Меъморӣ фон Neumann: таърихи пайдоиши истилоњи

Дар меъмории Ҷумҳурии фон Neumann, инчунин ҳамчун модели фон Neumann ё меъморӣ Принстон маълум, дар асоси усули дар соли 1945, математик ва физики Юҳанно фон Neumann ки дар гузориши «Нахустин лоиҳаи" як EDVAC компютерӣ тавсиф карда шудаанд.

Дар меъмории ноҳиявӣ

Дар ин гузориш шарҳ дода диаграммаи меъмории фон Neumann аз компютери электронии рақамӣ бо қитъаҳои иборат аз адад коркард, иборат аст:

• ба як воҳиди мантиқи арифметикӣ;
• реестри коркардкунанда;
• воҳиди назорат иборат сабти супориш ва барномаи маҷаллаҳо;
• як хотира, барои нигоьдории маълумот;
• дастгоҳи нигаҳдории беруна;
• Вуруди ва баромади механизмҳои.

Ба маънои рушд дар он аст, ки ҳар гуна маълумоти ба иттилооти компютерӣ мумкин аст аз ҷониби барнома, ки дар он амалиёти, ба маълумоти интихобшуда мумкин нест, дар як вақт бозӣ, чунки онҳо дар як автобус муштарак истифода иборат буд. Ин аст, ки дар «лоиҳаи якум», ки фикр дар бораи он чӣ донишманди меъморӣ бояд тасвир зикр. Фон Neumann номида ин вазъият "bottleneck», ки аксаран аз иҷрои системаи маҳдуд мегардонад.

Принсипҳои меъморӣ фон Neumann

компютер рақамӣ - компютер, нигоњдорї барнома, ки иборат дастурҳои барнома, хондани маълумот, навиштан, ва низ дар бар мегирад хотираи дастрасии тасодуфӣ (RAM). Принсипҳои меъморӣ Юҳанно фон Neumann кори худ ёфтаанд "Лоиҳа аввал." Ба гуфтаи ӯ, компютер нигоҳ дошта, дар хотираи барнома ба беҳтар бар назорати компютер, ба монанди ENIAC буданд. Дар охирин аз рўи муқаррар намудани Фаъолсозии, ва ворид намудани ямоқи, ки дар натиҷа масири сигналҳои маълумот ва назорати байни блокҳои гуногуни функсионалї барномарезӣ шуда буд. Дар аксарияти хотира мебошад ва низ аз ҷониби компютерҳои замонавӣ дар ин роҳ истифода бурда мешавад. Ҳамин тавр меъмории компютер фон Neumann гуногун аст, барои мисол, аз Ҳарвард, ба тавре ки он аз хотираи асосї ва кэш истифода набаред.

prehistory

Аввалин компютерҳо дар як барномаи муайян дода шуд. Баъзе компютерҳо хеле содда ҳам ин дизайн ё барои бетакаллуфи ва ё омӯзиш мақсадҳо истифода намоянд. Барои намуна, як калкулятори мизи аст, низ дар як компютери бо барномаи муайян. Он метавонад бо асосҳои математика кор, вале он метавонад ҳамчун истифода шавад протсессори калима ё консол бозиҳои. Таѓйир додани барномаи мошини собит талаб rewiring, реструктуризатсияи ё азнавташкилшавии дастгоҳи. Дар пешинаи компютер буданд, танг нест, ки онҳо барои нахустин бор ва барои маќсадњои илмї тањия шудааст. Reprogramming хеле дертар пайдо ва дар он раванди меҳнатталаб буд, зеро диаграммаҳо блоки ва пулҳои коғазӣ ва хотима тарҳҳои муфассал. Хусусан мушкил раванди навсозии шабакаҳои барқарорсозӣ мошини ҷисмонӣ буд. Ин метавонад насб се ҳафта дар ENIAC мегирад ва кӯшиш ба он кор.

Як андешаи нав

Бо компютер, нигоњдорї барномаи дар хотираи, ҳама чиз тағйир ёфт. Дар хотираи, онҳо тарҳи ки бо маҷмӯи дастурҳо мебошанд. Ин маънои онро дорад, ки дар мошини дарҳол метавонанд як ќатор дастуру даст ба гузаронидани ҳисобҳои.

Ин тарҳ аз чунин барномаҳои марбут ба Кодекси худидоракунии тағйир. Яке аз аввалин ниҳолҳо барои чунин иншооти лозим барои алгоритми зиёд ё ба таври дигар иваз кардани қисми суроғаи фармонҳои буд. Ӯ дастӣ дар тарҳҳои аввали ҷой дода шудааст. Ин муҳим аст, вақте ки камтар шуд реестри шохиси ва бавосита ба ҳалли хусусиятњои умумии девона аз тарафи меъмории компютерии мошинҳои Юҳанно фон Neumann шуд. Дигар истифодаҳои - барои ворид кардани маълумоти зуд-зуд истифодашаванда дар ҷараёни фармонҳои бо роҳҳои ҳалли фаврии. Аммо рамзи худидоракунии тағйир ба қадри кофӣ дорад, интиқод шудааст, зеро он аст, ки одатан мушкил барои фаҳмидан ва сознамоии. Илова бар ин, ӯ низ исбот мекунанд, ки дар робита ба барқароркунӣ ва caching дасисаҳои коркардкунандагони муосир бесамар мегардонад.

Бо ва калон, қобилияти муносибат дастуроти маълумот - ин аст, ки чӣ медиҳад assemblers, compilers, assemblers, боркунакҳо ва воситаҳои дигар иншооти эҳтимолии барномасозӣ автоматикунонидашуда мусоидат мекунад. Пас ба сухан, навиштани барномаҳое, ки ба навиштани барномаҳои. Дар бораи миқёси хурдтар, вуруди ва баромади амалиёти бозгашт шадиди, ба монанди ѕаллобќ BitBlt-тасвири ибтидоӣ ё пиксел ва vertex shaders дар муосир 3D-графика, ёфт шуда бошад бесамар ба кор бе таҷҳизоти истифодабаранда.

Тањияи консепсияи дар хотираи барнома

Математик Алан Тюринг, ки таваҷҷӯҳ ба мушкилоти мантиқи математикӣ пас аз лексияҳо Макс Newman Русия дар Донишгоҳи Кембриҷ буд, як мақола дар соли 1936 навишта буд, ки дар нашри Ҷамъияти математикӣ Лондон ба табъ расид. Дар он, ки ӯ як мошини фарзия, ки даъват "мошини компютерӣ универсалӣ», ва он акнун ҳамчун як мошини Тюринг универсалии маълум тавсиф карда шудаанд. , Ки дорои ду дастуру маълумоте, ки офарида шудааст ва меъморї - Вай нигаҳдорӣ беохир (хотира дар истилоҳот муосир) буд. Фон Neumann бо Тюринг дар як вақт наздик шиносоӣ пайдо чун профессори боздид дар Кембриҷ дар соли 1935 буд, ки дар рафти њимояи рисолаи доктории худро дар Донишкадаи Тюринг барои омӯзиши Advanced дар Принстон (New Jersey) дар 1936-1937.

Мустақилона Ji Presper Eckert ва Dzhon Mochli, ки дар мактаби ENIAC технологии барқ дар Донишгоҳи Пенсилвания таҳия шуда, дар бораи мафҳуми мошини, ки барнома молекула дар хотира дар моҳи декабри соли 1943 навишта буд. Вақте ки ба нақша як мошини нав, EDVAC, Eckert моҳи январи соли 1944 навишт, ки он ба додаҳо ва барномаҳои дар дастгоҳ хотираи addressable нав бо истифода аз таъхир оҳанӣ симоб нигоҳ. Ин бори нахуст ба сохтмони як мошини амал, ки барномаи дар хотираи молекула кардаанд, пешниҳод карда шуд. Дар айни замон, ӯ ва Mauchly кори Тюринг (тасвир поён), ҳаргиз огоҳ набудаем.

меъмории компютерӣ: принсипи фон Neumann

Фон Neumann дар "Лоиҳаи Манҳеттени» дар Лабораторияи миллии дар Лос-Alamos, ки талаб ҳаҷми бузурги ҳисоб машғул буд. Ин ӯро ба лоиҳа дар тобистони соли 1944 ENIAC ҷалб намуд. Ҷо вай натиҷаи баррасиҳо аз рӯи компютер EDVAC рушд ҳамроҳ. Дар ин гурӯҳ, ӯ навишт, як коғаз номи «A аввалин лоиҳаи ҳисобот оид ба EDVAC», дар асоси кори Eckert ва Mauchly. Ин нотамом буд, ки ҳамтои худ Галдштейн лоиҳа бо фон Neumann тақсим (бо роҳи, Eckert ва Mauchly ин хабари моту мабҳут шуда буданд). Ин ҳуҷҷат шуда, даҳҳо ҳамкорони фон Neumann дар Амрико ва Аврупо хонда ва таъсири амиқ дар марҳилаи навбатии рушд компютер буд.

Принсипҳои асосии меъморӣ фон Neumann, чунон ки дар «Дар лоиҳаи якум," даст шӯҳрати васеъ, дар ҳоле, Тюринг гузориши ӯ дар бораи калкулятор электронӣ, ки ба таври муфассал дар муҳандисӣ ва барномасозӣ тавсиф шудааст, фаро гирифта шудаанд. Он қайд шудааст ва пешнињоди мошин муаллиф, ки компютер Engine худкор (ACE) номида шуд. Ӯст, он ки Кумитаи иҷроияи Лабораторияи ҷисмонӣ миллии Бритониё дар соли 1946 супорид. Пас аз муддате, ҳатто ба татбиқи бомуваффақияти тарҳҳои гуногун ACE истеҳсол карда мешуд.

Оғози лоиҳаҳо

Ва лоиҳаи ҳуҷҷатҳои фон Neumann ва Тюринг тасвир компютер нигоҳдорӣ дар хотираи барномаи мушаххас, балки ба мақолаи фон Neumann муомилоти бештаре дар ҷомеа ба даст, ва меъмории компютерӣ меъмории Юҳанно фон Neumann машҳур шуд.

Дар соли 1945, профессор Neumann, ки он вақт дар мактаб муҳандисӣ дар Филоделфия, ки дар он ки аввал он ENIAC сохта шуда буд, кор мекард, дода аз номи ҳамкасбони худ оид ба тарҳрезии мантиқии компютер рақамӣ хабар медиҳанд. Дар ин гузориш пешниҳоди хеле муфассал оид ба сохтмони мошини, ки аз соли маъруф бо EDVAC табдил менамояд. Вай буд, танҳо ба наздикӣ дар Амрико таъсис ёфта, вале дар як гузориши офариниши фон Neumann EDSAC ваҳй кардааст.

Maniacs ва Joniacs

Дар соли 1947, Burks, Галдштейн ва фон Neumann гузориши дигар, ки фаро сохтмони навъи дигари мошин (дар ин вақт мувозӣ), ки гумон буд, ки хеле зуд, қодир, шояд нашр, ба анҷом то 20,000 амалиёт дар як сония. Онҳо қайд кард, ки масъалаи ҳалталаб дар сохтмони он ба рушди як хотираи муносиб буд, тамоми мазмуни он бояд фавран дастрас бошад. Дар аввал, онҳо пешниҳод барои истифодаи найчаи чангкашак махсус ном Selectron, ки дар лаборатория Принстон ихтироъ шуда буд. Чунин найҳои гарон ҳастанд, ва онҳо хеле мушкил, махсусан, агар шумо бо истифода аз ин меъморї. Фон Neumann Баъдан тасмим ба сохтани як мошин дар асоси хотираи Williams мекунад. Ин мошин, ки дар моҳи июни соли 1952 дар Принстон анҷом дода шуд, табдил ёфтааст MANIAC таври васеъ маълум (ва ё танҳо Maniacs). тарҳи он аз ҷониби холиқи оид ба сохтмони ним даҳҳо ва ё дастгоҳҳои монанд бештар, ки ҳоло он дар Амрико сохта ва даъват Johniacs хазли, ваҳй кардааст.

принсипҳои ташкили

Яке аз аксари компютерҳои муосир, аз вориднамоии рушд ва такмили дар техникаи ҳисоб электронии автоматӣ шудааст дар Лабораторияи ҷисмонӣ миллии Teddington, ки дар он сохта шуда буд, ва бино аз ҷониби гурӯҳи хурди риёзишиносон, муҳандисон ва муҳандисони тадқиқот нишон дод, ки бо кӯмаки як қатор муҳандисони истеҳсолот аз English барқ ширкати Ltd. Таҷҳизоти аст, ҳанӯз ҳам дар лаборатория, балки танҳо ба сифати як прототипи як ниҳол хеле калон аст, ки ба сифати Engine компютер худкори маълум аст. Вале, сарфи назар аз вазни нисбатан хурд ва мазмуни танҳо 800 мањкамкунанда thermionic, он мошини ҳисоб хеле зуд ва имрӯзӣ аст.

Мафҳумҳои асосӣ ва принсипҳои реферат ҳисоб истифода аз мошинҳои аз ҷониби доктор Тюринг дар асоси ҳамон Ҷамъияти Лондон математикӣ дар соли 1936 муайяну шудааст, аммо кор дар чунин мошинҳои дар Британияи Кабир шудааст ҷанг таъхир. Дар соли 1945, баррасии масъалаҳои ташкили чунин дастгоҳҳо дар Лабораторияи ҷисмонӣ миллии доктор Vormsli, Superintendent кафедраи математика Лабораторияи идома ёфт. Ӯ Тюринг ва дастаи хурди худ коршиносон ҳамроҳ аст, ва ба 1947 банақшагирии пешакӣ ба таври кофӣ пешрафта барои сафед таъсиси як гурӯҳи махсус буд.

Аввалин компютерҳо дар меъмории фон Neumann

Лоиҳаи аввал як нақшаи, ки шуда, бисёре аз донишгоҳҳо ва корпоратсияҳо сохтани компютерҳои худ истифода бурда, тасвир мекунад. Дар байни онҳо, танҳо ILLIAC ORDVAC ва маҷмӯи дастур мувофиқ.

Классикӣ меъморӣ фон Neumann дар Манчестер мошини таҷрибавӣ хурд (SSEM) таҷассум шудааст, Бэйби дар Донишгоҳи Манчестер, ки дода аввали оғози бомуваффақияти он дастгоҳ, ки нигаҳ хотираи барнома, 21 июни соли 1948 nicknamed.

Донишгоҳи Кембриҷ EDSAC, якум компютери электронии амалии ин гуна, бомуваффақият бори аввал дар моҳи майи соли 1949 оғоз гардид.

Рушди модели офарид

IBM SSEC имконияти баррасии дастурҳои маълумот дошт ва ошкоро намоиш дода шуд, 27 январи соли 1948. Ин қобилияти аст, ки дар ИМА Пэт тасдиқ. Бо вуҷуди ин, он мошин қисман electromechanical буд, на аз пурра электронӣ. Дар амал, дастурҳо аз навор коғазӣ сабаби хотираи маҳдуд он хонда шуданд.

Бэйби якум компютери пурра электронӣ буд, ки ба иҷро кардани барномаҳои нигоњ дошта мешавад. Ин factoring барнома баъд аз сар ва ҳисоб оддӣ тақсим кардани ҳисоб, ки нишон медиҳад, ки ду адад мебошанд coprime давида дақиқа 52, 21 июни соли 1948.

ENIAC ба сифати як компютер ибтидоӣ барои фақат барои хондан кор дигаргун карда шудааст, вале дар меъмории ҳамон, ва шудааст, 16-уми сентябри соли 1948 нишон дод, ва ба оғози барномаи Adele Галдштейн ташкил бо кӯмаки фон Neumann.

BINAC якчанд барномаҳои озмоиши дар моҳи феврал, март ва апрел 1949 сарф, бо вуҷуди он шуд, то моҳи сентябри соли 1949 ба анҷом нарасидааст. Илова бар ин, медавад озмоиши берун (баъзе муваффақ) дигар компютерҳои электронӣ, ки он хоси меъмории гузаронида шуданд. Фон Neumann, ки аз тарафи роҳ, ва идома ба кор оид ба лоиҳаи «Манҳеттени». Ин чунин касе имрӯзӣ аст.

Эволютсия дар меъмории системаи автобус

Тавассути даҳсолаҳо, аллакай дар 60 ва 70-, компютерҳо дар маҷмӯъ хурдтар табдил ва тезтар, ки дар натиҷа як таҳаввулот, ки паси компютер меъмории фон Neumann. Барои мисол, дар экран аз вуруди ва баромади хотираи имкон медиҳад, ки дахлдори дастгоҳҳои, иттилоот ва дастур оид ба ҳамгироӣ ба низоми он коркард мешавад, дар хотираи боқӣ мемонад. Системаи автобус метавонад истифода шавад барои таъмин намудани низоми ќарзию бо хурдтар. Ин аст, баъзан «ратсионализатсияи" меъморӣ номида мешавад. Дар даҳсолаи минбаъда, баъзан microcontrollers оддӣ баъзе хусусиятҳои модели маъмулии ба хотири кам кардани хароҷот ва ҳаҷми истифода набаред. Аммо компютер калон пайравӣ меъморї таъсис дода, ки онҳо хусусиятҳои илова кардаанд, ки ба беҳтар намудани иҷрои.