Принципы создания вычислительных машин. Информационные основы и аппаратные средства компьютера. Общая характеристика фон-неймановской архитектуры электронно-вычислительных машин. Преимущества двоичной системы арифметических и логических операций.
Аннотация к работе
С середины 60-х годов ХХ века очень сильно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо разработки аппаратуры и средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из синтеза аппаратных (hardware) и программных (software) средств. Архитектура ЭВМ охватывает значительный круг проблем, связанных с созданием комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих большое количество определяющих факторов.Джон фон Нейман (1903 - 1957) - американский математик, внесший большой вклад в создание первых ЭВМ и разработку методов их применения. Именно он заложил основы учения об архитектуре вычислительных машин, подключившись к созданию первой в мире ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 году, когда ее конструкция была уже выбрана. В процессе работы, во время многочисленных дискуссий со своими коллегами Г.Голдстайном и А.Берксом, Джон фон Нейман высказал идею принципиально новой ЭВМ. В 1946 году ученые изложили свои принципы построения вычислительных машин в ставшей классической статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства». В статье убедительно обосновывается использование двоичной системы для представления чисел, в ведь ранее все вычислительные машины хранили обрабатываемые числа в десятичном виде.Машина фон Неймана состоит из запоминающего устройства (памяти) - ЗУ, арифметико-логического устройства - АЛУ, устройства управления - УУ, а также устройств ввода и вывода, что видно их схемы и о чем говорилось ранее. Программы и данные вводятся в память из устройства ввода через арифметико-логическое устройство. Команда состоит из указания, какую операцию следует выполнить 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. После загрузки программы и данных в память в счетчик команд записывается адрес первой команды программы, а 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.В заключение данной работы выделим еще раз основные принципы, предложенные фон Нейманом: 1. Принцип двоичного кодирования. Для представления данных и команд используется двоичная система счисления. 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). Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой. Команды из программы не всегда выполняются одна за другой.
План
Содержание
Введение
1. Общая характеристика принципов архитектуры ЭВМ Джона фон Неймана
2. Особенности деятельности ЭВМ, основанной на принципах Джона фон Неймана