28614

Архитектура фон Неймана

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

von Neumann architecture широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памятикомпьютера. Всё изменила идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти.

Русский

2013-08-20

15.3 KB

13 чел.

Архитектура фон Неймана (англ. von Neumann architecture) — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памятикомпьютераВычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Наличие заданного набора исполняемых команд и программ было характерной чертой первых компьютерных систем. Сегодня подобный дизайн применяют с целью упрощения конструкции вычислительного устройства. Так, настольные калькуляторы, в принципе, являются устройствами с фиксированным набором выполняемых программ. Их можно использовать для математических расчётов, но невозможно применить для обработки текста и компьютерных игр, для просмотра графических изображений или видео. Изменение встроенной программы для такого рода устройств требует практически полной их переделки, и в большинстве случаев невозможно. Впрочем, перепрограммирование ранних компьютерных систем всё-таки выполнялось, однако требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.

Всё изменила идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени её появления использование архитектур, основанных нанаборах исполняемых инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, записанных в программе, чрезвычайно увеличило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ.

Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов (двоичных цифр, битов) и разделяется на единицы, называемые словами.

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

3. Принцип адресуемости памяти. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

4. Принцип последовательного программного управления. предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип жесткости архитектуры. Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фоннеймановских.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

77308. Psychological Aspects of Virtual Environment Use 33.5 KB
  Phenomen of presence nd immersion in to virtul environments re subject of psychology studies t the sme time they re extremely importnt from positions of computer visuliztion. Keywords: Presence virtul relity visuliztion. INTRODUCTION The presence phenomenon ws described s perceptionl illusion of immedicy or otherwise ldquo;sense of being thererdquo; ignoring the computer s intermediry between person nd the world it intercts with. The sme wy one cn describe involvement phenomenon tht s well s immersion is defined s component of...
77309. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗРАБОТКЕ СРЕДСТВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ 33 KB
  Схема функционирования разрабатываемых в последние годы систем отладки примерно следующая в ходе вычислений собираются данные о работе процессов которые являются входными при построении того или иного вида отображения например графов вызовов или графов потоков данных. Однако все эти приемы скорее носят характер паллиативов изза возникающих проблем с реализацией как самого процесса вывода данных так и с интерфейсом удобным для программиста. В этой связи можно рассмотреть методику и среду распределенного и параллельного...
77310. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ СРЕДЫ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 29.5 KB
  В этой связи можно рассмотреть историю развития средств интерактивной машинной графики предназначенных для обеспечения интерпретации данных и отметить увеличение ldquo;плотностиrdquo; при передаче информации от порядка тысячи элементарных векторов на экране до генерации в реальном времени практически полноценных фотореалистичных фильмов. Это состояние характеризуется как ощущение пребывания в ldquo;другом миреrdquo; в отличие от обычного для компьютерной графики...
77311. Психологические феномены виртуальной реальности 29 KB
  Ниже даются определения основных состояний переживаемых в виртуальной реальности показана их связь и взаимодействие что представляется важным как для дальнейших исследований так и для разработки систем компьютерной визуализации использующих среды виртуальной реальности. Среды виртуальной реальности являются развитием симуляторов и тренажеров созданных еще в 60ые и 70ые годы XX столетия для летчиков и космонавтов. Одновременно с феноменом присутствия описывается феномен погружения как явление когда органы чувств пользователя...
77312. MODERN TENDENCIES IN THE DEVELOPMENT OF VISUALIZATION TOOLS FOR PARALLEL COMPUTING SOFTWARE 25 KB
  Urosov s fr s one cn see it is nturlly to use visuliztion tools both for needs of prllel progrmming nd presenttion of redymde prllel softwre. In the mid 90s of the 20th century mny systems for softwre visuliztion of prllel computing hve been developed. Judging by our observtions lst yers the intensity of development in the field of Softwre Visuliztion declined considerbly.
77313. СИСТЕМНЫЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИОННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА 84.5 KB
  Важную роль в большинстве этих системах играют средства визуализации связанные со сложной вычислительной моделью. Причем система визуализации служит в тоже время и средством управления численным экспериментом. Успех компьютерного эксперимента во многом зависит от средств визуализации которые могут использовать технологии виртуальной реальности как в ldquo;чистомrdquo; виде так и в варианте ldquo;расширеннойrdquo; ugumented реальности. Известная схема получения результата в области численного компьютерного моделирования...
77314. ФЕНОМЕНЫ ПРИСУТСТВИЯ И ВОВЛЕЧЁННОСТИ В СРЕДАХ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 27 KB
  Ключевым понятием позволяющим отличить виртуальную реальность от трехмерной графики является феномен присутствия определяемый как перцептивная иллюзия непосредственности или чаще как sense of beening there ощущение нахождения себя там в противоположность наблюдению за изображением со стороны. Отдельно указывается что при переживании присутствия пользователь забывает о машинах поставляющих ему изображения. Изучению присутствия посвящен достаточно обширный пласт работ которые в основном концентрируются на определении...
77315. ФЕНОМЕН ПРИСУТСТВИЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕШЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЗАДАЧ В СРЕДАХ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 125.5 KB
  Эта статья посвящена изучению особенностей взаимодействия пользователя с виртуальной реальностью состояния присутствия его влияние на способности пользователя решать задачи на пространственное преобразование тест кубики Коса. Основным фактором определяющим виртуальную реальность в отличие от объемной компьютерной графики является состояние присутствия которое большинством авторов характеризуется как ощущение пребывания в другом мире отличающееся от обычного для компьютерной графики наблюдения за картинкой на экране Fencott 1999;...
77316. К обоснованию проекта визуализационной компоненты виртуального испытательного стенда 82 KB
  Характерным в этой работе является во-первых огромная роль технологий виртуальной реальности в визуализации а во-вторых неразрывная связь системы визуализации и мощной вычислительной модели для которой система визуализации служит средством управления численным экспериментом. Вычислительный компьютерный эксперимент известный с 70-ых годов становится реальным инструментом исследования после появления супер-производительных параллельных вычислителей и мощных средств визуализации включая средства виртуальной реальности. Предметом...