Принципы фон Неймана
- Использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Преимущество перед десятичной системой счисления заключается в том, что устройства можно делать достаточно простыми, арифметические и логические операции в двоичной системе счисления также выполняются достаточно просто.
- Программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно друг за другом. Созданием машины с хранимой в памяти программой было положено начало тому, что мы сегодня называем программированием.
- Память компьютера используется не только для хранения данных, но и программ. При этом и команды программы и данные кодируются в двоичной системе счисления, т.е. их способ записи одинаков. Поэтому в определенных ситуациях над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.
- Ячейки памяти ЭВМ имеют адреса, которые последовательно пронумерованы. В любой момент можно обратиться к любой ячейке памяти по ее адресу. Этот принцип открыл возможность использовать переменные в программировании.
- Возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Не смотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.
Самым главным следствием этих принципов можно назвать то, что теперь программа уже не была постоянной частью машины (как например, у калькулятора). Программу стало возможно легко изменить. А вот аппаратура, конечно же, остается неизменной, и очень простой.
Для сравнения, программа компьютера ENIAC (где не было хранимой в памяти программы) определялась специальными перемычками на панели. Чтобы перепрограммировать машину (установить перемычки по-другому) мог потребоваться далеко не один день. И хотя программы для современных компьютеров могут писаться годы, однако они работают на миллионах компьютеров после несколько минутной установки на жесткий диск.
Память компьютера имеет сложную многоуровневую структуру, реализованную в виде взаимодействующих запоминающих устройств (ЗУ)
Вычислительные машины работают циклически, выполняя в автоматическом режиме одну команду за другой
Порядок выполнения типовой команды:
1) Чтение команды
ЦП(процессор) -> АК(адрес ячейки) -> ОП -> К -> ЦП
2) Расшифровка кода операции
Наим.операции=decod k(КОП)
декодировка
3) Выборка чисел (операндов)
ЦП -> Ач1(адрес 1-го числа) -> ОП -> Ч1 -> ЦП
4) Выполнение операции
Ч1+Ч2 ->Р (результат)
5) Запись результата
ЦП -> Ач3 -> ОП ЦП ->Р->ОП
6) Определение адреса следующей команды
Обычно следующая команда находится в следующей ячейке. Ее адрес на 1 больше адреса текущей команды
