6. Принципы фон неймана

Для обеспечения совместимости работы ВС выпускаемых различными фирмами производителями необходимо, чтобы при проектировании ЭВМ они следовали некоторым общим принципам. Такие основные архитектурно функциональные принципы были разработаны венгерским математиком и физиком Джоном фон Нейманом и его коллегами Г. Голдстайном и А. Берксом в классическом отчете "Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства". Их можно сформулировать следующим образом:

1. Программное управление работой ЭВМ. Программы состоят из команд; команда производит одиночный акт преобразования информации; последовательность команд для реализации алгоритма – программа; все разновидности команд есть система команд машины.

2. Принцип условного перехода. Он позволяет сократить запись программ; позволяет осуществить циклы с автоматическим завершением и итерационные процессы.

3. Принцип хранимой программы. Самый важный. Он определяет, что программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Команды и данные представлены в виде машинных слов и выбираются единообразно, позволят обрабатывать, в том числе и программы, а также использовать непрямые системы адресации.

4. Принцип использования двоичной системы счисления (бинарной логики).

5. Принцип иерархичности запоминающих устройств. Он позволяет устранить разрыв между быстродействием процессора и разных типов памяти используемых в ЭВМ.

6. Алгоритмы

Данные в ЭВМ кодируются при помощи алфавита, который состоит из символов (букв). Буквы алфавита образую первичный тип данных. Для современных ЭВМ это двоичный алфавит. Для удобства работы на основе первичных данных создают более сложные структуры (буквы байтового алфавита, слова и т. п.). Выше было сказано, что ЭВМ может производить над данными самые разнообразные действия. Любая задача, решаемая при помощи ЭВМ это связный список действий машины над данными. Таким образом, для решения задачи при помощи ЭВМ она должна быть надлежащим образом описана. Такие описания производят при помощи алгоритмов.

Алгоритмом принято называть любую конечную систему правил преобразования данных над любым алфавитом.

Алгоритмы могут описываться самым различным образом. Обычно выделяют два способа описаний формальный и неформальный. Неформальные способ это описание действий приводящих к решению задачи при помощи синтаксических конструкций естественного языка. Формальные описания использую формализованные специализированные языки. Алгоритмы представляются также при помощи опорных графов (блок-схем).

Частным случаем описаний алгоритмов решения задач являются программы для ЭВМ. Программой является алгоритм решения задачи описанный при помощи специализированного языка (языка программирования) который по определенным правилам может быть преобразован в язык команд используемой машины.