РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ 
 

Кафедра  информационных  технологий 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по Информатике

тема:

Архитектура Фон Неймана.

Принципы  создания ЭВМ согласно Фон Нейману.

  
 
 
 
 

Исполнитель:

студентка I курса

 факультет: Управления,

группа  ФУ14

заочного  отделения

Серяковой Г.В. 

Преподаватель: Кашина И.А.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2011 г. 
 
 

Содержание:

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Архитектура фон Неймана.

      Архитектура Джона фон Неймана¹ — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.                                       

      Наличие заданного набора исполняемых команд и программ было характерной чертой первых компьютерных систем. Сегодня  подобный дизайн применяют с целью  упрощения конструкции вычислительного  устройства. Так, настольные калькуляторы, в принципе, являются устройствами с фиксированным набором выполняемых программ. Их можно использовать для математических расчётов, но невозможно применить для обработки текста и компьютерных игр, для просмотра графических изображений или видео. Изменение встроенной программы для такого рода устройств требует практически полной их переделки, и в большинстве случаев невозможно. Впрочем, перепрограммирование ранних компьютерных систем всё-таки выполнялось, однако требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.

      Всё изменила идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени  её появления использование архитектур, основанных на наборах исполняемых  инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, записанных в программе, чрезвычайно увеличило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных.     Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ.

2. Принципы Фон Неймана

       В 1946 году трое учёных — Артур Бёркс, Герман Голдстайн и Джон фон Нейман — опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства». В статье обосновывалось использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций — до этого машины хранили данные в десятичном виде), выдвигалась идея использования общей памяти для программы и данных. Имя фон Неймана было достаточно широко известно в науке того времени, что отодвинуло на второй план его соавторов, и данные идеи получили название «принципы фон Неймана».

          2.1 Принцип двоичного кодирования.

Для представления  данных и команд используется двоичная система счисления.

          2.2 Принцип однородности памяти.

Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и  кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего  двоичной). Над командами можно  выполнять такие же действия, как  и над данными.

          2.3 Принцип адресуемости памяти.

Структурно  основная память состоит из пронумерованных  ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

          2.4 Принцип последовательного программного управления.

Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.

          2.5 Принцип условного перехода.

Команды из программы не всегда выполняются  одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд в зависимости от значений данных.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относят  к типу фоннеймановских.

3. Компьютеры построенные  на принципах Фон  Неймана

        В середине 1940-х проект компьютера, хранящего свои программы в общей памяти был разработан в Школе электрических разработок Мура в Университете штата Пенсильвания. Подход, описанный в этом документе, стал известен как архитектура фон Неймана, по имени единственного из названных авторов проекта Джона фон Неймана, хотя на самом деле авторство проекта было коллективным. Архитектура фон Неймана решала проблемы, свойственные компьютеру «ЭНИАК», который создавался в то время, за счёт хранения программы компьютера в его собственной памяти. Информация о проекте стала доступна другим исследователям вскоре после того, как в 1946 году было объявлено о создании «Эниака». По плану предполагалось осуществить проект силами Муровской школы в машине EDVAC, однако до 1951 года EDVAC не был запущен из-за технических трудностей в создании надёжной компьютерной памяти. Другие научно-исследовательские институты, получившие копии проекта, сумели решить эти проблемы гораздо раньше группы разработчиков из Муровской школы и реализовали их в собственных компьютерных системах. Первыми пятью компьютерами, в которых были реализованы основные особенности архитектуры фон Неймана (таблица 1), были:

• Манчестерский Марк I. Прототип — Манчестерская малая экспериментальная машина. Университет Манчестера (англ. The University of Manchester), Великобритания, 21 июня 1948 года;
• EDSAC. Кембриджский университет (англ. The Cambridge University), Великобритания, 6 мая 1949 года;
• BINAC. США, апрель или август 1949 года;
• CSIR Mk 1. Австралия, ноябрь 1949 года;
• SEAC. США, 9 мая 1950 года.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1. Первые пять компьютеров основанные на принципах фон Неймана. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

4.Диаграмма

 

Динамика  товарооборота за I квартал 2011г 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованной литературы:

 

1. Киреева Г.И., Курушин В.Д, Основы информационных технологий: учебное посоьие. – М.:ДМК  Пресс, 2009г.
2. Уринович Н.Д. Учебное пособие / 4-е издание – М.: Бином, 2007г.
3. Юрий Полунов. Статья в журнале PC Week/Russian Edition. -2006. - № 13

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рецензия  преподавателя: