"John von Neumann" mövzusunda təqdimat. "Von Neuman Architecture" mövzusunda təqdimat Con fon Neumann təqdimatını yükləyin

1946-cı ildə D. von Neumann, G. Goldstein və A. Burks
onların birgə məqaləsində yeni
kompüterlərin qurulması və işləmə prinsiplərini.
Sonradan bu prinsiplərə əsaslanaraq
istehsal edilmişdir
birinci
iki
nəsillər
kompüterlər. Sonrakı nəsillərdə
prinsiplərə baxmayaraq bəzi dəyişikliklər oldu
Neumann bu gün aktualdır.

1. Kompüterlərdə ikilik say sistemindən istifadə.

1. BİNAR İSTİFADƏ
SAYI SİSTEMLERİ
HESABLAMA MAZINLARI.
Onluq say sistemi üzərində üstünlük
cihazlar hazırlana bilər
olduqca sadə, arifmetik və məntiqlidir
binar sistemdə əməliyyatlar
olduqca sadə ifa etmişdir.

2. Kompüter proqram təminatına nəzarət

2. PROQRAM NƏZARƏT
kompüter
Komputerin işinə aşağıdakılardan ibarət proqram nəzarət edilir
əmr dəsti. Əmrlər ardıcıl olaraq yerinə yetirilir
bir-birinin ardınca. Yaddaşda saxlanılan maşın yaratmaqla
proqram bugünkü vəziyyətimizin başlanğıcı idi
proqramlaşdırma adlanır.

3. Kompüter yaddaşı təkcə verilənlərin deyil, həm də proqramların saxlanması üçün istifadə olunur.

3. KOMPUTER YADDAŞINDAN İSTİFADƏ EDİLMİR
YALNIZ MƏLUMATLARIN SAXLANMASI ÜÇÜN, HƏMÇİNDƏ
PROQRAM.
Eyni zamanda, həm proqram əmrləri, həm də məlumatlar kodlaşdırılır
binar sistemdə, yəni. onların yazı tərzi
eyni. Buna görə də müəyyən vəziyyətlərdə
əmrləri ilə yuxarıdakı kimi eyni hərəkətləri edə bilərsiniz
data.

4. Kompyuterin yaddaş xanalarında ardıcıl nömrələnmiş ünvanlar var

4. KOMPUTER YADDAŞ HÜCƏLƏRİNİN ÜNVANLARI VAR,
HANSI NÖVBƏLƏ
NÖMRƏLİ
İstənilən hüceyrəyə istənilən vaxt daxil olmaq olar
ünvanında yaddaş. Bu prinsip kəşf edildi
dəyişənlərdən istifadə etmək bacarığı
proqramlaşdırma.

5. Proqramın icrası prosesində şərti keçidin mümkünlüyü.

5. ŞƏRTLİ TUTULMAQ MÜMKÜNLÜĞÜ
PROQRAMIN İCARASI PROSESİ.
Əmrlərin yerinə yetirilməsinə baxmayaraq
ardıcıl olaraq proqramlarda həyata keçirmək mümkündür
kodun istənilən hissəsinə keçmək imkanı.

Von Neumann memarlığı

VON NEJMANN MEMARLIĞI

Kompüterlərin nəsilləri - hesablama texnikasının inkişaf tarixi

KOMPYUTER NƏSİLLERİ - TARİX
KOMPYUTER avadanlığının işlənib hazırlanması

Sıfır nəsil. Mexanik kalkulyatorlar

SIFIR NƏSİL.
MEXANİK KOMPYUTERLƏR
Blez Paskalın hesablama maşını
1642 bu maşın edə bilər
yalnız əməliyyatları yerinə yetirmək
toplama və çıxma.

Birinci nəsil. Vakuum boru kompüterləri (194x-1955)

İLK NƏSİL. KOMPYUTERLER YOXDUR
ELEKTRON LAMAQLAR (194X-1955)
Sürət: bir neçə on minlərlə
saniyədə əməliyyatlar.
Xüsusiyyətlər:
Lampalar əhəmiyyətli ölçüdə olduğundan və
bunlardan minlərlə var, maşınlar nəhəng idi.
Çünki çoxlu lampalar var və onların mülkiyyəti var
yandı, sonra tez-tez kompüter səbəbiylə boş qaldı
uğursuz lampanın axtarışı və dəyişdirilməsi.
Lampalar çox istilik yaradır
buna görə də kompüterlər tələb edir
xüsusi güclü soyutma sistemləri.

İkinci nəsil. Transistor kompüterləri (1955-1965)

İKİNCİ NƏSİL. KOMPYUTERLER YOXDUR
TRANSISTORLAR (1955-1965)
Sürət: başına yüz minlərlə əməliyyat
mənə bir saniyə verin
İlk kompüter işə salındı
TX tranzistorları prototip oldu
DEC şirkətinin PDP filialının kompüterləri,
hansı hesab edilə bilər
kompüterin qabaqcılları
sənaye, çünki fenomen ortaya çıxdı
avtomobillərin kütləvi satışı. DEC buraxılışları
ilk mini kompüter (ölçüsü təxminən
şkaf). Sabit görünüş
göstərin.

Üçüncü nəsil. İnteqrasiya edilmiş dövrə kompüterləri (1965-1980)

ÜÇÜNCÜ NƏSİL. KOMPYUTERLER YOXDUR
İNTEQRASİYA DÖNGƏLƏRİ (1965-1980)
Sürət: saniyədə milyonlarla əməliyyat.
İnteqral sxem belədir
silikon üzərində həkk olunmuş elektron dövrə
kristal. Minlərlə
tranzistorlar.
İstehsal olunanların uyğunluğu problemi var idi
modellər (onlar üçün proqram təminatı).
Uyğunluğa ilk dəfə böyük diqqət
IBM tərəfindən təmin edilmişdir.

Dördüncü nəsil. Böyük (və çox böyük) inteqral sxemlərdə kompüterlər (1980-…)

DÖRDÜNCÜ NƏSİL. KOMPYUTERLER YOXDUR
BÖYÜK (VƏ SUPER BÖYÜK) İNTEQRAL
Sxemlər (1980-…)
Sürət: saniyədə yüz milyonlarla əməliyyat.
Bir kristala yerləşdirmək mümkün oldu
bir inteqral sxem, lakin minlərlə. Performans
kompüterlər əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır.
70-ci illərin sonu və 80-ci illərin əvvəllərində məşhurdur
Apple kompüteri Steve Jobs və tərəfindən hazırlanmışdır
Stiv Voznyak. Daha sonra kütləvi istehsala keçdi
prosessorlu IBM PC fərdi kompüterini işə saldı

slayd 2

İlk kompüter İlk kompüter 1943-1946-cı illərdə Pensilvaniya Universitetinin Mur Elektrik Mühəndisləri Məktəbində quruldu və ENIAC (ingiliscə adının ilk hərflərinə görə - elektron rəqəmsal inteqrator və kalkulyator) adlandırıldı. Von Neumann öz tərtibatçılarına ENIAC-ı proqramlaşdırmağı asanlaşdırmaq üçün necə dəyişdirilə biləcəyini təklif etdi. Lakin növbəti maşının - EDVAK-ın (diskret dəyişənlərə malik elektron avtomatik kalkulyator) yaradılmasında fon Neyman daha fəal iştirak etmişdir. O, maşının təfərrüatlı məntiqi sxemini işləyib hazırladı, burada struktur bölmələr sxemlərin fiziki elementləri deyil, ideallaşdırılmış hesablama elementləri idi. İdeallaşdırılmış hesablama elementlərinin istifadəsi irəliyə doğru mühüm addım idi, çünki konseptual məntiq sxeminin yaradılmasını onun texniki həyata keçirilməsindən ayırmağa imkan verdi. Von Neumann da bir sıra mühəndislik həlləri təklif etdi. Von Neumann yaddaş elementləri kimi gecikdirmə xətlərindən deyil, performansını əhəmiyyətli dərəcədə artırmalı olan katod şüa borusundan (elektrostatik saxlama sistemi) istifadə etməyi təklif etdi. Bu halda iaşin sözünün bütün bitlərini paralel olaraq emal etmək mümkün idi. Bu maşın von Neumanın şərəfinə JONIAC ​​adlandırıldı. JONIAC-ın köməyi ilə hidrogen bombasının yaradılmasında mühüm hesablamalar aparılıb.

slayd 3

Von Neumann, sistemlərin etibarlılığını artırmaq üçün məlumatların korreksiyası sistemini təklif etdi - ən çox sayda ikili nəticənin seçilməsi ilə dublikat cihazların istifadəsi. Von Neumann avtomatların öz-özünə çoxalması üzərində geniş işləmiş və 29 daxili vəziyyətə malik sonlu avtomatın öz-özünə təkrar istehsalının mümkünlüyünü sübut edə bilmişdir. Neumanın 150 əsərindən yalnız 20-si fizika problemlərindən bəhs edir, qalanları isə xalis riyaziyyat və onun praktiki tətbiqləri, o cümlədən oyun nəzəriyyəsi və kompüter nəzəriyyəsi arasında bərabər paylanmışdır.

slayd 4

Kompüter nəzəriyyəsində qabaqcıl iş

Neumann kompüterlərin məntiqi təşkili, maşın yaddaşının işləməsi problemləri, təsadüfiliyin imitasiyası və özünü təkrar istehsal edən sistemlərin problemləri ilə bağlı kompüter nəzəriyyəsi üzrə qabaqcıl işlərə sahibdir. 1944-cü ildə Neumann ENIAC maşınında işləyən Mauchly və Eckert qrupuna riyazi məsləhətçi kimi qoşuldu. Bu arada qrup əvvəlkindən fərqli olaraq proqramları daxili yaddaşında saxlaya bilən yeni EDVAC modelini hazırlamağa başladı. 1945-ci ildə Neumann maşının özünü və onun məntiqi xüsusiyyətlərini təsvir edən "EDVAC Maşınına dair İlkin Hesabat" nəşr etdi. Neumann tərəfindən təsvir edilən kompüter arxitekturası "von Neumann's" adlanır və beləliklə, bütün layihənin müəllifi hesab olunurdu. Bu, sonradan patent davası ilə nəticələndi və Ekkert və Mauchli laboratoriyanı tərk edərək öz firmalarını tapdılar. Buna baxmayaraq, "von Neumann memarlığı" bütün sonrakı kompüter modelləri üçün əsas idi. 1952-ci ildə Neumann çevik mühitdə saxlanılan proqramlardan istifadə edərək ilk kompüteri - MANIAC I-i inkişaf etdirdi.

slayd 5

Neumann'ın kompüter hesablamalarından istifadə edərək inkişafı üçün təklif etdiyi utopik ideyalarından biri Yerdəki iqlimin süni istiləşməsi idi, bunun üçün günəş enerjisinin əksini azaltmaq üçün qütb buzunu tünd boya ilə örtməli idi. Bir vaxtlar bu təklif bir çox ölkələrdə ciddi şəkildə müzakirə olundu.Fon Neumanın bir çox ideyaları hələ lazımi şəkildə inkişaf etməmişdir, məsələn, mürəkkəblik səviyyəsi ilə sistemin özünü çoxaltma qabiliyyəti arasındakı əlaqə ideyası, kritik mürəkkəblik səviyyəsinin mövcudluğu, bunun altında sistem degenerasiya olunur və yuxarıda özünü çoxalma qabiliyyəti əldə edilir. 1949-cu ildə "Operatorların halqaları haqqında. Parçalanma nəzəriyyəsi" əsəri işıq üzü gördü.

slayd 6

1956-cı ildə Atom Enerjisi Komissiyası Neumanna kompüter nəzəriyyəsi və praktikasına görkəmli töhfələrinə görə Enriko Fermi mükafatını verdi. John von Neumann ən yüksək akademik mükafatlara layiq görüldü. O, Dəqiq Elmlər Akademiyasının (Lima, Peru), Accademia dei Lincei (Roma, İtaliya), Amerika İncəsənət və Elmlər Akademiyası, Amerika Fəlsəfə Cəmiyyəti, Lombard Elmlər və Ədəbiyyat İnstitutu, Kral Elmlər Akademiyasının üzvü seçilmişdir. Hollandiya Elmlər və İncəsənət Akademiyası, ABŞ Milli Akademiyası, ABŞ və digər ölkələrdə bir çox universitetin fəxri doktoru.

"Con von Neumann" - John von Neumann kompüter qurmaq üçün bir sxem hazırladı. Dövr dəyişməz olaraq yerinə yetirilir. CPU təlimatları. Von Neumann memarlığı. John von Neumann. Macar-Amerika riyaziyyatçısı. Müasir kompüter arxitekturasının atası. Dövrün mərhələləri. CPU. Keçid sürəti.

"Kompüterin inkişafı mərhələləri" - Sifətlərdə informatika. Elektron hesablama mərhələsi. Mərhələ. Colossus maşını. Howard Aiken. Marşrut. Dövr. O, insandan daha sürətlidir. Elektron hesablama mərhələsi. Tətbiq illəri. İlk elektron kompüter. Kompüter yaradılmışdır. Faşist rejimi. Elmlərin və maşınların tərəqqisi. mexaniki dövr. Kompüter texnologiyası və insan.

"İlk Mexanik Maşınlar" - 1948-ci ildə Curta ortaya çıxdı - bir əldə tutula bilən kiçik mexaniki kalkulyator. 1977-ci ildə əhalinin ümumi kompüterləşdirilməsində bumun xəbərçisi olan ilk kütləvi istehsal olunan fərdi kompüter Apple II meydana çıxdı. 1950-1960-cı illərdə Qərb bazarında belə cihazların bir neçə markası meydana çıxdı.

"Birinci Kompüterlər" - Elektron boru kompüterinin ilk sxemi, J. Athlon XP (Pentium 4) 2003. Salamis lövhəsi. IBM kompüterləri. haqqında. Egey dənizində Salamis (e.ə. 300-cü il). Sehrli siçan (alma şirkəti). ILLIAC-IV (ABŞ) 20 Mop/s multiprosessor sistemi 1976. Intel 4004 4-bit məlumat 2250 tranzistor 60k

"Hesablama maşınları" - Ceymsin beyni. İşçilər. Kassa aparatı. Hesabın mənşəyi. Hesab bəşəriyyətin bütün nəsilləri üçün lazım idi. İşləyən proqramlaşdırıla bilən kompüter. Perforasiya edilmiş lentlə işləmək. Colossus. Serial elektron kompüterlər. Paskal. Rus abakusu. Bütün qarğıdalılar. Hesablayıcı maşınların yaranma tarixi. Çinlilər üçün hesabın əsası onlarla deyil, beşlik idi.

“Kompyuter texnologiyasının nəsillərinin inkişaf tarixi” – ərəb alimi. Əsas tarixlər. Yerli kompüter texnologiyasının inkişafı. Çubuqlar. Sergey Aleksandroviç Lebedev. Hindistan alimləri. Amerikalı sahibkar. Jill Amdahl. bolqar. Paylaşımlar. III nəsil kompüterlərin ilk nümayəndələri. Sürətli kompüter. kompüterlərin nəsilləri. Avtomatik hesablama aparatı.

John von Neumann(1903 - 1957) - kvant fizikası, kvant məntiqi, funksional analiz, çoxluqlar nəzəriyyəsi, informatika, iqtisadiyyat və elmin digər sahələrinə mühüm töhfələr vermiş yəhudi əsilli macar-amerikan riyaziyyatçısı.

Kompüter arxitekturası- bu maşındakı daxili quruluş, onun məntiqi təşkili, emal prosesini və verilənlərin kodlaşdırılması üsullarını, tərkibini, məqsədini, aparat və proqram təminatının qarşılıqlı əlaqə prinsiplərini müəyyən edir.

CPU

1945-ci ildə John von Neumann kompüter arxitekturasını yaratdı.

Fon Neyman maşını yaddaş qurğusundan (yaddaşdan) - yaddaşdan, arifmetik məntiq vahidindən - ALU-dan, idarəetmə qurğusundan - CU-dan, həmçinin giriş və çıxış qurğularından ibarətdir.

Giriş cihazı

çıxış cihazı

1946-cı ildə D. von Neumann, G. Goldstein və A. Berks birgə məqalələrində kompüterlərin qurulması və istismarı üçün yeni prinsipləri qeyd etdilər. Sonradan bu prinsiplər əsasında kompüterlərin ilk iki nəsli istehsal edildi. Sonrakı nəsillərdə bəzi dəyişikliklər baş verdi, baxmayaraq ki, Neumann prinsipləri bu gün də aktualdır.

Herman Goldstein

Artur Burks

John von Neumann

İkili say sistemində yalnız iki rəqəm 0 və 1 istifadə olunur. Başqa sözlə desək, ikili say sisteminin əsasını iki təşkil edir.

Onluq sistemdən üstünlüyü ondan ibarətdir ki, cihazları kifayət qədər sadə etmək mümkündür, ikilik sistemdə hesab və məntiqi əməliyyatlar da kifayət qədər sadədir.

Say sistemləri

Ondalık

İkili

səkkizlik

Onaltılıq

Kompüterin işləməsi əmrlər toplusundan ibarət proqram tərəfindən idarə olunur. Əmrlər bir-birinin ardınca ardıcıl olaraq yerinə yetirilir. Yaddaşda saxlanılan proqramı olan maşının yaradılması bu gün proqramlaşdırma dediyimizin başlanğıcı idi.

Bu halda həm proqram əmrləri, həm də verilənlər ikilik say sistemində kodlaşdırılır, yəni. onların yazı tərzi eynidir. Buna görə də, müəyyən hallarda, verilənlərdə olduğu kimi əmrlərdə də eyni hərəkətləri edə bilərsiniz.

İstənilən vaxt istənilən yaddaş hüceyrəsinə ünvanı ilə daxil ola bilərsiniz. Bu prinsip proqramlaşdırmada dəyişənlərdən istifadə imkanını açdı.

Əmrlərin ardıcıl yerinə yetirilməsinə baxmayaraq, proqramlar kodun istənilən bölməsinə keçid imkanını həyata keçirə bilər.

Con von Neumanın nailiyyətləri.

John von Neumann ən yüksək akademik mükafatlara layiq görüldü. O, Dəqiq Elmlər Akademiyasının (Lima, Peru), Amerika İncəsənət və Elmlər Akademiyasının, Amerika Fəlsəfə Cəmiyyətinin, Lombard Elmlər və Ədəbiyyat İnstitutunun, Niderland Kral Elmlər və İncəsənət Akademiyasının, Milli Akademiyanın üzvü seçilmişdir. ABŞ-ın, ABŞ və digər ölkələrin bir çox universitetlərinin fəxri doktoru.

Fərdi slaydlarda təqdimatın təsviri:

1 slayd

Slaydın təsviri:

2 slayd

Slaydın təsviri:

Fon Neuman arxitekturası proqramların və verilənlərin kompüter yaddaşında birgə saxlanmasının məşhur prinsipidir. Fon Neyman arxitekturasından danışarkən onlar prosessor modulunun proqramdan və məlumatların saxlanması qurğularından fiziki ayrılmasını nəzərdə tuturlar. Kompüterlərin böyük əksəriyyətinin qurulması 1945-ci ildə amerikalı alim Con fon Neumann tərəfindən tərtib edilmiş aşağıdakı ümumi prinsiplərə əsaslanır. 1. Proqrama nəzarət prinsipi. Buradan belə nəticə çıxır ki, proqram müəyyən ardıcıllıqla prosessor tərəfindən bir-birinin ardınca avtomatik yerinə yetirilən təlimatlar toplusundan ibarətdir. * Proqramın yaddaşdan götürülməsi proqram sayğacından istifadə etməklə həyata keçirilir. Bu prosessor registrində saxlanılan növbəti təlimatın ünvanını əmrin uzunluğuna ardıcıl olaraq artırır. 2. Yaddaşın homojenliyi prinsipi. Proqramlar və məlumatlar eyni yaddaşda saxlanılır. Buna görə də kompüter verilmiş yaddaş hüceyrəsində saxlanılanları - nömrəni, mətni və ya əmri fərqləndirmir. Məlumatlarda olduğu kimi əmrlərdə də eyni hərəkətləri edə bilərsiniz. Bu, geniş imkanlar açır. ** Bir proqramın əmrləri digər proqramın icrasının nəticəsi kimi qəbul edilə bilər. Tərcümə üsulları bu prinsipə əsaslanır - proqram mətninin yüksək səviyyəli proqramlaşdırma dilindən konkret maşının dilinə tərcüməsi. 3. Məqsədlilik prinsipi. Struktur olaraq əsas yaddaş yenidən nömrələnmiş xanalardan ibarətdir; istənilən hüceyrə istənilən vaxt prosessor üçün əlçatandır. Beləliklə, yaddaş sahələrinə adlar vermək olar ki, onlarda saxlanılan dəyərlər daha sonra təyin edilmiş adlardan istifadə edərək proqramların icrası zamanı əldə oluna və ya dəyişdirilə bilsin. Bu prinsiplər əsasında qurulan kompüterlər fon Neyman tiplidir.

3 sürüşdürmə

Slaydın təsviri:

Prosessorun yaddaşı Əmrlərin icrasını sxem üzrə izləmək olar: GİRİŞ ÇIXIŞ PROQRAMI MƏLUMATLAR ƏMƏRLƏRİNİN SAYAĞI CU OPERANDLARININ QEYDİYYƏTİNİN ADDER ALU Fon Neuman maşını yaddaş qurğusundan (yaddaşdan) - yaddaşdan, məntiq blokundan ibarətdir. ALU, idarəetmə cihazı - CU, eləcə də cihazların giriş və çıxışı. Proqramlar və verilənlər giriş qurğusundan arifmetik məntiq vahidi vasitəsilə yaddaşa daxil edilir. Bütün proqram əmrləri qonşu yaddaş hüceyrələrinə yazılır və emal üçün məlumatlar ixtiyari hüceyrələrdə ola bilər. İstənilən proqram üçün sonuncu əmr bağlanma əmri olmalıdır. Ünvanı proqram sayğacında saxlanılan yaddaş xanasından növbəti təlimat seçilir; proqram sayğacının məzmunu təlimatın uzunluğu qədər artırılır.Seçilmiş göstəriş təlimat registrində idarəetmə qurğusuna ötürülür. Sonra, CU komandanın ünvan sahəsinin şifrəsini açır. Operandlar yaddaşdan oxunur və Kİ-nin siqnalları üzrə xüsusi operand registrlərində ALU-ya yazılır. Arifmetik məntiq vahidi göstərilən verilənlər üzərində əmrlərlə müəyyən edilmiş əməliyyatları yerinə yetirir. Arifmetik məntiq vahidindən nəticələr yaddaşa və ya çıxış cihazına verilir. Yaddaşın çıxış qurğusundan fərqi ondan ibarətdir ki, verilənlər yaddaşda kompüter tərəfindən emal üçün əlverişli olan formada saxlanılır, çıxış qurğuları isə insan üçün əlverişli olan formada qəbul edilir. İstənilən əmrin yerinə yetirilməsi nəticəsində proqram sayğacı bir dəfə dəyişir və deməli, növbəti proqram əmrini göstərir. bütün əvvəlki addımlar “dayan” əmrinə çatana qədər təkrarlanır.Lakin nəticə ünvanı göstərilmədikdə məlumatlar da prosessorda qala bilər.