वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर के लिए क्या सिद्धांत के अनुरूप नहीं है? कैसे वॉन न्यूमैन की मशीन काम करता है?

आज यह विश्वास करने के लिए, लेकिन कंप्यूटर, जो बिना कई अब, वहाँ थे केवल कुछ 70 साल पहले मेरे जीवन की कल्पना कर सकते कठिन है। जो लोग अपने स्थापना के लिए एक निर्णायक योगदान दिया में से एक, एक अमेरिकी वैज्ञानिक Dzhon फॉन नेमान था। उन्होंने सुझाव दिया कि जिन सिद्धांतों पर कंप्यूटर के बहुमत और इस दिन के लिए काम करता है। विचार करें कि वॉन न्यूमैन मशीन।

संक्षिप्त जीवनी संबंधी जानकारी

यानोश नेमान 1930 में बुडापेस्ट में पैदा हुआ था, एक बहुत अमीर यहूदी परिवार है कि बाद में कुलीनों के एक शीर्षक प्राप्त करने में सक्षम था। बचपन से ही वह सभी क्षेत्रों में बकाया क्षमताओं से प्रतिष्ठित किया गया था। 23 में न्यूमन प्रयोगात्मक भौतिकी और रसायन शास्त्र के क्षेत्र में उनके पीएचडी थीसिस का बचाव किया गया है। 1930 में, युवा वैज्ञानिक यूनाइटेड स्टेट्स, प्रिंसटन विश्वविद्यालय में काम करने के लिए आमंत्रित किया गया था। एक ही समय में न्यूमन उन्नत अध्ययन, जहां उन्होंने अपनी मृत्यु तक एक प्रोफेसर के रूप में काम के लिए संस्थान के पहले सदस्यों में से एक था। न्यूमन वैज्ञानिक हितों बहुत व्यापक थे। विशेष रूप से, यह क्वांटम यांत्रिकी और सेलुलर ऑटोमेटा के matapparata अवधारणा के संस्थापकों में से एक है।

कंप्यूटर विज्ञान में योगदान

इससे पहले कि हम यह पता लगाने के सिद्धांत के अनुरूप नहीं है क्या वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर, इसके बारे में कैसे वैज्ञानिक एक आधुनिक कंप्यूटर प्रकार बनाने के विचार के लिए आया था जानने के लिए दिलचस्प होगा।

गणित विस्फोटों और 1940 के दशक में झटका के क्षेत्र में एक विशेषज्ञ होने के नाते, वॉन न्यूमैन के संयुक्त राज्य अमेरिका सेना गोला बारूद कार्यालय की प्रयोगशालाओं में से एक में एक वैज्ञानिक सलाहकार थीं। 1943 के अंतिम दौर में, वह लॉस एलामोस में पहुंचे उसके नेता रोबर्टा Oppengeymera के व्यक्तिगत निमंत्रण पर Manhettenskogo परियोजना के विकास में भाग लेने के। काम के लिए एक क्रिटिकल मास्स अप करने के लिए परमाणु बम के प्रभार से implosive संपीड़न गणना करने के लिए बल उसके सामने रखा गया है। हल करने के लिए यह बड़े कंप्यूटिंग, जो शुरू में आईबीएम के यांत्रिक tabulators पर हाथ कैलकुलेटर पर किया जाता है, और बाद में, पंच कार्ड का उपयोग कर की आवश्यकता है।

वॉन न्यूमैन विद्युत यांत्रिक और पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर के निर्माण की प्रगति के बारे में जानकारी से परिचित हुए। जल्द ही, वह एडवैक और ENIAC कंप्यूटर के विकास के लिए आकर्षित किया गया था, काम में जिसके परिणामस्वरूप वह "एडवैक» पर रिपोर्ट का पहला मसौदा लेखन शुरू किया, अधूरा बना रहा है, जिसमें उन्होंने वैज्ञानिक समुदाय के लिए एक पूरी तरह से नए विचार, क्या कंप्यूटर वास्तुकला होना चाहिए प्रस्तुत किया।

वॉन न्यूमैन के सिद्धांतों

1945 में कंप्यूटर विज्ञान, एक ठहराव के लिए आया था के रूप में सभी कंप्यूटरों अपनी स्मृति में जमा हो जाती है 10 वीं के रूप में संसाधित संख्या, प्रदर्शन के संचालन के लिए एक कार्यक्रम एक पैच पैनल जम्परों में सेट करके निर्धारित किया गया।

यह बहुत कंप्यूटर की शक्ति को सीमित। असली सफलता वॉन न्यूमैन के सिद्धांत था। द्विआधारी संख्या प्रणाली के लिए संक्रमण और एक संग्रहीत कार्यक्रम के सिद्धांत: संक्षेप में वे एक वाक्य में व्यक्त किया जा सकता।

के विश्लेषण

जिन सिद्धांतों पर शास्त्रीय वॉन न्यूमैन मशीन संरचना, और अधिक विस्तार में आधारित है पर विचार करें:

1. दशमलव के बाइनरी सिस्टम पर जाएं

इस सिद्धांत न्यूमैन आर्किटेक्चर अपेक्षाकृत सरल तर्क उपकरण के इस्तेमाल की अनुमति देता है।

2. इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग मशीन के सॉफ्टवेयर प्रबंधन

कम्प्यूटर संचालन आदेशों के बाद एक क्रियान्वित कर रहे हैं का एक सेट द्वारा नियंत्रित है। स्मृति में संग्रहीत एक कार्यक्रम के साथ पहली मशीन का विकास, आधुनिक प्रोग्रामिंग की शुरुआत की।

3. डेटा और कार्यक्रमों कंप्यूटर स्मृति में एक साथ जमा हो जाती है

इस मामले में, दोनों डेटा और प्रोग्राम निर्देश, बाइनरी सिस्टम में लिखने का एक ही रास्ता है तो उन पर कुछ स्थितियों में डेटा के रूप में एक ही कार्रवाई करने के लिए संभव है।

जांच

इसके अलावा, वास्तुकला Fonneymanovskoy मशीन निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

1. स्मृति स्थल के पतों जो लगातार गिने जा रहे हैं है

इस सिद्धांत के उपयोग के माध्यम से, यह प्रोग्रामिंग में चर का उपयोग करने के लिए संभव हो गया। विशेष रूप से, किसी भी समय, आप एक विशेष स्मृति स्थान के लिए अपने पते से उल्लेख कर सकते हैं।

2. कार्यक्रम में एक सशर्त शाखा की संभावना

पहले से ही उल्लेख किया है, कार्यक्रमों आदेशों क्रमिक रूप से अमल करना होगा। हालांकि, यह कोड के किसी भी हिस्से के लिए संक्रमण बनाने के लिए अवसर प्रदान किया।

कैसे वॉन न्यूमैन मशीन करता है

इस गणितीय मॉडल भंडारण (स्मृति) के होते हैं , अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU), नियंत्रण, और इनपुट और आउटपुट डिवाइस। सभी कार्यक्रम निर्देश स्मृति पड़ोस में स्थित कोशिकाओं, और उन्हें प्रसंस्करण के लिए डेटा में लिखे गए हैं - मनमाने ढंग से स्थानों में।

किसी भी टीम से मिलकर करना चाहिए:

• यह दर्शाता है जो आपरेशन प्रदर्शन किया जाना चाहिए;
• स्मृति सेल पते, जिसमें मूल डेटा जमा हो जाती है, ने कहा कि आपरेशन का संबंध;
• सेल पते, जिसमें परिणाम लिखने के लिए।

ALU इनपुट डेटा पर इन आदेशों विशिष्ट कार्यों को मार डाला और परिणाम स्मृति कोशिकाओं में लिखे गए हैं, यानी ई। बाद के प्रसंस्करण मशीन के लिए उपयुक्त रूप में संग्रहित, या आउटपुट डिवाइस (मॉनिटर, प्रिंटर, आदि) को प्रेषित और आदमी के लिए उपलब्ध कराया।

सीयू कंप्यूटर के सभी भागों को नियंत्रित करता है। उसके पास से अन्य डिवाइस के लिए, प्राप्त करता संकेतों-कमांड "क्या करना है" के रूप में यह है कि वे क्या अन्य उपकरणों की हालत में हैं के बारे में जानकारी प्राप्त करता है।

नियंत्रण उपकरण में एक विशेष रजिस्टर "कार्यक्रम काउंटर" अनुसूचित जाति कहा जाता है। स्मृति में डेटा और प्रोग्राम डाउनलोड करने के बाद आईसी इसकी 1 टीम के पते संग्रहीत करता है। सीयू में "कमांड रजिस्टर" कंप्यूटर स्मृति सेल जिसका पता ब्रिटेन में है की सामग्री, और यह स्थानों से पढ़ता है। नियंत्रण इकाई आपरेशन एक विशेष आदेश के अनुरूप, और "नोट" पतों कंप्यूटर की स्मृति में यह में निर्दिष्ट डेटा निर्धारित करता है। इसके बाद, ALU या हार्डवेयर कंप्यूटर आपरेशन, जिसके बाद सुप्रीम कोर्ट की सामग्री को एक करने के लिए बदल गया है, मीटर के लिए आगे बढ़ें। ई अगले आदेश की ओर इशारा करते।

आलोचना

नुकसान और समकालीन परिप्रेक्ष्य वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर बहस का विषय बना हुआ है। तथ्य यह है कि सिद्धांतों पर बनाया मशीनों इस उत्कृष्ट विद्वान, सही नहीं द्वारा पेश किया, यह एक लंबे समय पहले देखा गया था।

इसलिए, कंप्यूटर विज्ञान में टिकटों की परीक्षा अक्सर सवाल पा सकते हैं "क्या सिद्धांत वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर और क्या कमियों यह है के अनुरूप नहीं है है।"

तो बाद का जवाब जरूरी निर्दिष्ट करना चाहिए:

• उच्च स्तरीय भाषा प्रोग्रामिंग और कमांड सिस्टम के बीच की खाई को अर्थ की उपस्थिति;
• ओ पी और प्रोसेसर बैंडविड्थ का मिलान की समस्या पर;
• उभरते सॉफ्टवेयर संकट पर, तथ्य यह है कि इसके निर्माण की लागत हार्डवेयर विकास की लागत से काफी कम हैं, और आप परीक्षण कार्यक्रम को पूरा नहीं कर सकते हैं की वजह से;
• प्रदर्शन के मामले में संभावनाओं की कमी, के रूप में पहले से ही अपनी सैद्धांतिक सीमा तक पहुँच गया।

सिद्धांत वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर के अनुरूप नहीं है क्या करने के लिए के रूप में, हम समानांतर डेटा धाराओं की एक बड़ी संख्या और आदेशों मल्टीप्रोसेसर वास्तुकला में निहित के संगठन के बारे में बात कर रहे हैं।

निष्कर्ष

अब आप जानते हैं कि सिद्धांत वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर के अनुरूप नहीं है। यह स्पष्ट है कि विज्ञान और प्रौद्योगिकी अभी भी एक घर में खड़ा नहीं कर रहा है, और शायद जल्द ही है जिसके माध्यम से मानवता के विकास के एक नए स्तर तक पहुंच जाएगा कंप्यूटर की एक पूरी तरह से नए प्रकार के हो जाएगा। वैसे, परीक्षा सिम्युलेटर सॉफ्टवेयर के लिए तैयार करने में मदद करने के लिए "वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर"। इस तरह के डिजिटल शैक्षिक संसाधनों सामग्री का आत्मसात की सुविधा और अपने ज्ञान का आकलन करने के लिए एक अवसर प्रदान करते हैं।