Maxay tahay mabda'a qaabka dhismaha von Neumann? Sidee buu u shaqeeyaa von Neumann?

Maanta waa adag tahay in la aamino, laakiin kombuyuutarro, iyada oo aan wax badan oo malayn karin noloshooda, waxay soo muuqdeen 70 sano ka hor. Mid ka mid ah kuwa ka qaybqaatay abaabul wax ku ool ah waxay abuurayeen aqoonyahan Maraykan ah John von Neumann. Waxa uu soo jeediyay mabaadi'da kombuyuutarrada intooda badani ay shaqeeyaan maanta. Ka feker sida mashiinada von Neumann u shaqeynayaan.

Qoraal kooban oo kooban

Janos Neiman wuxuu ku dhashay magaalada Budapest sanadkii 1930-kii, wuxuu ku dhashay qoys aad u qurux badan oo Yuhuudi ah, ka dibna wuxuu ku guuleystay inuu helo magaca sirta. Waxa uu ka soocay ilmanimada oo leh awoodda aad u fiican ee dhammaan dhinacyada. Markii da'diisu ahayd 23 jir, Neiman horayba difaacay falsafadiisa Ph.D. ee farsamada tijaabada ah iyo kimistaanka. Sanadkii 1930, aqoonyahan dhalinyaro ah ayaa lagu casumay inuu ka shaqeeyo Maraykanka, ee Jaamacadda Princeton. Isla mar ahaantaa, Neiman wuxuu noqday mid ka mid ah shaqaalaha ugu horreeya ee Machadka Daraasada Sare, halkaas oo uu ka shaqeynayay isagoo ah professor ilaa dhammaadkiisa noloshiisa. Dareenka cilmiga sayniska ee Neumann ayaa aad u ballaaran. Gaar ahaan, isagu waa mid ka mid ah abuurayaasha xisaabaadka farsamoyaqaannada quantum iyo fekerka gawaarida gacanta.

Kaqaybgalka Macluumaadka

Ka hor inta aan ogaado waxa mabda 'ma la kulmaan naqshadaha Von Neumann, waxa ay noqon doontaa mid xiiso leh si ay u bartaan oo ku saabsan sida cilmiga si fikradda ah abuurista nooc ka mid ah computer casriga yimid.

Inaad noqoto khabiir ku aaddan xisaabaadka qaraxa iyo hirarka shoogga, horraantii 1940s von Neumann wuxuu ahaa la taliye cilmi-baaris ah mid ka mid ah shaybaarrada Xafiiska Qaranka ee Ciidamada Qaranka ee Maraykanka. Deyrtii 1943, wuxuu yimid Los Alamos si uu uga qaybqaato horumarinta mashruuca Manhattan ee marti-qaadka shakhsiyadeed ee uu hoggaamiyihiisa, Robert Oppenheimer. Ka hor intaanay ahayd hawshii lagu xisaabin lahaa awoodda qulqul-darrada ah ee qarxinta qarxa atomiga ah ee loo yaqaan 'mass-critical'. Si loo xaliyo, waxaa loo baahan yahay xisaabin badan, oo markii ugu horreysay lagu sameeyay xisaabiyeyaasha gacanta, iyo ka dibna mishiinnada farsamaysan ee IBM, iyagoo isticmaalaya kaararka xargaha.

Von Neumann noqday ogyahay macluumaadka ku saabsan horumarka abuurka electro-farsamo oo si buuxda u electronic kombiyuutarada. Dhawaan ayuu ku lug lahaa horumarinta kombiyuutarada EDVAC iyo ENIAC, taas oo ka dhalatay taas oo ka dhalatay inuu bilaabay inuu qoro shaqada "Warbixinta ugu horreysa ee EDVAC", oo aaney dhicin, kaas oo uu u soo bandhigay bulshada cilmiga ah fikrad buuxda oo ku saabsan qaab dhismeedka kombiyuuterka ah.

Mabaadiida Von Neumann

Macluumaadka sayniska ee sanadka 1945 waxay ahayd mid adag, maaddaama dhammaan kombiyuutarada lagu keydiyay lambarradooda la xajiyey ee ku jira foomka 10aad, iyo barnaamijyada hirgelinta hawlaha waxaa lagu dejiyey iyada oo lagu rakibayo boodhadhka ku yaalla guddiga qalabka.

Tani waxay xaddideysaa awoodda kumbuyuutarrada. Horumarka dhabta ah wuxuu noqday mabaadiida von Neumann. Si kooban, waxaa lagu sheegi karaa hal jumlad: u wareegitaanka nidaam lambar ikhtiyaar ah iyo mabda'a barnaamijka kaydsan.

Falanqaynta

Aynu ka fekereyno, mabaadii'da qaabka caadiga ah ee mashiinka Neumann ku salaysan, si faahfaahsan:

1. Ku-beddelka nidaamka ikhtiyaari ah ee tobanle

Mabda'ahaan qaab dhismeedka Neumann wuxuu noo ogolaanayaa in aan isticmaalno aalado macquul ah oo fudud.

2. Ilaalinta software ee kombiyuutarka korontada

Hawlgalka kombiyuutarka waxaa gacanta ku haya qaybo tilmaam ah oo lagu fuliyay midba midka kale. Horumarinta mashiinada ugu horeysa ee barnaamijka lagu kaydiyo xasuusta ayaa aasaas u ah barnaamijka casriga ah.

3. Macluumaadka iyo barnaamijyada xusuusta kombiyuutarka ayaa lagu kaydiyaa wadajir

Xaaladdan, labadaba xogta iyo amarrada barnaamijku waxay leeyihiin hab isku mid ah oo qorista nidaamka ikhtiyaariga ah, marka xaaladaha qaarkood, waxaa suurtagal ah in la fuliyo tallaabooyinka kor ku xusan ee xogta.

Cawaaqibta

Intaa waxaa dheer, dhismaha mashiinka Fonnemann wuxuu leeyahay qaababka soo socda:

1. Unugyada xasuusta waxay leeyihiin cinwaanno la tiriyo

Thanks to codsigan mabda'a ah, waxa ay noqotay suurta gal ah in la isticmaalo doorsoomayaasha barnaamijyada. Gaar ahaan, wakhti kasta waxaad tixraaci kartaa meel xusuusta ah ee cinwaankiisa.

2. Suurtagalnimada in la bedelo shuruudda lagu gudajiro barnaamijka fulinta

Sidii horey loo soo sheegay, amarrada barnaamijyada waa in si taxadar leh loo fuliyaa. Si kastaba ha noqotee, waxaa suurtagal ah in la sameeyo ku-beddelka aag kasta oo code ah.

Muxuu shaqeeyaa von Neumann?

model Tani waxay xisaabta ka kooban yahay kaydinta (memory) , unit macquulka xisaab ah (Alu), gacanta ku, iyo talooyin iyo qalabka wax soo saarka. Dhammaan tilmaamaha barnaamijka waxaa lagu qoraa unugyada xasuusta ee ku yaal xaafada, iyo xogta ay ku shaqeynayaan waa unugyo aan qaan-gaar ahayn.

Koox kasta waa inay ka koobnaato:

• Cadeeyee qaliinka la qabanayo;
• Cinwaanada unugyada xasuusta ee macluumaadka asalka ah ee ay saameeyeen qalliinka loo cayimay;
• Cinwaanada unugyada natiijada waa in la qoro.

Hawlaha ku xusan amarrada ku saabsan xogta hore ee aasaasiga ah waxaa sameeya ALU, natiijooyinkana waxaa lagu qoraa unugyada xasuusta, i.e., lagu keydiyay foomka ku habboon ee waxqabadka dambe, ama lagu wareejiyo qalabka wax soo saarka (kormeeraha, qoraha, iwm) iyo qofku heli karo.

CU ayaa xakameynaya dhammaan qaybaha kombiyuutarka. Laga soo bilaabo qalabyada kale waxay helayaan calaamado-amarro "waxa la sameeyo", iyo qalabyada kale waxay helaan macluumaadka ku saabsan waxa ay ku jiraan.

Qalabka xakamaynta ayaa leh diiwaan gaar ah oo la yiraahdo "counter counter" ee SC. Ka dib markii lagu soo rogay xogta sirta ah iyo barnaamijka xasuusta, SC wuxuu qorayaa cinwaanka amarkiisa 1aad. UC-du wuxuu akhriyaa waxyaabaha ku jira unugga xasuusta kombiyuutarka, cinwaankuna wuxuu ku yaalaa SC, oo wuxuu ku qoraa "Registry Register". Qalabka xakamaynta ayaa go'aaminaya qaliinka u dhigma amar khaas ah, iyo "calaamadaha" xasuusinta kombiyuutarka ee xogta cinwaanada lagu tilmaamay. Next, Alu ama hardware computer soco hawlgalka, ka dib markii taas oo ka kooban SC lagu beddelayba waa inay ka mid, m. E. ku fiiqaya in ay amarka soo socda.

Dhibaatada

Dhibaatooyinka iyo aragtida casriga ah ee qaab dhismeedka von Neumann waxay sii wadaan mawduuca wadahadalka. Xaqiiqda ah in mashiinnada ay abuurtay mabaadiida ay soo bandhigeen saynisyahaniinta aadka u fiican ma ahan kuwo qumman oo la ogaaday waqti aad u dheer.

Sidaa darteed, tikidhada imtixaanka ee sayniska kombiyuutarka ayaa badanaaba suurtagal ah su'aasha ah "mabda 'sababta naqshadda dhismaha ee Neonann uusan u dhigmin iyo waxa faa'iido darradu ay leedahay."

Markaad ka jawaabto qaybteeda labaad, waxaa lagama maarmaan ah in la tilmaamo:

• Si joogitaanka farqiga semantic ee u dhaxeeya luuqadaha barnaamijka sare iyo habka taliska;
• Dhibaatada ku habboon ee OP iyo bacda fidinta ee processor;
• Dhibaatada ka timaadda software-ka, oo ay sababtay xaqiiqda ah in kharashka uu abuuray uu aad uga hooseeyo kharashka horumarinta hardware, mana jirto wax suurtagal ah in baaritaan buuxa lagu sameeyo barnaamijka;
• Maqnaanshaha rajo la'aanta marka la eego xawaaraha, maaddaama xuduudaheeda ay horayba u gaareen.

Sida mabda'a aan ku haboonayn dhismaha von Neumann ee dhismaha, ka dibna waxaan ka hadleynaa ururada isbarbar dhigaya tiro badan oo xog ah iyo amarro ku dhisan dhisme isku dhafan oo badan.

Gabagabo

Hadda waxaad ogtahay naqshadda dhismaha ee Neonann aan ku habboonayn. Run ahaantii, sayniska iyo tiknoolajigu weli ma taagna, iyo, laga yaabo in dhawaan, kombiyuutarada nooc cusub oo cusub ayaa ka muuqan doona guri kasta, taas oo ay ugu mahadcelinayso bani-aadminimada heer cusub oo horumarineed. Marka la eego, isu diyaarinta imtixaanka ayaa ka caawin doonta barnaamijka tababarka "Architecture von Neumann." Khayraadka waxbarasho ee sayniska ah waxay fududeeyaan barashada maaddada waxayna siinayaan fursad ay ku qiimeeyaan aqoontaada.