Von نیومن معمارۍ: د اصطلاح د رامنځته تاریخ

د معمارۍ د von نیومن، په توګه د von نیومن موډل، او یا د پرنسټون د معمارۍ په نامه هم یادیږي، پر بنسټ د ميتود د کمپيوټر EDVAC د "لومړۍ مسوده" راپور کې په 1945، ریاضي پوه او فزیک John von نیومن وباله.

د مدار معمارۍ

په راپور کې د von نیومن د برېښيزو ګڼيالو کمپيوټر سره د برخو د پروسس واحدونه شامل دي، جوړه معمارۍ دیاګرام تشریح:

• يوه حسابي منطق واحد؛
• د پروسسر راجسترونو؛
• د کنترول د څانګې د يو لارښوونې د نوم ثبتول او د پروګرام پر ضد جوړه؛
• لپاره د معلوماتو د ذخيره کولو يو حافظه؛
• د باندنيو ذخیره آله؛
• او خارجي میکانیزمونه.

د پرمختګ معنی په حقیقت کې چې کوم معلومات ساتل د کمپیوټر د معلوماتو کولای شي د دې پروګرام، په کوم کې چې د عملياتو، د ټاکل شوي مالومات نه شي په ورته وخت کې ترسره شي، ځکه چې دوی د يو عام بس شریک له خوا کارول کېږي ګان دي. دا يادونه په "لومړنۍ مسوده"، چې په اړه معمارۍ باید څه ډول وي، د ساینس پوه فکر تشريح کوي. Von نیومن دې حالت "بوتل"، چې زياتره د سیستم د فعالیت محدودوي په نامه.

د von نیومن معمارۍ د اصولو

Digital کمپيوټر - کمپيوټر، یو پروګرام چې د پروګرام د لارښوونو، د معلوماتو د لوستلو، ليکلو لري، او هم شامل ناټاکلي رسي حافظه (RAM) ذخیره. د جان von نیومن د معماري اصول په خپل کار خاکه "د لومړنۍ پروژه." د هغه په وينا، کمپيوټر په پروګرام حافظه زيرمه شي، د کمپيوټر، لکه د ENIAC د کنترول يو پرمختګ وو. وروستنۍ له خوا د سویچونه د جوړولو، او د ټوټه غرس، په پایله کې د بېلابېلو فعال بلاکونو تر منځ د معلوماتو د کنترول او سګنالونه مسير پروګرام. په د حافظې لوی اکثریت دی هم په دې لاره له خوا د عصري کمپيوټر کارول. په دې ډول د کمپيوټر معمارۍ von نیومن توپير لري، د مثال په توګه، له هاروارډ، له دې امله چې دا د اصلي او زیرمه د حافظې نه کاروي.

له تاریخ څخه دمخه

لومړی کمپیوټر یو ثابت پروګرام ورکړل شوي دي. ځينې ډېر ساده کمپيوټر اوس هم دغه ډیزاین او یا د ساده يا د روزنې په موخه وکاروي. د مثال په توګه، د یو د سرپاڼې شمېرګر هم د کمپيوټر سره يو ثابت پروګرام دی. دا سره د ریاضیاتو د اساساتو کار وکړي، خو دا په توګه نه شي کولای وکارول شي د پراسس کلمه ، او یا د لوبو Console. د ثابت ماشین پروګرام بدلول rewiring، د دستګاه جوړښت يا راوړلو ته اړتیا لري. د ژر کمپيوټر دومره تنګ نه وو، لکه څنګه چې د لومړي ځل لپاره د علمي موخو لپاره جوړ شوي دي. بیا پروګرامونو څومره وروسته راښکاره شو او د بنديز يو چارت بانکنوټونه او پای ته مفصل ډیزاینونه دا شکول وه،. په ځانګړې توګه ستونزمن د فزیکي ماشین بیرته چینلونو عصري کولو د پروسې و. دا ښايي د ENIAC درې اوونۍ نصب واخلي او دا کار لپاره هڅه کوي.

یو نوی نظر

د کمپيوټر، په حافظه يو پروګرام د ساتلو، هر څه بدل. په حافظه ساتل، هغوی سره د لارښوونو ټولګه ډیزاین. دا په دې مانا چې د ماشین کولای شي ژر تر ژره بهر د محاسبې ترسره یوه د لارښوونو ټولګه ترلاسه کړي.

د دا ډول پروګرامونو د طرحې د ځان د تعدیل کوډ تر سره تړاو لري. د لومړي نباتاتو لکه د يو څيز لپاره يو لپاره د الګوریتم یو د ډیریدو یا بل ډول د قوماندې د ادرس برخه کې بدلون ته اړتيا وه. هغه په لاسي په لومړيو ډیزاینونه ځای. دا لږ مهم شو کله چې د شاخص راجسترونو او غیر مستقیم خطاب عام ځانګړتیاوو درلودل د John von نیومن ماشینونه کمپيوټر معمارۍ له خوا وټاکل شو. نور استعمال - په سره د فوري حل قوماندانيو د ويالو لپاره وکارول مالومات وليکی. خو تر ډېره بريده د ځان د تعدیل کوډ شوی نیوکه شوې ځکه چې دا ستونزمنه ده معمولا پوه او وتۍ. برسېره پر دې، هغه هم ثابته کړه چې د د عصري پروسس د مثل توليد او caching پروژې له پلوه بې اغیزې وي.

By او لوی، توان لارښوونې په توګه د معلوماتو د درملنې - دا هغه څه دي چې د اتومات پروګرامونو ممکنه شيانو assemblers، حديثونه، assemblers، لودر او نورو وسایلو کوي. نو د خبرو کولو، د پروګرامونو چې د پروګرامونو ولیکي ولیکئ. په کوچنۍ کچه، تکرا د سختو او خارجي عملیاتو، لکه BitBlt-انځور manipulations ابتدايي یا pixel او د څوکې shaders په عصري 3D-ګرافیک، دي موندل شوي چې د بې اغیزې ته د کارونکي وسايلو پرته پرمخ وي.

په دغه پروګرام د حافظې د مفهوم د پراختیا ساتل

ریاضي الن سره سمبالول، چې په کمبریج پوهنتون اعظمي Newman د لکچرونو وروسته په د محاسبوي منطق ستونزه مينه لرله، په 1936 په يوه مقاله کې ليکلي، چې دا په د لندن د رياضياتو ټولنه د ګڼه خپره شوه. په، نو هغه فرضی ماشين، چې د هغه "نړیوال دکمپیوټری ماشین" نومیږی، او چې اوس يو نړيوال سره سمبالول ماشین په توګه مشهور وباله. ، چې دواړه د لارښوونو او د معلوماتو، چې جوړ شو او د معمارۍ لري - نوموړې د لایتناهی زېرمه (د حافظې په عصري ترمینالوژي) درلود. Von نیومن شو سره سره سمبالول په يو وخت کې خبردار کله چې هغه په 1935 کې د کمبریج يوه ليدنه استاد و او د په سمبالول په پرنسټون په 1936-1937 لپاره ژور مطالعه انستیتوت (نیو جرسي) د هغه د دوکتورا بشپړوي، د دفاع په اوږدو کې.

په خپلواکه توګه او قضایی (J.presper Eckark) او Dzhon Mochli، چې د پنسلوانیا په پوهنتون کې جوړ د برق انجنیری ENIAC ښوونځي، د ماشین مفهوم، چې په دسمبر 1943 په حافظه د پروګرام ذخيره په اړه لیکلي. کله چې يو نوي ماشين، د EDVAC پلان، Eckert په جنوري 1944 کې ليکلي چې دا کار به په نوي آله addressable حافظه کې د معلوماتو او پروګرامونو فلزي سیماب ځنډ په کارولو سره د ذخیره کولو. دا لومړی ځل دی چې د یوه عمل ماشين، چې په حافظه د پروګرام ذخيره د جوړولو وړانديز شوي و. په ورته وخت کې، هغه او د Mauchly د سره سمبالول (لاندې په انځور کې) د کار څخه خبر نه وو.

کمپيوټر معمارۍ: Von نیومن اصل

Von نیومن په په Los Alamos د ملي لابراتوار د "منهاټن او د پروژې د"، چې د سولگر یو لوی مقدار کې لاس درلود. دا چې د 1944 ENIAC د اوړي د پروژې د جذب کړ. شته هغه په پرمختګ EDVAC کمپيوټر د بحثونو سره یوځای شول. د دې ډلې په دننه کې، هغه د يوه کاغذ پر EDVAC »" د لومړي راپور د مسودې په حق کې ليکلي، پر بنسټ د او وېليم Mauchly د کار. دا نيمکاره وه کله چې د هغه د همکار Goldstein پروژې سره von نیومن وویشل (له خوا په لاره کې، او وېليم Mauchly دې خبري حیران شوي وو). په دې سند کې په امریکا او اروپا کې د همکارانو von نیومن په لسګونو خوا ولوستل شوې او د کمپيوټر د راتلونکي پراختیایي پړاو ژوره اغیزه.

د von نیومن معمارۍ بنسټیز اصول، لکه څنګه چې په "لومړنۍ مسوده،" ترلاسه پراخه شهرت، په داسې حال کې سره سمبالول په برېښنايي حسابوونکی، چې په کې د انجينرۍ او پروګرامونو په تفصیل سره تشریح شوي دي د هغې د راپور تر پوښښ لاندې. دا څرګنده شوې ده او د لیکوال د موټر، چې د اتومات کاروونه د انجن د (ACE) په نامه وه د پریزنټیشن. هغه په 1946 کال چې د برېتانیا د ملي سپړنه لابراتوار اجرائیوي کمیټې ته وړاندې شي. يو څه وخت وروسته هم د ACE د بېلابېلو ډیزاینونو د بریالي تطبیق توليد شوي دي.

پروژو د بیا

او د von نیومن او سمبالول د اسنادو د پروژې د يو کمپيوټر په حافظه ذخیره يوه ځانګړي پروګرام تشریح کوي، خو په دې ماده کې Von نیومن په ټولنه کې لوی دوران لاسته راوړنې، او د کمپيوټر معمارۍ شو په توګه John von نیومن معمارۍ په نامه.

په 1945، پروفیسور نیومن، چې بيا وروسته په Philadelphia، چې د هغه د لومړي ځل ENIAC جوړ شوی د انجينرۍ د ښوونځي کې کار کاوه، د هغه د ملګرو په استازیتوب صادر د ګڼيال سولګرونه منطقي ډيزاين راپور ورکړي. په راپور کې د ماشین، چې تر اوسه په توګه د EDVAC مشهور شي د جوړولو لپاره یو عادالنه مفصل پروپوزل وړاندې کوي. هغه يوازې په دې وروستيو کې شوي دي په امریکا کې جوړ، خو د يوه راپور د von نیومن EDSAC د جوړولو الهام.

Maniacs او Joniacs

په 1947، Burks، Goldstein او von نیومن بل راپور کې چې د موټر په بل ډول (په دې وخت کې د موازي)، چې په پام کې وه چې د خورا چټک، توان، ښايي وي د جوړولو تر پوښښ لاندې خپور شو، چې د هر دویم 20،000 عملیاتو پورته کړي. دوی ویلي چې د دا د جوړولو په اړه د حل ستونزه د یو مناسب د حافظې د پرمختګ و، چې د ټول یی باید ژر تر ژره موجود وي. لومړی، هغوی وړانديز ته به یو خاص تشه تيوب، د Selectron په نامه، چې په د پرنسټون د لابراتوار اختراع وکاروي. دا ډول لوله ګران بيه دي او هغوی ډیر ستونزمن، په ځانګړې توګه که تاسو دا معمارۍ کاروي. Von نیومن وروسته پریکړه وکړه چې پر بنسټ ویلیامز د حافظې يو موټر جوړ کړي. دا ماشين، چې د جون په 1952 کې د پرنسټون د بشپړ، په پراخه کچه مشهور MANIAC (يا يوازې Maniacs) شي. د دې طرحې پر د نيم درجن يا زيات ورته توکي، چې اوس په امریکا کې جوړ شوی او د طنز Johniacs په نامه د جوړولو د منځته راوړونکی الهام.

رامنځته اصول

د تر ټولو عصري ډیجیټل کمپیوټر یو، په اتومات برېښنايي سولگر د تخنیک د پرمختګ او ښه والي دغه تناقضات لري په Teddington، چې دا طرح شو او د رياضي، انجنيرانو او څېړنې انجنيران يوه کوچنۍ ډلې له خوا جوړ شوی د ملي سپړنه لابراتوار څرګنده شوې، سره د انګلیسي Electric څخه د تولید د انجنيرانو د يو شمير په مرسته کمپني لمتد دغه وسایل تر اوسه په لابراتوار کې ده، خو یوازې په توګه د یوه ډېر لوی نبات، چې د ده په توګه د اتوماتیک کاروونه د انجن په نامه يو بڼې. خو، د یوازې 800 thermionic والونه د نسبتا کم وزن او محتوا سره سره، دا يو ډېر چټک او هراړخیزو شمېرلو ماشین.

ماشينونو د کارولو اساسي مفاهيمو او انتزاعي اصولو محاسبو له ډاکټر سره سمبالول په 1936 د همدې لندن Mathematical ټولنه پر بنسټ فورمولبندي شوي دي، خو په بریتانیا کې داسې ماشينونه کار له خوا د جګړې ځنډول شوی دی. په 1945 کال کې، ددغه ډول وسیلو د رامنځته کولو د ستونزو د ازموینې په ملي سپړنه لابراتوار ډاکټر Vormsli، د ریاضیاتو لابراتوار وزارت انتندنت ته دوام ورکړ. هغه د سره سمبالول او د کارپوهانو د هغه کوچنۍ ډلې سره یوځای شول، او د 1947 د لومړنيو پلان وه په کافي اندازه ژور ته د یوې ځانګړې ډلې د جوړولو د توجیه.

د پر von نیومن معمارۍ لومړۍ کمپیوټر

لومړۍ پروژه د يو پروګرام دی چې د ګڼ شمېر پوهنتونونو او شرکتونو ته د خپلو کمپیوټرونو د جوړولو لپاره کارول شوي دي تشريح کوي. د هغوی په منځ کې یوازې ILLIAC ORDVAC او متوافقت لارښوونې سیټونه لري.

کلاسیکي von نیومن معمارۍ په مانچستر کوچنۍ آزمېښتي ماشین (SSEM) موجوده وه، د مانچسټر پوهنتون، چې د آله چې دټولې پروګرام حافظه، 21 جون 1948 په لومړۍ بريالي پيل کړې ماشوم nicknamed.

د کمبریج EDSAC پوهنتون، د لومړي عملي برېښنايي کمپیوټر د دغه ډول، په بریالیتوب سره د می په 1949 کال کې د لومړي ځل ترسره کړل.

د جوړ نمونې

IBM SSEC د دې فرصت په توګه د معلوماتو د لارښوونې په پام کې درلود او په عامه توګه د جنوری په 27، د 1948 ښودلې ده. د امریکا په Pat دا وړتيا ده څېړلې دي. خو دا ځای په بشپړه توګه د برېښنايي یو قسمي electromechanical ماشین و،. په عمل کې، لارښوونې، ځکه د خپل محدود حافظې څخه د کاغذ ټیپ ولوستل شول.

د ماشوم د لومړي ځل لپاره بشپړ برېښنايي کمپيوټر دا وه چې د زيرمه پروګرامونه پر مخ. دا factoring پروګرام د پیل او یو ساده محاسبه په محاسبه چې ښيي چې د دوو نمبرونو دي coprime وېشنه وروسته د 52 دقیقو په منډه، 21 جون 1948.

ENIAC تعدیل شو تر څو په توګه د کمون د کمپيوټر لپاره د لوستلو يوازې کار و، خو په ورته معمارۍ، او له خوا د 1948 کال د سپتمبر په 16، په ډاګه شوې ده، او د Adele Goldstein پروګرام د پيل سره د von نیومن په مرسته تنظیم.

BINAC په فبروري کې، د مارچ او اپریل 1949 څو ازموينه پروګرامونو ولګول، که څه هم دا د سپتمبر د 1949 کال تر نه بشپړ شو. برسېره پر دې، ازموينه منډو شول (ځينې بريالي) نورو برېښنايي کمپيوټرونه، چې د معمارۍ ځانګړتیا ده ترسره شي. Von نیومن، له خوا په لاره کې، او پر له پسې پر "منهاټن" پروژې کار وکړي. دا لکه د داسي يو سړی.

د بس سيستم معمارۍ تکامل

د لسيزو له لارې، لا په 60s او 70s، په عمومي کمپیوټر شي کوچنۍ او په چټکۍ سره، په پایله کې یو تکامل دی چې د کمپيوټر د معمارۍ von نیومن ده. د مثال په توګه، د آخذې او وتۍ حافظه نندارې ته اجازه ورکوي چې د اړوندو وسایلو، معلوماتو، او په څه ډول د نظام چې به د پروسس شي ادغام لارښوونې، په حافظه کې پاتې. يو بس نظام کېدی شي کارول سره د کوچني د يوه پارچه پارچه سیستم برابر کړي. دا، چې کله ناکله د معمارۍ "منطقي" نومیږی. په subsequent لسیزو کې، کله کله ساده microcontrollers نه د يو ځانګړې موډل ځينې ځانګړتياوې په دې لپاره چې د لګښت او د اندازه راکم کړي. خو لوی کمپيوټرونه جوړ معمارۍ تعقیب، لکه چې دوی له بڼې زياته کړه د کړنو د ښه والي.