Компьютер архитектурасы.Есептеу машинасын йымдастыру Фон- Нейман принципін талдаыз.

Компьютер (аылш. computer — «есептегіш»), ЭЕМ (электронды есептеуіш машина) — есептеулерді жргізуге, жне апаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша абылдау, айта деу, сатау жне нтиже шыару шін арналан машина. Компьютер дуіріні бастапы кезедерінде компьютерді негізгі ызметі — есептеу деп саналатын. азіргі кезде оларды негізгі ызметі — басару болып табылады.

Компьютер архитектурасы ала ойылан мселені, зерттеліп отыран физикалы былысты максималды айын крсетіп, модельдеуге ммкіндік береді. Мысалы, электронды аындар бгеттер салу кезіндегі су аыныны лгісі ретінде олданылуы ммкін. Осылай растырылан аналогты компьютерлер XX асырды 60-жылдары кп боланымен, азір сирек кездеседі. азіргі заманы компьютерлерді басым блігінде ала ойылан мселе уелі математикалы терминдерде сипатталады, бл кезде барлы ажетті апарат екілік жйеде (бір жне ноль ретінде) крсетіледі, содан кейін оны деу шін арапайым логика алгебрасы олданылады. Іс жзінде барлы математикалы есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруа болатындытан, жылдам жмыс жасайтын электронды компьютерді математикалы есептерді, сонымен атар, апаратты басару есептеріні кпшілігін шешу шін олдануа болады. Біра, компьютерлер кез келген математикалы есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді аылшын математигі Алан Тьюринг сипаттаан болатын. Орындалан есеп нтижесі пайдаланушыа р трлі енгізу-шыару рылыларыны кмегімен крсетіледі, мысалы, лампалы индикаторлар, мониторлар, принтерлер жне т.б. Компьютер — жай ана машина, ол зі крсетіп тран сздерді «тсінбейді» жне з бетінше «ойламайды». Компьютер тек ана бадарламада крсетілген сызытар мен тстерді енгізу-шыару рылыларыны кмегімен механикалы трде крсетеді. Адам миы экрандаы кріністі абылдап, оан белгілі бір мн береді.

Фон Нейман архитектурасы — кеінен танымал командалар мен деректерді компьютер жадында бірлесіп сатау принципі. Мндай есептеу жйелері жиі "фон Нейман машинасы" терминін білдіреді, алайда рдайым осы ымдарды сйкестігін білдірмейді. Жалпы жадайда, фон Нейман сулеті туралы айтан кезде деректерді жне нсаулытарды бір жадтаы сатау принципін кздейді.

Фон Нейман принципі

Жадты біртектілік принципі

Командалар мен деректер саталады, белгілі бір жад жне сырты жад неразличимы. Танымаса, тек тсілі бойынша пайдалану; яни бір мні яшы жады ретінде де пайдаланылуы ммкін деректер мен команда ретінде, жне мекен-жайы ретінде арай ана тсіліне жгінуі. Бл ммкіндік береді баылау командалары сол операциялар, бл мен сандар, жне, тиісінше, біратар ммкіндіктер ашады. Мысалы, пайдаланылады згерте отырып, адрестік блігі-команданы амтамасыз етуге болады жгіну дйекті элементтеріне массив деректер. Мндай тсіл деп аталады трлендіру команда трысынан азіргі заманы бадарламалау емес пталады. Астам пайдалы болып табылады баса тергеу принципін біртектілігі, ашан команданы бір бадарламаны алынуы ммкін орындау нтижесі ретінде баса. Бл ммкіндік негізінде жатыр трансляция — мтінді аудару бадарламаны тілі жоары дегейдегі тілі наты есептеуіш машиналар.

Мекенжайлы принципі

рылымды негізгі жады трады, нмірленген яшытар, рі процессору еркін стінде ол жетімді кез келген яшы. Екілік кодтары командалар мен деректер блінеді бірлік апарат деп аталатын сздермен саталады яшытарда, олара ол жеткізу шін пайдаланылады нмірлері, тиісті яшытар — мекен-жайлары.

Бадарламалы басаруды принципі

Барлы есептеулер кзделген алгоритміне шешу, трінде сынылуы тиіс бадарламаны тратын реттілік басарушылар сздер — командалар. р команда міндеттейтін кейбір операция жиынтыы операцияларды іске асыратын есептеуіш машинаны. Команда бадарламаны саталады тізбектелген яшытарында жад есептеу машинасыны орындалады табии реттілік бар, оларды ережелері. ажет болан жадайда, арнайы мірлерді кмегімен, бл реттілігі згертілуі ммкін. згерту туралы шешімді орындау тртібін командалары бадарламасы абылданады немесе нтижелерін талдау негізінде алдыы есептеулер, не сзсіз.

Екілік кодтау принципі

Осы аидата сйкес, барлы апарат ретінде деректер мен командалар кодталады екілік сандар 0 жне 1. рбір апаратты трі сынылады екілік-рекеттерді жне зіні форматы. Дйектілігі бит форматында, бар белгілі бір мні, рісі деп аталады. "Санды апаратты детте бледі рісі белгіні рісі значащих разрядтар. Форматында команда екіге блуге болады ріс: ріс кодын операциялар рісі мекен-жайлары.

Есептеуіш машиналарды сулеті іліміні негіздері туралы ылымыны негізін 1944 жылы фон Нейман, бірінші лемде ЭНИАК шам компьютерін руа осылан кезде алаан. ЭНИАК жмыс процесі стінде Пенсильвания университетіндегі "Мур нститутында" ріптестері Джон Уильям Мокли, Джон Экертмен (аыл.), Герман Голдстайнмен жне Артур Беркспен кптеген пікірталастар кезінде EDVAC атты нерлым жетілдірілген машиналар идеясы келді. EDVAC зерттеу жмысы ЭНИАКты растырумен атар жаласты.

Гарвард архитектурасы

1945 жылды наурыз айында жатта логикалы сулет принциптері безендірілді, "EDVAC туралы бірінші есеп жобасы" деп аталатын — АШ Армиясыны Баллистикалы Зертханасы шін есеп, ЭНИАКты рылысы жне EDVACты зірлеу осы мекемені ашасына жзеге асырылды. Есеп, жай ана сызбасы боландытан, жариялау шін жарамады, тек топ ішінде тарату шін арналды, алайда Герман Голдстайн — АШ Армиясы тарапынан жобаны кураторы — бл ылыми жмысты кбейтті жне оны ке ауымды танысу шін алымдара жіберді. жатта жасату кезінде бірінші бетінде фон Нейман аты ана болды, оырмандара жат жалан сер алыптастастырды, барлы идеялар жазылан осы автора ана тиесілі ме деген сра туындатты. жат оны оыандара, осындай EDVAC сияты жне осы архитектурамен з компьютерлерін растырып алу шін жеткілікті апарат берілді, осыны нтижесінде "фон Нейман архитектурасы" деп атала бастады.