Matematico rivoluzionario von Neumann

l architettura di von neumann

In un articolo congiunto, Berks ha delineato nuovi principi per la progettazione e il funzionamento dei computer. Sulla base di questi principi, sono state successivamente rilasciate le prime due generazioni di computer. Alcuni cambiamenti sono avvenuti nelle generazioni successive, sebbene i principi di Neumann siano ancora attuali. In effetti, Neumann è stato in grado di generalizzare gli sviluppi scientifici e le scoperte di molti altri scienziati e di formulare cose fondamental mente nuove basate su di essi.

Principi di Von Neumann

I principi di Von Neumann Utilizzo del sistema di numeri binari nei computer. l architettura di von Neumann Sviluppato nuovi approcci al computing Il vantaggio rispetto a un sistema con numeri decimali è che i dispositivi possono essere creati in modo molto semplice, anche le operazioni aritmetiche e logiche in un sistema con numeri binari sono abbastanza semplici. Controllo dei programmi per computer. Il funzionamento del computer è controllato da un programma composto da una serie di istruzioni. I comandi vengono eseguiti in sequenza. La memoria del computer viene utilizzata non solo per l’archiviazione dei dati, ma anche per i programmi. In questo caso, sia i comandi del programma che i dati sono codificati nel sistema numerico binario, cioè le loro designazioni sono le stesse. Pertanto, in determinate situazioni, è possibile eseguire le stesse azioni sui comandi come sui dati. Le celle di memoria del computer hanno indirizzi numerati in sequenza. È possibile puntare a qualsiasi cella di memoria in qualsiasi momento al suo indirizzo.

Questo principio ha aperto la possibilità di utilizzare le variabili nella programmazione. Possibilità di salto condizionale durante l’esecuzione del programma. Sebbene i comandi vengano eseguiti in sequenza, i programmi possono implementare la capacità di accedere a qualsiasi parte del codice. Uno dei risultati più importanti oggi è che il programma non è una parte permanente della macchina Il programma è leggermente cambiato. Ma l’attrezzatura, ovviamente, rimane la stessa e molto semplice. Per confronto, il programma per computer ENIAC (in cui nessun programma è stato memorizzato in memoria) è stato determinato da speciali ponticelli sul pannello. La riprogrammazione della macchina (regolando diversamente i ponticelli) può richiedere più di un giorno. Sebbene possano essere necessari anni per scrivere programmi per computer moderni, viene eseguito su milioni di computer entro pochi minuti dall’installazione sul disco rigido.

Come funziona la macchina di von Neumann

La macchina von Neumann è costituita da un dispositivo di memoria (memoria) – memoria, un dispositivo logico aritmetico – ALU, un dispositivo di controllo – CU, nonché dispositivi di input e output. Programmi e dati vengono archiviati in memoria dal dispositivo di input utilizzando un dispositivo logico aritmetico. Per ogni programma, l’ultimo comando deve essere un comando di arresto. Il comando è quello di determinare quale operazione eseguire (tra le possibili operazioni su questa apparecchiatura) e l’indirizzo delle celle di memoria che memorizzano i dati su cui deve essere eseguita l’operazione specificata, nonché l’indirizzo della cella in cui deve essere il risultato scritto (se è necessario salvarlo in memoria). Il blocco logico aritmetico esegue le operazioni specificate dai comandi sui dati specificati. 

Dal blocco logico aritmetico, i risultati vengono trasferiti in memoria o al dispositivo sorgente. La differenza fondamentale tra una memoria e un dispositivo di output è che i dati vengono archiviati in memoria in una forma adatta all’elaborazione del computer e i dispositivi di output (stampante, monitor, ecc.) Vengono ricevuti come una persona. L’UU controlla tutte le parti del computer. Il controller contiene un registro speciale (cella) chiamato “contatore dei comandi”. Dopo aver caricato il programma ei dati in memoria, l’indirizzo del primo comando nel programma viene scritto nel contatore dei comandi. L’UU legge dalla memoria il contenuto della cella di memoria, il cui indirizzo è nel contatore dei comandi, e lo inserisce in un dispositivo speciale – “Command Register”. L’UU determina il funzionamento del comando, “contrassegna” i dati in memoria, i cui indirizzi sono specificati nel comando e controlla l’esecuzione del comando. L’operazione viene eseguita dall’ALU o dall’hardware del computer. Come risultato dell’esecuzione di qualsiasi comando, il contatore dei comandi cambia in uno e quindi indica il comando successivo nel programma. Se vuoi eseguire un comando che non segue il comando corrente, ma è remoto dal comando specificato da un certo numero di indirizzi, allora un comando di salto specifico contiene l’indirizzo della cella a cui deve essere passato il controllo. 

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