John von Neumannova koncepce John von Neumann p
- Slides: 6
John von Neumannova koncepce
John von Neumann p Narozen 28. prosince 1903 Budapešť Rakousko-Uhersko p Zemřel 8. února 1957 Spojené státy americké
John von Neumann (Neumann János) p Maďarský matematik židovského původu, který značnou měrou přispěl k oborům jako jsou kvantová fyzika, funkcionální analýza, teorie množin, ekonomika, informatika, numerická analýza, hydrodynamika, statistika, a mnoho dalších matematických disciplín. p Nejvýznamnější jsou jeho objevy jako průkopníka digitálních počítačů a operační teorie kvantové mechaniky (takzvaná Von Neumannova algebra), tvůrce teorie her a konceptu buňkového automatu. p Spolu s Edwardem Tellerem a Stanislawem Ulamem se zabýval jadernou fyzikou, kde vytvořili základní předpoklady termonukleárních reakcí a vodíkové bomby.
Von Neumannova koncepce počítače Vstupní zařízení Zjednodušené blokové schéma Procesor Řídicí jednotka Výstupní zařízení Aritmeticko-logická jednotka Operační paměť Vnější paměť
p řídicí jednotka (CU - control unit) n p na základě jednotlivých instrukcí programu řídí činnost celého počítače aritmeticko-logická jednotka (ALU – Arithmetic-Logic Unit) n provádí výpočty p řadič společně s aritmeticko-logickou jednotkou tvoří procesor (CPU – Central Processing Unit) p v dnešní době doznala původní von Neumannova koncepce počítače určitých změn (multitasking, víceprocesorové systémy …) p harvardská koncepce na rozdíl od von Neumannovy předpokládá existenci dvou oddělených pamětí; v jedné paměti jsou uloženy jen instrukce programu a ve druhé paměti pouze data
Von Neumannova pravidla 1. Počítač počítá ve dvojkové soustavě. 2. Struktura je nezávislá od zpracovávaných problémů 3. Programy, data, mezivýsledky a konečné výsledky se ukládají do téže paměti 4. Paměť je rozdělená na stejně velké buňky (byty), které jsou průběžně očíslované vzestupně, přes číslo buňky (adresu) se dá přečíst nebo změnit obsah buňky 5. Po sobě jdoucí instrukce programu se uloží do paměťových buněk jdoucích po sobě, přístup k následující instrukci se uskuteční z řídící jednotky zvýšením instrukční adresy o 1. Všechna data (instrukce, adresy, …) jsou binárně kódované, správné dekódování zabezpečují vhodné logické obvody v řídící jednotce na řešení problému se musí zvenčí zavést návod na zpracování (program) a musí se uložit do paměti, bez tohoto programu není stroj schopen práce p 6. Instrukcemi skoku se dá odklonit od zpracování instrukcí v uloženém pořadí Existují alespoň instrukce aritmetické - sčítání, násobení, ukládání konstant, … logické - porovnání, not, and, or, … instrukce přenosu - z paměti do řídící jednotky a na vstup/výstup podmíněné skoky ostatní (posunutí, přerušení, čekání, …)
