Характеристики (3)
Номер включенной лампы и соответствовал значению разряда
Основной недостаток ENIAC состоял в том, что программирование процесса вычислений в ней выполнялось вручную с помощью электрических переключателей и перекоммутации электрических кабелей
31
Проект ENIAC
Проект был завершен в 1946 году, когда война уже закончилась
Но машина нашла применение в Манхэттенском проекте при выполнении расчетов, связанных с проектированием водородной бомбы
То, что ENIAC удалось использовать совсем в другой области, чем той, для которой машина проектировалась, показало огромное преимущество идеи универсальной вычислительной машины
32
Машина фон Неймана
Ввести новую программу в ENIAC или изменить что-либо в имеющейся было исключительно трудно и утомительно.
Значительно проще было бы программировать машину в том случае, если бы можно было представить программу в таком же виде, как и данные, и хранить ее примерно таким же способом.
Тогда ввод новой программы свелся бы к вводу массива команд в память, а компьютер в процессе вычислений извлекал бы эти команды из памяти. 33
Машина фон Неймана
Возникновение этой идеи, известной теперь во всем мире под именем концепции хранимой программы, обычно связывают с группой создателей ENIAC, в частности с именем математика Дж. фон Неймана (John von Neumann), который был консультантом проекта.
В 1946 году фон Нейман и его коллеги по Институту современных исследований в Принстоне (Princeton Institute for Advanced Studies — IAS) начали работу над проектом нового компьютера с хранимой
программой, известного в научном мире под именем
компьютера IAS. |
34 |
|
Машина фон Неймана
Компьютер IAS , проектирование и изготовление которого завершилось только в 1952 году, стал прототипом всех последующих компьютеров общего назначения с хранимой в памяти компьютера программой
35
Структура IAS
36
Структура IAS
устройство оперативной памяти, в котором хранятся данные и команды программы;
арифметическое и логическое устройство (АЛУ),
которое обрабатывает данные, представленные в двоичной системе счисления;
устройство управления выполнением программы
(УУ), которое анализирует команды программы, извлекаемые из памяти, и организует их выполнение;
оборудование ввода-вывода, работающее в соответствии с сигналами, поступающими от УУ.
Все современные компьютеры имеют такую же структуру и функции и поэтому называются машинами фон Неймана.
37
Память компьютера IAS
состояла из 1000 ячеек, называемых
словами
Длина каждой ячейки — 40 двоичных разрядов (битов)
В памяти сохранялись и числовые данные, и команды программы
Данные представлялись в двоичной системе счисления (в двоичном коде), каждая команда программы также имела двоичный формат
38
Машина фон Неймана
Программа и данные хранятся в оперативной памяти
АЛУ оперирует с двоичными данными
УУ декодирует команды и выполняет их
Оборудование ввода – вывода функционирует под управлением УУ
Princeton Institute for Advanced Studies — IAS
Проектирование и изготовление IAS завершилось в 1952 году
39
Форматы данных в IAS
0 |
1 |
39 |
Число
а) Представление чисел
Знаковый
разряд
Левая команда |
Правая команда |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
8 |
|
19 |
20 |
28 |
39 |
Код |
|
Адрес |
|
Код |
|
Адрес |
операции |
|
|
операции |
|
||
б) Командное слово
40