Принципы Джона фон Неймана

Конвейерная организация.

Здесь обрабатывающее устройство разделяется на последовательно включенные операционные блоки, каждый из которых специализирован на выполнение строго определенной части операции. При этом работа осуществляется следующим образом: когда i-ый операционный блок выполняет i-уючасть j-ой операции, (i - 1)-ый операционный блок выполняет (i - 1)-ую часть (j + 1)-й операции, а (i + 1)-ый операционный блок выполняет (i + 1)-ую часть (j - 1)-ой операции. В результате образуется своего рода конвейер обработки и за счет этого повышается производительность системы.

Большинство современных ЭВМ строится на базе принципов, сформулированных американским ученым, одним из «отцов» кибернетики Дж. фон Нейманом. Впервые эти принципы были опубликованы фон Нейманом в 1945 г. в его предложениях по машине EDVAC. Эта ЭВМ была одной из первых машин с хранимой программой, т.е. с программой, запомненной в памяти машины, а не считываемой с перфокарты или другого подобного устройства.

В целом эти принципы фон Неймана сводятся к следующему:

- Основными блоками фон-неймановской машины являются блок управления, арифметико-логическое устройство, память и устройство ввода-вывода.

- Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы, называемые словами (принцип двоичного кодирования).

- Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, которые определяют смысл операции. Эти управляющие слова называются командами. Совокупность команд, представляющая алгоритм, называется программой.

- Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Разнотипные слова различаются по способу использования, но не по способу кодирования (принцип однородности памяти).

- Устройство управления и арифметическое устройство обычно объединяются в одно, называемое центральным процессором. Они определяют действия, подлежащие выполнению, путем считывания команд из оперативной памяти.

- Обработка информации, предписанная алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом программой (принцип программного управления).

Принципы фон Неймана практически можно реализовать множеством различных способов. Ниже будут рассмотрены два из них: ЭВМ с шинной и канальной организацией.

Дата добавления: 2013-12-12