua;
• nco cell chaw nyob rau hauv uas yog muab cov ntaub ntawv, hais tias lag luam muaj kev txhawj xeeb;
• cell chaw nyob rau hauv uas mus sau cov kev tshwm sim.

Cov commands kev ua hauj lwm nyob rau hauv ALU tswv yim ntaub ntawv tseg thiab soj ntsuam sau nyob rau hauv lub cim xeeb hlwb, piv txwv li. E. Muab cia rau hauv ib daim ntawv tsis tsim rau tom ntej ua tshuab, los yog kis tau mus rau cov qhov tso zis ntaus ntawv (saib, tshuab luam ntawv, etc.) Thiab tau muaj rau tus txiv neej.

Cu ntawm lwm yam uas tag nrho cov qhov chaw hauv lub computer. Los ntawm nws mus rau lwm yam ntaus ntawv tau txais Pib ntsais koj teeb-commands "yuav ua li cas", raws li nws tau txais ntaub ntawv txog dab tsi lawv yog nyob rau hauv lub zwj ceeb ntawm lwm yam pab kiag li lawm.

Nyob rau hauv cov kev tswj ntaus ntawv muaj ib tug tshwj xeeb register hu ua "kev pab cuam counter" SC. Tom qab daus cov ntaub ntawv thiab cov kev pab cuam nyob rau hauv lub cim xeeb IC khw muag khoom qhov chaw nyob ntawm nws 1 pab neeg. Cu nyeem tawm tus txheem ntawm lub computer nco cell uas nws qhov chaw nyob yog nyob rau hauv lub UK, thiab qhov chaw nws nyob rau hauv lub "hais kom ua mus sau npe". Tus tswj tsev txiav txim seb tus lag luam coj mus rau ib tug kev hais kom ua, thiab "sau ntawv" cov ntaub ntawv nyob rau cov chaw nyob teev nyob rau hauv nws nyob rau hauv lub computer lub cim xeeb. Tom ntej no, lub ALU los yog kev kho vajtse computer npaj mus rau lub lag luam, tom qab uas tus txheem ntawm SC yog hloov mus rau ib tug, m. E. Taw rau tom ntej no hais kom ua.

thuam

Qhov tsis zoo thiab Kawm xaav von Neumann architecture tseem yuav ib tug kawm sib cav tswv yim. Qhov tseeb hais tias cov cav tov tsim ntawm lub hauv paus ntsiab lus muab tso rau pem hauv ntej los ntawm no zoo heev kawm, tsis zoo tag nrho, nws tau pom ib tug ntev lub sij hawm dhau los.

Yog li ntawd, qhov kev xeem ntawm daim pib nyob rau hauv computer science yuav feem ntau nrhiav tau cov lus nug "Yuav ua li cas yog lub ntsiab cai tsis sib haum mus rau lub von Neumann architecture thiab dab tsi shortcomings nws muaj."

Yog hais tias cov lus teb mus rau yav tas tas yuav tsum qhia kom meej:

• lub xub ntiag ntawm lub semantic kis ntawm tus high-theem cov lus programming thiab hais kom system;
• rau cov teeb meem ntawm soj OP thiab processor bandwidth;
• rau lub qho software ntsoog, tshwm sim los ntawm qhov tseeb hais tias nws creation nqi yog tsawg tshaj tus nqi ntawm cov kev kho vajtse txoj kev loj hlob, thiab koj yuav tsis ua kom tiav cov kev kuaj kev pab cuam;
• tsis muaj zeem muag nyob rau hauv cov nqe lus ntawm kev ua tau zoo, raws li tau twb mus txog rau nws theoretical txwv.

Raws li rau dab tsi hauv paus ntsiab lus tsis sib haum mus rau lub von Neumann architecture, peb yuav sib tham txog lub koom haum ntawm ib tug loj tus naj npawb ntawm thaum uas tig mus tej ntaub ntawv ntws thiab lub commands xam qhovkev nyob rau hauv multiprocessor architecture.

xaus

Tam sim no koj paub tias dab tsi hauv paus ntsiab lus tsis sib haum mus rau lub von Neumann architecture. Nws yog pom tseeb tias science thiab technology yog tsis sawv tseem, thiab tej zaum tsis ntev nyob rau hauv txhua lub tsev yuav tsum yog ib tug kiag li yam tshiab ntawm kev computers los ntawm kev uas tib neeg yuav mus txog ib tug tshiab theem ntawm kev loj hlob. Los ntawm txoj kev, npaj rau cov tub ntxhais simulator software los pab "Von Neumann architecture". Tej cov kev kawm pab txhawb lub assimilation ntawm cov khoom thiab muab ib lub sij hawm mus ntsuam xyuas lawv cov kev paub.