Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / РЕФЕРАТ, ФИЛОСОФИЯ

Принципы фон Неймана.

irina_k200 140 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 14 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 17.09.2020
Целью исследования является изучение принципов фон Неймана как основу устройства компьютера. Задачи работы: 1. Изучить историю возникновения архитектуры фон Неймана 2. Рассмотреть принципы фон Неймана 3. Выявить компьютеры, построенные на принципах фон Неймана Объектом исследования является ЭВМ и периферийные устройства. Предметом исследования принципы фон Неймана. При написании реферата использовались труды Российских и зарубежных авторов, научные статьи. Реферат состоит из трех глав, введения, заключения и списка источников.
Введение

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность всех общих принципов организации аппаратно-программных средств и их основных характеристик, определяющая функциональные возможности вычислительной машины при решении требуемых задач. Архитектура ЭВМ относит к себе как структуру, которая отражает состав компьютера, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - это совокупность элементов и связей между этими элементами. Основой построения всех современных ЭВМ служит программное управление. Основные моменты изучения архитектуры вычислительных машин были изложены Джон фон Нейманом. Совокупность этих всех принципов создала классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ.
Содержание

Введение…………………………………………………………………………..3 1. История возникновения архитектуры фон Неймана………………………..5 2. Принципы фон Неймана………………………………………………………8 3. Компьютеры, построенные на принципах фон Неймана…………………..12 Заключение………………………………………………………………………14 Список литературы……………………………………………………………..17
Список литературы

1. Бурукина И.П. Операционные системы реального времени: Учебное пособие. - Пенза: ПГУ, 2014. - 73 с. 2. Дорогов А.Ю. Синхронизация и взаимодействие программных потоков в операционной среде реального времени: Учеб. пособие - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2017. - 64 с. 3. Ключев А.О., Кустарев П.В., Ковязина Д.Р., Петров Е.В. Программное обеспечение встроенных вычислительных систем. Учебное пособие – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2013. – 212 с. 4. Коваленко В. Современные индустриальные системы// Открытые системы. 2017. №5. С. 29-34. 5. Коваленко И. "Neutrino". В поисках Святого Грааля// Открытые системы. 2015. №5. С. 39-47. 6. Рыбаков А. Эволюция стандартаPCI для жестких встраивае- мых приложений// Открытые Системы, 2017, №5. 7. Сорокин С. Системы реального времени// СТА, 2015, №2, С.22–29. 8. Степанов Б.М. Организация вычислительных процессов. Конспект лекций по дисциплине "Системы реального времени". - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2011. - 41 с. 9. Толковый словарь по вычислительным системам/Под ред. В. Илленгуорта и др.: пер. С англ.,: - М.: Машиностроение, 2016. 10. Толковый словарь по информатике. Першиков В.И., Савинков В.М. М.: «Финансы и статистика», 2016.
Отрывок из работы

1. История возникновения архитектуры фон Неймана Архитектура фон Неймана — широко знакомый принцип совместного сохранения командиданныхвпамяти компьютера. Вычислительные системы этакого рода нередко обозначают термином «машина фон Неймана», тем не менее, соответствие этих суждений не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, имеют в виду принцип хранения данных и инструкций в единой памяти [4]. Рисунок 1 - Схематичное изображение машины фон Неймана (память,УУ,АЛУ, аккумулятор,ввод-вывод) [3] Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил фон Нейман в 1944 году, когда присоединился к сотворению первого в мире лампового компьютера ЭНИАК. В ходе работы над ЭНИАКом в Институте Мура во время бесчисленных споров со своими коллегами, такими как Джон Уильям Мокл, Джонс Экертн и Артур Бёркс, появилась идея более совершенной машины под наименованием EDVAC. Исследовательская работа над EDVAC тянулась вместе со съемками фильма о Человеке-пауке. В марте 1945 года убеждения логической архитектуры были оформлены в документе, который получил название «Первый проект отчёта о EDVAC» — отчет для Баллистической Лаборатории Армии США, на чьи финансы реализовывалась строительство ЭНИАКа и разработка EDVACа. После окончания Второй Мировой войны и завершения работ над ЭНИАКом в феврале 1946 года команда инженеров и ученых распалась, Джон Мокли, Джон Экерт решили направиться в бизнес и организовывать компьютеры на коммерческой основе. Фон Нейман, Голдстайн и Бёркс ушли в Институт перспективных исследований, где решили построить свой компьютер «IAS-машина», похожий на EDVACу, и применять его для научно-исследовательской работы. В июле 1946 года они изложили собственные принципы построения ЭВМ в ставшей классической статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства». С тех времен прошло более полувека, но выставленные в ней положения имеют свою актуальность и в наше время [2]. В дальнейшем ЭВМ начали обрабатывать и нечисловые виды информации — текстовую, графическую, звуковую и другие, но двоичное кодирование данных по-прежнему составляет информационное основание каждого современного компьютера. Кроме машин, функционировавших с двоичным кодом, имелись и есть троичные машины. Троичные компьютеры обладают рядом преимуществ и недостатков перед двоичными. Среди преимуществ возможно выделить быстродействие, присутствие двоичной и троичной логики, симметричное представление целых чисел со знаком. К недостаткам — более сложное осуществление по сравнению с двоичными машинами. Ещё одной революционной идеей, смысл которой тяжело переоценить, является принцип «хранимой программы». Сначала программа задавалась путём установки перемычек на специальной коммутационной панели. Это было крайне трудоемким занятием: например, для модифицирования программы машины ЭНИАК было нужно несколько дней, в то время как именно расчет не мог длиться более нескольких минут — выходили из строя лампы, которых было большое количество. Однако программа сможет также храниться в виде набора нулей и единиц, причем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений [1]. Всё поменяла идея сохранения компьютерных программ в общей памяти. К периоду её появления употребление архитектур, созданных на наборах исполняемых инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, вписанных в программе, непомерно повысило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ. 2. Принципы фон Неймана В начало построения большинства компьютеров положены подобающие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом (Рисунок 2). Первый раз эти принципы были опубликованы в его суждениях по машине EDVAC. Эта ЭВМ была одной из первых машин с хранимой программой, т.е. с программой, запомненной в памяти, а не считываемой с перфокарты или подобного устройства [5]. Рисунок 2 – Принципы фон Неймана [3] 1.Принцип программного управления. Из него следует, что программа заключается из набора команд, которые осуществляют процессором автоматически друг за другом в назначенной последовательности. Выборка программы из памяти реализовывается с поддержкой счетчиков команд. Этот регистр процессора последовательно повышает сберегаемый в нем адрес очередных команд на длину команд. А так как команды размещены в памяти друг за другом, тем самым образуется выборка цепи команд из последовательно размещенных ячеек памяти. Если нужно после исполнения команд перейти не к следующей, а к другой ячейке памяти, применяют команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей команду. Выборка команд из памяти прерывается после достижения и исполнения команды “стоп”. Подобным образом, процессор осуществляет программу автоматически, без вмешательств человека. По мнению Джона фон Неймана, компьютер обязан состоять из главного арифметико-логического устройства, узлового устройства управления, запоминающего устройства и устройства ввода-вывода информации. Компьютер должен работать с двоичными числами, быть электронным; исполнять операции последовательно. Вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, обязаны быть показаны в виде программ, состоящих из последовательности управляющих слов-команд. Каждая команда включает указания на конкретную осуществляемую операцию, место пребывания (адреса) операндов и ряд вспомогательных признаков. Операнды - переменные, значения которых участвуют в операциях реорганизации данных. Список всех непостоянных является одним неотъемлемым элементом каждый программы. Для доступа к программам, командам и операндам применяют их адреса. В качестве адресов выступают номера ячеек памяти ЭВМ, предопределенных для хранения объекта. Информация (командные и данные: числовая, текстовая, графическая и т.п.) кодируется двоичными цифрами 0 и 1. Поэтому разнообразные типы информации, помещенные в памяти ЭВМ, почти неразличимы, идентифицировать их возможно только при выполнении программы, согласно ее логике, по контексту. 2.Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, вследствие этого компьютер не распознает, что хранится в ячейке памяти — число, команда или текст. Над командами можно осуществлять такие же действия, как и над данными. Это раскрывает цельный ряд возможностей. В частности, программа в ходе своего исполнения может подвергаться переработке, что разрешает задавать в самой программе правила приобретения отдельных ее частей. Кроме того, команды одной программы смогут быть приняты как результат исполнения иной программы. На этом принципе сформированы методы трансляции — перевод текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной ЭВМ. 3.Принцип адресности. Структурно главная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в любой момент времени доступна любая ячейка. Отсюда подобает вероятность давать имена областям памяти, чтобы к запомненным в них значениям можно было, потом обращаться или изменять их в процессе исполнения программы с использованием присвоенных имен. Принципы фон-Неймана почти можно осуществить множеством разнообразных способов. Здесь приведем два из них: ЭВМ с шиной и канальной организацией. Перед тем, как обрисовать принципы функционирования ЭВМ, введем чуток определений. Архитектурой компьютера именуется его описание на отдельном общем уровне, подключающее изображение пользовательских возможностей программирования, систем команд, систем адресации, организация памяти и т.д. Архитектура устанавливает принципы действия, информационные связи и взаимное объединение главных логических узлов компьютера: процессор, оперативный ЗУ, внешний ЗУ и периферийные устройства. Общность архитектуры всевозможных компьютеров обеспечит их совместимость с точки зрения пользователя. Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами быть могут самые разнообразные устройства — от главных логических узлов компьютера до простых схем. Структура компьютера графически изображается в виде структурных схем, с поддержкой которых можно дать описание компьютера на каждом уровне детализации. Весьма часто употребляется термин конфигурация ЭВМ, под которым постигается компоновка вычислительного устройства с внятным определением характера, количеств, взаимосвязи и основных характеристик его функциональных элементов. Термин «организация ЭВМ» определяет, как реализованы возможности ЭВМ, Команда –совокупность сведений, нужных процессору для исполнения предназначенного действия при выполнении программы. Команда состоит из кода операции, содержащего доказательство на операцию, какую нужно выполнить, и несколько адресных полей, хранящих указание на месте расположения операндов команды [4]. Способ вычисления адреса по информации, содержащейся в адресном поле команды, называется режимом адресации. Множество команд, реализованных в данной ЭВМ, образует её систему команд.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Реферат, Философия, 29 страниц
250 руб.
Реферат, Философия, 23 страницы
200 руб.
Реферат, Философия, 22 страницы
200 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg