asti potaa von Neumanovskho typu ich klasifikcia Marcel

Časti počítača von Neumanovského typu, ich klasifikácia Marcel Prievozník 2013 1. ročník RŠI

Časti počítača von Neumanovského typu, ich klasifikácia Ing. Marcel Prievozník

OBSAH � Kto je John von Neumann? � von Neumannov počítač - úvod � Operačná pamäť � Aritmeticko-logická jednotka � Radič � Vstupno-výstupné zariadenie � Predpis pre riešenie úloh � von Neumanov počítač – schéma � The greatest computer programmer (video) � Použitá literatúra � CPU � Operačná pamäť � Otestuj sa � Použitá literatúra

John von Neumann �* 1903 (Budapešt) † 1957 (Washington) �jeden z najväčších matematikov 20. st. �otec teórie hier �podieľal sa na vytvorení základných predpokladov termonukleárnych reakcií a vodíkovej bomby. �je spoluautorom Koncepcie alebo architektúry počítača

von Neumanov počítač - úvod V roku 1946 on a jeho kolegovia z Princeton Institute for Advanced Studies naprojektovali nový počítač postavený na týchto pravidlách: q Počítač obsahuje operačnú pamäť, ALJ, radič, V/V zariadenia (vstupno - výstupné). q Predpis pre riešenie úlohy je prevedený do postupnosti inštrukcií. q Údaje a inštrukcie sú vyjadrené binárne. q Údaje a inštrukcie sa uchovávajú v pamäti na miestach označovaných adresami. q Programom riadené spracovávanie dát prebieha v počítači samočinne.

von Neumanov počítač POČÍTAČ OBSAHUJE OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ, V/V ZARIADENIA počítač obsahuje operačnú pamäť, v ktorej sa operácie vykonávajú. V operačnej pamäti sa nachádzajú všetky dáta potrebné na vykonanie danej úlohy, AKÉ TYP program, medzivýsledky a konečné Y OP výsledky. P OZNÁTE ?

VV zariadenia ALU operačná pamäť

von Neumanov počítač POČÍTAČ OBSAHUJE OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ, V/V ZARIADENIA počítač má procesor, ktorý sa skladá z riadiacej jednotky, ktorá riadi činnosť počítača a z aritmeticko-logickej jednotky, ktorá realizuje výpočty. . . (+, -, *, /, and, or, not , > , < , …). AKÉ? Procesor vykonáva činnosť podľa programu, ktorý ho riadi.

von Neumanov počítač POČÍTAČ OBSAHUJE OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ, V/V ZARIADENIA • zabezpečuje styk (interfacing) s počítačovou perifériou • funguje ako tlmočník, údaje z periférie prekladá do formátu, ktorému rozumie zbernica počítača a naopak. • riadenie sa uskutočňuje pomocou riadiacich signálov, ktoré predáva každému konkrétnemu zariadeniu v

von Neumanov počítač POČÍTAČ OBSAHUJE OPERAČNÚ PAMÄŤ, ALJ, RADIČ, V/V ZARIADENIA ! J U N E VYM • vstupné zariadenia pre zadávanie programov a dát • výstupné zariadenia, ktoré umožnia vidieť výsledok výpočtu

von Neumanov počítač V/V ZARIADENIA ! J U Z I R O G KATE

von Neumanov počítač 4 PREDPIS PRE RIEŠENIE ÚLOHY JE PREVEDENÝ DO POSTUPNOSTI INŠTRUKCIÍ. ZORAĎ • výsledky sú kontrolovane ! E N P U T poslané na výstupné zariadenie. POS • do pamäte sa cez ALJ zapíše program (postupnosť inštrukcií, ktoré sú postupne vykonávané ALJ) zo vstupných zariadení. 1 • prebehne vlastný výpočet, ktorý postupne vykonáva ALJ. Táto jednotka je riadená radičom, pričom si medzivýsledky ukladá do pamäte. • vstupné dáta, ktoré program požaduje sa zapíšu do pamäte aj 3 2

von Neumanov počítač ÚDAJE A INŠTRUKCIE SÚ VYJADRENÉ BINÁRNE. �počítač využíva dvojkovú sústavu, t. j. je digitálny. ! I N D O V ZDÔ • desiatková číselná sústava je nepohodlná, lebo by bolo nutné presne rozlíšiť od seba 10 rôznych stavov, čo z fyzikálneho hľadiska je komplikovanejšie a menej spoľahlivejšie ako rozlíšenie len 2 stavov

von Neumanov počítač ÚDAJE A INŠTRUKCIE SA UCHOVÁVAJÚ V PAMÄTI NA MIESTACH OZNAČOVANÝCH ADRESAMI. Pre správnu funkciu pamäti treba riešiť okrem vlastného princípu uchovanie informácie aj lokalizáciu uložených dát. Hovoríme o adrese pamäťového miesta, kde adresa je zvyčajne opäť vyjadrená číselne.

von Neumanov počítač PROGRAMOM RIADENÉ SPRACOVÁVANIE DÁT PREBIEHA V POČÍTAČI SAMOČINNE. Poradie operácií a krokov v počítači prebieha nezávisle od užívateľa. Počítač si sám riadi postupnosť a proces výpočtov, inštrukcií.

von Neumanov počítač - schéma

YOUTUBE VIDEO The greatest computer programmer

Ako sa líši von Neumannov počítač od súčasnej schémy? �von Neumannov počítač pracuje nad jedným programom (žiadny multitasking) �počítač môže disponovať len jedným procesorom

CPU – central processing unit hlavný procesor počítača � Interpretuje, vykonáva alebo spracúva inštrukcie alebo dáta programu vo forme strojového kódu. � v súčasnosti takmer vždy realizované vo forme mikroprocesora. �

Ako pracuje procesor? �Procesor je synchrónne zariadenie, ktoré pracuje podľa hodinových kmitov generovaných kryštálom umiestneným na základnej doske. �Behom jedného kmitu vykoná procesor jednu operáciu �Ak je schopný pracovať s vyššou frekvenciou kmitov, vykoná viac operácií, teda vykazuje vyšší výkon.

Ako pracuje procesor? �Moderné procesory pracujú na dvoch samostatných rýchlostiach – ◦ rýchlosť jadra: rýchlosť, na ktorej beží väčšina vnútorných obvodov procesoru. Toto číslo je často spájané s označením procesora ◦ rýchlosť zbernice procesora: rýchlosť rozhrania medzi procesorom a základnou doskou.

Operačná pamäť �označovaná aj ako hlavná pamäť počítača �ukladajú sa do nej dáta, ktoré procesor počítača momentálne nespracováva, ale budú potrebné neskôr �veľkou prednosťou je jej rýchlosť v porovnaní s pevným diskom

Operačná pamäť �je energeticky závislá, teda po prerušení dodávky elektrického prúdu alebo po vypnutí počítača, sa všetky údaje, ktoré obsahovala, vymažú. �v počítači najčastejšie v podobe pamäťového modulu

Otestuj sa. . . � � � � Z koľkých častí sa skladá von Neumannovská architektúra počítača? Vymenuj ich. Ako sú vyjadrované inštrukcie? Demonštruj systém uchovávania údajov v pamäti. Vlastnými slovami vyjadri princíp práce operačnej pamäte. Vymenuj časti ALJ, popíš ich funkcie. Vyjadri vlastnými slovami prácu radičov. Kategorizuj vstupno-výstupné zariadenia. Zorganizuj inštrukcie, ktoré sa vykonávajú v počítači s von Neumannovou architektúrou. Zdôvodni používanie binárnej sústavy. Vyvoď závery k použitiu von Neumannovho počítača (výhody, nevýhody). Objasni prácu procesora v počítači. Popíš, akými parametrami hodnotíme kvalitu procesora. Rozhodni, prečo je procesor lepšie použitie operačnej pamäte ako pevného disku.

Použitá literatúra http: //gdusecovce. edupage. org/files/ von_neumannova_koncepcia_pocita ca. doc � http: //sk. wikipedia. org/wiki/Koncepcia _Johna_von_Neumanna � Gajdoš, Š. : Technické vybavenie počítača (www. zborovna. sk) �