Реферат. "Принципы Фон Неймана"
 Скачать 38.18 Kb.
|
|
МБОУ СМШ №65 «Спектр» Реферат по информатике на тему: "Принципы Фон Неймана" Выполнила ученица 10А класса Чарикова Софья Липецк 2022 Джон фон Нейман — ученый, создавший математические основы квантовой механики и теории компьютинга. Американский ученый-математик венгерского происхождения. За свою жизнь сделал неоценимый вклад в развитие математики, квантовой физики, информатики. Фон Нейман считается прародителем современных компьютеров. Имя ученого знает каждый человек, связанный с программированием. Фон Нейман неоднократно выражал озабоченность тем, что математика держится в стороне от экспоненциального роста проблем и идей в физических науках, и стремился восстановить престиж и ведущую роль математики в формировании мышления современных физиков-теоретиков. Родился 28 декабря 1903 года первым из трёх сыновей в состоятельной еврейской семье в Будапеште, бывшем в те времена второй столицей Австро-Венгерской империи. Нейман был необыкновенно одарённым ребёнком. Уже в 6 лет он мог разделить в уме два восьмизначных числа и беседовать с отцом на древнегреческом. Фон Нейман всегда интересовался математикой, природой чисел и логикой окружающего мира. В восемь лет он уже хорошо разбирался в математическом анализе. В 1911 году он поступил в лютеранскую гимназию. Это была одна из лучших школ Будапешта. Нейман интересовался не только математикой. В первый год обучения он прочел 40 томов Всемирной истории. Мальчик был всесторонне развит: мог поддержать разговор на любую тему. В 1913 году его отец получил дворянский титул, и Нейман вместе с австрийским и венгерским символами знатности — приставкой фон к австрийской фамилии и титулом Маргиттаи в венгерском именовании — стал зваться Янош фон Нейман или Нейман Маргиттаи Янош Лайош. В годы учебы Яношу встретился преподаватель высшей математики ЛаслоРац. Именно этому учителю с большой буквы было дано открыть в юноше будущего математического гения. Он ввел Яноша в круг венгерской математической элиты, в которой первую скрипку играл Липот Фейер. Благодаря шефству М. Фекете и И. Кюршака фон Нейман уже к моменту получения аттестата зрелости заслужил в научных кругах репутацию молодого дарования. Его старт действительно был ранним. Свою первую научную работу «О расположении нулей минимальных полиномов» Янош написал еще в возрасте 17 лет. Эту работу он опубликовал в журнале Немецкого математического сообщества в 1922 году, речь в ней шла о нулях определённых минимальных многочленов. В 23 года Нейман получил степень доктора философии по математике (с элементами экспериментальной физики и химии) в университете Будапешта. Одновременно он изучал химическую инженерию в швейцарском Цюрихе. По наставлению отца Янош поступил в Цюрих и изучал химическую инженерию. Первая работа фон Неймана по аксиоматической теории множеств вышла в свет в 1923 году. Она называлась «К введению трансфинитных ординальных чисел». Она была опубликована в трудах Сегедского университета. Фон Нейман разработал свою систему аксиом и изложил ее в докторской диссертации и двух статьях. Диссертация сильно заинтересовала А. Френкеля, которому поручили отрецензировать ее. В 1925 фон Нейман получает диплом инженера-химика в Цюрихе и успешно защищает диссертацию «Аксиоматическое построение теории множеств» на звание доктора философии в Будапештском университете. Молодой доктор отправляется совершенствовать свои знания в Геттингенский университет, где в то время читали лекции люди, чьи имена стали гордостью науки: К. Рунге, Ф. Клейн, Э. Ландау, Д. Гильберт, Э. Цермело, Г. Вейль, Г. Минковский, Ф. Франк, М. Борн и другие. В 1926 году фон Нейман занял должность приват-доцента Берлинского университета имени Гумбольдта. На этой должности он проработал до 1930 года. В 1927 году фон Нейман становится приват-доцентом Берлинского, а с 1929 года - Гамбургского университета. В период 1927 по 1929 годы фон Нейман выполнил основополагающие работы трёх больших циклов: по теории множеств, теории игр и математическому обоснованию квантовой механики. В 1927 фон Нейман написал статью «К гильбертовой теории доказательства». В ней он исследовал проблему непротиворечивости математики. К концу 1929 года Нейману предложили место преподавателя в Принстонском университете. В это же время он женился на подруге детства - Мариэтте Кёвеши В этом же году он получает приглашение прочитать в течении одного семестра цикл лекций в Принстонском университете. В США фон Нейман впервые оказался в 1930 году. (ред.) В 1930 году Джона Неймана пригласили преподавать в университет Принстона. Он был одним из первых иностранцев, кого пригласили работать в американский научно-исследовательский институт. Приехав в Америку, Янош приступил к преподавательской деятельности, должность профессора занимал до смерти. В 1931 году фон Нейман окончательно расстается с Гамбургским университетом, чтобы принять профессуру в Принстоне. В 1937 году брак фон Неймана распался, а из очередной поездки на летние каникулы в Будапешт в 1938 фон Нейман вернулся со второй женой - Кларой Дан. Позднее, во время второй мировой войны, Клара фон Нейман стала программисткой. Ей принадлежат первые программы для электронных вычислительных машин, в разработку и создание которых её муж внёс большой вклад . В 1944 Нейман присоединился к группе Мокли и Эккерта, занятой созданием машины ENIAC, в качестве консультанта по математическим вопросам. Тем временем в группе началась разработка новой модели, EDVAC. В 1952 Нейман разработал первый компьютер, использующий программы, записанные на гибком носителе, MANIAC I. В 1954 году фон Неймана пригласили стать членом Комиссии по атомной энергетики. Целью комиссии было создание ядерного оружия. В течении двух последующих лет Джон являлся главным советником по атомному оружию. Летом того же года у ученого обнаружили рак костей. Врачи предполагали, что болезнь появилась из-за работы математика на испытаниях ядерного оружия. Заболевание прогрессировало, Нейман сгорал на глазах. Янош всю жизнь был агностиком, но перед смертью попросил позвать священника. Умер физик в медицинском центре Вальтера Рида. Фон Нейман был женат дважды. В первый раз он женился на Мариэтте Кёвеши, подруге детства, в 1930 году. В 1935 году у них родилась дочь, которую назвали Мариной. Брак Джона и Мариэтты распался в 1937 году. Мариэтта вернулась назад в Будапешт, а Нейман некоторое время путешествовал по Европе, а затем вернулся в США. Во время поездки в Будапешт он познакомился с Кларой Дэн, на которой женился в 1938 году. В 1938 вышла работа фон Неймана "О бесконечных прямых произведениях". Первая ЭВМ была построена в 1943-1946 годах в школе инженеров-электриков Мура Пенсильванского университета и получила название ЭНИАК ( по первым буквам английского названия - электронный цифровой интегратор и вычислитель). А вот в создании следующей машины - ЭДВАК(электронный автоматический вычислитель с дискретными переменными) фон Нейман принял более активное участие. Он разработал подробную логическую схему машины, в который структурными единицами были не физические элементы цепей, а идеализированные вычислительные элементы. Использование идеализированных вычислительных элементов стало важным шагом вперед, так как позволило отделить создание принципиальной логической схемы от ее технического воплощения. Также фон Нейман предложил ряд инженерных решений. Фон Нейман предложил использовать в качестве элементов памяти не линии задержки, а электронно-лучевой трубки (электростатическая запоминающая система), что должно было сильно повысить быстродействие. В 1937 Нейман принял гражданство США. Во время Второй мировой войны служил консультантом в атомном центре в Лос-Аламосе, где рассчитал взрывной метод детонации ядерной бомбы и участвовал в разработке водородной бомбы. В марте 1955 стал членом американской комиссии по атомной энергии. К январю 1956 г. Джонни оказался прикованным к инвалидному креслу, но он продолжал принимать посетителей, требовал, чтобы его ежедневно привозили в служебный кабинет, и продолжал работать над рукописью. Силы его заметно таяли день ото дня. Все поездки и выступления мало-помалу пришлось отменить, все, кроме Силлименовских лекций. Оставалась надежда, что облучение спинного мозга позволит ему хотя бы на время собраться с силами и отправиться в Нью-Хейвен, чтобы выполнить столь много значившее для него обязательство. Но даже в расчёте на самый благоприятный исход лечения Джонни пришлось обратиться к Комитету по проведению Силлименовских чтений с просьбой сократить число лекций до одной-двух, ибо напряжение недельного цикла лекций было бы опасным в его ослабленном состоянии. К марту все ложные надежды пришлось оставить. Вопрос о том, чтобы Джонни мог куда-нибудь поехать, отпал сам собой. И снова Йельский университет с неизменной готовностью и пониманием не отменил его лекций, а предложил представить рукопись, с тем чтобы кто-нибудь мог прочитать её вместо Джонни. Несмотря на все усилия, Джонни не смог завершить работу над рукописью в намеченное время. Судьба сложилась так, что он вообще не смог закончить её. В начале апреля Джонни положили в госпиталь Уолтера Рида, из которого он так и не вышел до самой смерти, последовавшей 8 февраля 1957 г. Незаконченная рукопись отправилась вместе с ним в госпиталь, где он предпринял ещё несколько попыток поработать над ней. Но к этому времени болезнь явно взяла верх, и даже исключительный разум Джонни оказался не в силах побороть телесную слабость. Джон фон Нейман — ученый, создавший математические основы квантовой механики и теории компьютинга. Американский ученый-математик венгерского происхождения. За свою жизнь сделал неоценимый вклад в развитие математики, квантовой физики, информатики. Фон Нейман считается прародителем современных компьютеров. Имя ученого знает каждый человек, связанный с программированием. Фон Нейман неоднократно выражал озабоченность тем, что математика держится в стороне от экспоненциального роста проблем и идей в физических науках, и стремился восстановить престиж и ведущую роль математики в формировании мышления современных физиков-теоретиков. Родился 28 декабря 1903 года первым из трёх сыновей в состоятельной еврейской семье в Будапеште, бывшем в те времена второй столицей Австро-Венгерской империи. Нейман был необыкновенно одарённым ребёнком. Уже в 6 лет он мог разделить в уме два восьмизначных числа и беседовать с отцом на древнегреческом. Фон Нейман всегда интересовался математикой, природой чисел и логикой окружающего мира. В восемь лет он уже хорошо разбирался в математическом анализе. В 1911 году он поступил в лютеранскую гимназию. Это была одна из лучших школ Будапешта. Нейман интересовался не только математикой. В первый год обучения он прочел 40 томов Всемирной истории. Мальчик был всесторонне развит: мог поддержать разговор на любую тему. В 1913 году его отец получил дворянский титул, и Нейман вместе с австрийским и венгерским символами знатности — приставкой фон к австрийской фамилии и титулом Маргиттаи в венгерском именовании — стал зваться Янош фон Нейман или Нейман Маргиттаи Янош Лайош. В годы учебы Яношу встретился преподаватель высшей математики ЛаслоРац. Именно этому учителю с большой буквы было дано открыть в юноше будущего математического гения. Он ввел Яноша в круг венгерской математической элиты, в которой первую скрипку играл Липот Фейер. Благодаря шефству М. Фекете и И. Кюршака фон Нейман уже к моменту получения аттестата зрелости заслужил в научных кругах репутацию молодого дарования. Его старт действительно был ранним. Свою первую научную работу «О расположении нулей минимальных полиномов» Янош написал еще в возрасте 17 лет. Эту работу он опубликовал в журнале Немецкого математического сообщества в 1922 году, речь в ней шла о нулях определённых минимальных многочленов. В 23 года Нейман получил степень доктора философии по математике (с элементами экспериментальной физики и химии) в университете Будапешта. Одновременно он изучал химическую инженерию в швейцарском Цюрихе. По наставлению отца Янош поступил в Цюрих и изучал химическую инженерию. Первая работа фон Неймана по аксиоматической теории множеств вышла в свет в 1923 году. Она называлась «К введению трансфинитных ординальных чисел». Она была опубликована в трудах Сегедского университета. Фон Нейман разработал свою систему аксиом и изложил ее в докторской диссертации и двух статьях. Диссертация сильно заинтересовала А. Френкеля, которому поручили отрецензировать ее. (ред.) В 1925 фон Нейман получает диплом инженера-химика в Цюрихе и успешно защищает диссертацию «Аксиоматическое построение теории множеств» на звание доктора философии в Будапештском университете. Молодой доктор отправляется совершенствовать свои знания в Геттингенский университет, где в то время читали лекции люди, чьи имена стали гордостью науки: К. Рунге, Ф. Клейн, Э. Ландау, Д. Гильберт, Э. Цермело, Г. Вейль, Г. Минковский, Ф. Франк, М. Борн и другие. В 1926 году фон Нейман занял должность приват-доцента Берлинского университета имени Гумбольдта. На этой должности он проработал до 1930 года. В 1927 году фон Нейман становится приват-доцентом Берлинского, а с 1929 года - Гамбургского университета. В период 1927 по 1929 годы фон Нейман выполнил основополагающие работы трёх больших циклов: по теории множеств, теории игр и математическому обоснованию квантовой механики. В 1927 фон Нейман написал статью «К гильбертовой теории доказательства». В ней он исследовал проблему непротиворечивости математики. К концу 1929 года Нейману предложили место преподавателя в Принстонском университете. В это же время он женился на подруге детства - Мариэтте Кёвеши В этом же году он получает приглашение прочитать в течении одного семестра цикл лекций в Принстонском университете. В США фон Нейман впервые оказался в 1930 году. В 1930 году Джона Неймана пригласили преподавать в университет Принстона. Он был одним из первых иностранцев, кого пригласили работать в американский научно-исследовательский институт. Приехав в Америку, Янош приступил к преподавательской деятельности, должность профессора занимал до смерти. В 1931 году фон Нейман окончательно расстается с Гамбургским университетом, чтобы принять профессуру в Принстоне. В 1937 году брак фон Неймана распался, а из очередной поездки на летние каникулы в Будапешт в 1938 фон Нейман вернулся со второй женой - Кларой Дан. Позднее, во время второй мировой войны, Клара фон Нейман стала программисткой. Ей принадлежат первые программы для электронных вычислительных машин, в разработку и создание которых её муж внёс большой вклад . В 1944 Нейман присоединился к группе Мокли и Эккерта, занятой созданием машины ENIAC, в качестве консультанта по математическим вопросам. Тем временем в группе началась разработка новой модели, EDVAC. В 1952 Нейман разработал первый компьютер, использующий программы, записанные на гибком носителе, MANIAC I. В 1954 году фон Неймана пригласили стать членом Комиссии по атомной энергетики. Целью комиссии было создание ядерного оружия. В течении двух последующих лет Джон являлся главным советником по атомному оружию. Летом того же года у ученого обнаружили рак костей. Врачи предполагали, что болезнь появилась из-за работы математика на испытаниях ядерного оружия. Заболевание прогрессировало, Нейман сгорал на глазах. Янош всю жизнь был агностиком, но перед смертью попросил позвать священника. Умер физик в медицинском центре Вальтера Рида. Фон Нейман был женат дважды. В первый раз он женился на Мариэтте Кёвеши, подруге детства, в 1930 году. В 1935 году у них родилась дочь, которую назвали Мариной. Брак Джона и Мариэтты распался в 1937 году. Мариэтта вернулась назад в Будапешт, а Нейман некоторое время путешествовал по Европе, а затем вернулся в США. Во время поездки в Будапешт он познакомился с Кларой Дэн, на которой женился в 1938 году. В 1938 вышла работа фон Неймана "О бесконечных прямых произведениях". Первая ЭВМ была построена в 1943-1946 годах в школе инженеров-электриков Мура Пенсильванского университета и получила название ЭНИАК ( по первым буквам английского названия - электронный цифровой интегратор и вычислитель). А вот в создании следующей машины - ЭДВАК(электронный автоматический вычислитель с дискретными переменными) фон Нейман принял более активное участие. Он разработал подробную логическую схему машины, в который структурными единицами были не физические элементы цепей, а идеализированные вычислительные элементы. Использование идеализированных вычислительных элементов стало важным шагом вперед, так как позволило отделить создание принципиальной логической схемы от ее технического воплощения. Также фон Нейман предложил ряд инженерных решений. Фон Нейман предложил использовать в качестве элементов памяти не линии задержки, а электронно-лучевой трубки (электростатическая запоминающая система), что должно было сильно повысить быстродействие. В 1937 Нейман принял гражданство США. Во время Второй мировой войны служил консультантом в атомном центре в Лос-Аламосе, где рассчитал взрывной метод детонации ядерной бомбы и участвовал в разработке водородной бомбы. В марте 1955 стал членом американской комиссии по атомной энергии. К январю 1956 г. Джонни оказался прикованным к инвалидному креслу, но он продолжал принимать посетителей, требовал, чтобы его ежедневно привозили в служебный кабинет, и продолжал работать над рукописью. Силы его заметно таяли день ото дня. Все поездки и выступления мало-помалу пришлось отменить, все, кроме Силлименовских лекций. Оставалась надежда, что облучение спинного мозга позволит ему хотя бы на время собраться с силами и отправиться в Нью-Хейвен, чтобы выполнить столь много значившее для него обязательство. Но даже в расчёте на самый благоприятный исход лечения Джонни пришлось обратиться к Комитету по проведению Силлименовских чтений с просьбой сократить число лекций до одной-двух, ибо напряжение недельного цикла лекций было бы опасным в его ослабленном состоянии. К марту все ложные надежды пришлось оставить. Вопрос о том, чтобы Джонни мог куда-нибудь поехать, отпал сам собой. И снова Йельский университет с неизменной готовностью и пониманием не отменил его лекций, а предложил представить рукопись, с тем чтобы кто-нибудь мог прочитать её вместо Джонни. Несмотря на все усилия, Джонни не смог завершить работу над рукописью в намеченное время. Судьба сложилась так, что он вообще не смог закончить её. В начале апреля Джонни положили в госпиталь Уолтера Рида, из которого он так и не вышел до самой смерти, последовавшей 8 февраля 1957 г. Незаконченная рукопись отправилась вместе с ним в госпиталь, где он предпринял ещё несколько попыток поработать над ней. Но к этому времени болезнь явно взяла верх, и даже исключительный разум Джонни оказался не в силах побороть телесную слабость. Фон Нейман заложил основы учения об архитектуре вычислительных машин, подключившись к созданию первой в мире ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 году. Еще одной революционной идеей, является предложенный Нейманом принцип «хранимой программы». Первоначально программа задавалась путем установки перемычек на специальной коммутационной панели. Это было весьма трудоемким занятием. Нейман первым догадался, что программа может также храниться в виде набора нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Как работает машина Джона фон Неймана? Машина фон Неймана состоит из запоминающего устройства (памяти) - ЗУ, арифметико-логического устройства - АЛУ, устройства управления – УУ, а также устройств ввода и вывода. Программы и данные вводятся в память из устройства ввода через арифметико-логическое устройство. Все команды программы записываются в соседние ячейки памяти, а данные для обработки могут содержаться в произвольных ячейках. У любой программы последняя команда должна быть командой завершения работы. Команда состоит из указания, какую операцию следует выполнить (из возможных операций на данном «железе») и адресов ячеек памяти, где хранятся данные, над которыми следует выполнить указанную операцию, а также адреса ячейки, куда следует записать результат (если его требуется сохранить в ЗУ). Арифметико-логическое устройство выполняет указанные командами операции над указанными данными. Из арифметико-логического устройства результаты выводятся в память или устройство вывода. Принципиальное различие между ЗУ и устройством вывода заключается в том, что в ЗУ данные хранятся в виде, удобном для обработки компьютером, а на устройства вывода (принтер, монитор и др.) поступают так, как удобно человеку. УУ управляет всеми частями компьютера. От управляющего устройства на другие устройства поступают сигналы «что делать», а от других устройств УУ получает информацию об их состоянии. Управляющее устройство содержит специальный регистр (ячейку), который называется «счетчик команд». После загрузки программы и данных в память в счетчик команд записывается адрес первой команды программы. УУ считывает из памяти содержимое ячейки памяти, адрес которой находится в счетчике команд, и помещает его в специальное устройство — «Регистр команд». УУ определяет операцию команды, «отмечает» в памяти данные, адреса которых указаны в команде, и контролирует выполнение команды. Операцию выполняет АЛУ или аппаратные средства компьютера. В результате выполнения любой команды счетчик команд изменяется на единицу и, следовательно, указывает на следующую команду программы. Когда требуется выполнить команду, не следующую по порядку за текущей, а отстоящую от данной на какое-то количество адресов, то специальная команда перехода содержит адрес ячейки, куда требуется передать управление. Основные принципы фон Неймана: 1)Принцип двоичного кодирования. Для представления данных и команд используется двоичная система счисления. 2)Принцип однородности памяти. Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. 3)Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании. 4)Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Несмотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода. Самым главным следствием этих принципов можно назвать то, что теперь программа уже не была постоянной частью машины (как например, у калькулятора). Программу стало возможно легко изменить. А вот аппаратура, конечно же, остается неизменной, и очень простой. Джон фон Нейман внес огромный вклад в развитие первых ЭВМ и разработку методов их применения. Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказались настолько фундаментальными, что получили в литературе название «фон-неймановской архитектуры». Исключение составляют лишь отдельные разновидности систем для параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическая концепция переменной и имеются другие существенные принципиальные отличия от классической модели. В середине 1940-х проект компьютера, хранящего свои программы в общей памяти был разработан в Школе электрических разработок Мура в Университете штата Пенсильвания. Подход, описанный в этом документе, стал известен как архитектура фон Неймана, по имени единственного из названных авторов проекта Джона фон Неймана, хотя на самом деле авторство проекта было коллективным. Архитектура фон Неймана решала проблемы, свойственные компьютеру ENIAC, который создавался в то время, за счёт хранения программы компьютера в его собственной памяти. По плану предполагалось осуществить проект силами Муровской школы в машине EDVAC, однако до 1951 года EDVAC не был запущен из-за технических трудностей в создании надёжной компьютерной памяти и разногласий в группе разработчиков. Другие научно-исследовательские институты, получившие копии проекта, сумели решить эти проблемы гораздо раньше группы разработчиков из Муровской школы и реализовали их в собственных компьютерных системах. Первыми пятью компьютерами, в которых были реализованы основные особенности архитектуры фон Неймана Компьютеры, построенные на принципах фон Неймана В 1946 году трое учёных — Артур Бёркс , Герман Голдстайн и Джон фон Нейман — опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства». В статье обосновывалось использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций — до этого машины хранили данные в десятичном виде. Принцип жесткости архитектуры Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд. Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фон-неймановских. Компьютер должен иметь: Арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции. В наше время это устройство называется центральный процессор. Центральный процессор – микропроцессор компьютера, представляющий собой микросхему, которая управляет всеми процессами, происходящими в компьютере; устройство управления, которое организует процесс выполнения программ. В современных компьютерах арифметическо-логическое устройство и устройство управления объединены в центральный процессор; запоминающее устройство (память) для хранения программ и данных; внешние устройства для ввода-вывода информации. Память компьютера представляет собой некоторое количество пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера. Принцип работы: С помощью внешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы и организует ее выполнение. Команда может задавать: выполнение логических или арифметических операций; чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций; запись результатов в память; ввод данных из внешнего устройства в память; вывод данных из памяти на внешнее устройство. Устройство управления начинает выполнение команды из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему необходимо продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в иной ячейки памяти. Результаты выполнения программы выводятся на внешнее устройство компьютера. Компьютер переходит в режим ожидания сигнала от внешнего устройства. Один из принципов "Архитектуры фон Неймана" гласит: в компьютере не придется изменять подключения проводов, если все инструкции будут храниться в его памяти . И как только эту идею в рамках “архитектуры фон Неймана» воплотили на практике, родился современный компьютер. Как всякая техника, компьютеры развивались в сторону увеличения функциональности, целесообразности и красоты. Есть вообще утверждение, претендующее на закон: совершенный прибор не может быть безобразным по внешнему виду и наоборот, красивая техника не бывает плохой. Компьютер становится не только полезным, но и украшающим помещение прибором. Внешний вид современного компьютера, конечно, соотносится со схемой фон Неймана, но в то же время и разнится с ней. Благодаря фирме IBM идеи фон Неймана реализовались в виде широко распространенного в наше время принципа открытой архитектуры системных блоков компьютеров. Согласно этого принципа компьютер не является единым неразъемным устройством, а состоящим из независимо изготовленных частей, причем методы сопряжения устройств с компьютером не являются секретом фирмы-производителя, а доступны всем желающим. Таким образом, системные блоки можно собирать по принципу детского конструктора, то есть менять детали на другие, более мощные и современные, модернизируя свой компьютер. Новые детали полностью взаимозаменяемы со старыми. «Открыто архитектурными» персональные компьютеры делает также системная шина, это некая виртуальная общая дорога или жила, или канал, в который выходят все выводы ото всех узлов и деталей системного блока. Надо сказать, что большие компьютеры (не персональные) не обладают свойством открытости, в них нельзя просто так что-то заменить другим, более совершенным, например, в самых современных компьютерах могут отсутствовать даже соединительные провода между элементами компьютерной системы: мышью, клавиатурой. и системным блоком. В настоящее время обычный персональный компьютер представляет собой комплекс, состоящий из: основной электронной платы (системной, материнской), на которой размещены те блоки, которые осуществляют обработку информации вычисления; схем, управляющих другими устройствами компьютера, вставляемых в стандартные разъемы на системной плате – слоты; дисков хранения информации; блока питания, от которого подводится электропитание ко всем электронным схемам; корпуса (системный блок), в котором все внутренние устройства компьютера устанавливаются на общей раме; клавиатуры; монитора; других внешних устройств. Список использованной литературы: https://inf1.info/machineneumann https://studfile.net/preview/16435955/ Х.Крейгон. Архитектура компьютера и её реализация. Учебное пособие. – С-Пб., Мир, 2004. Э.Таненбауэм. Архитектура компьютера. Научная литература. – С-Пб., Питер, 2003. История компьютера. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.chernykh.net/. Дата обращения: 10.11.2010. Планета информатики. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. inf1.info/. Дата обращения: 12.11.2010. |