Главные элементы концепции
Двоичное представление информации и команд (взято из идей предшественников).
Принцип хранимой программы (данные и программа хранятся в оперативной памяти).
Прямой доступ к памяти по адресу (организация вычислений сразу по всем разрядам данного).
Джон фон Нейман предложил следующую структуру ЭВМ:
Память
Устройство управления
Арифметико-логическое устройство
Устройства ввода-вывода
|
Рис. 2.6. С.А. Лебедев
|
Следует особо выделить работы советского академика, который параллельно работал над созданием первой ЭВМ (1947 год) в Советском Союзе. Это Сергей Алексеевич Лебедев (см. рисунок 2.6), предложивший такую же архитектуру и принципы работы ЭВМ, но поскольку такого рода разработки были закрытыми в Советском Союзе, его имя стало известно гораздо позже, чем имя Джона фон Неймана. |
Большой вклад в развитие отечественных ЭВМ и программных средств для ЭВМ внесли: русский математик и механик П. Л. Чебышев, российские ученые советского периода – С. А. Лебедев, В. М. Глушков, А. А. Ляпунов, М. Р. Шура-Бура, А. П. Ершов и многие другие.
Начиная с 1950 года, происходит развитие и совершенствование ЭВМ. Ее структура уточняется и становится основой любой ЭВМ, независимо от дизайна и архитектуры. Устройство управления и арифметико-логическое устройство соединяются в единый блок, который называется процессор.
2.2. Структура эвм
В структуре любой ЭВМ можно выделить следующие компоненты:
Память
Процессор
УВВ.
Память — запоминающее устройство для хранения информации. Память делится на два основных вида – оперативную и внешнюю.
Оперативная память предназначена для временного хранения информации. Она состоит из ячеек, которые имеют адрес и содержимое. Ячейки состоят из более мелких элементов памяти — байтов, их может быть от 1 до 8.
Адрес ячейки — номер левого байта ячейки.
Содержимое — это данное, находящееся в ячейке и закодированное в двоичном виде.
Внешняя память предназначена для длительного хранения информации и обмена с оперативной памятью.
Единицами измерения памяти являются байты, килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты и т.д.
Процессор — устройство для выполнения арифметических, логических операций и контроля над работой всей ЭВМ.
Процессоры характеризуются своей архитектурой (набором команд и др.), разрядностью, скоростью выполнения операций.
УВВ — устройства ввода-вывода, предназначенные для общения пользователя с компьютером.
2.3. Особенности и классы современных эвм
С момента создания первой ЭВМ прошло много времени, и архитектура ЭВМ претерпела большие изменения. Из больших громоздких ЭВМ превратились в малогабаритные, но еще более мощные, чем прежде. Элементная база компьютеров за довольно большой период времени видоизменилась от электронных ламп, полупроводников (транзисторов) до сверхбольших интегральных схем (СБИС).
В развитии вычислительной техники обычно выделяют 4 поколения ЭВМ:
на электронных лампах (1945—1955 гг.),
на полупроводниковых (транзисторных) приборах (1955—1965 гг.),
на интегральных микросхемах (1965—1980 гг.),
на сверхбольших интегральных схемах – СБИС (с 1980 гг.).