1 L'architecture informatique est son organisation logique, sa structure et ses ressources. L'architecture de la plupart des ordinateurs électroniques est basée sur les principes formulés en 1945 par John von Neumann, qui a développé les idées de Charles Babbage : 1. Le principe de contrôle par programme (un programme est constitué d'un ensemble de commandes qui sont exécutées automatiquement par le processeur l'un après l'autre dans une séquence donnée). 2. Le principe d'homogénéité de la mémoire (les programmes et les données sont stockés dans la même mémoire ; les mêmes actions peuvent être effectuées sur les commandes comme sur les données). 3. Le principe de l'adressage (la mémoire principale est structurellement composée de cellules numérotées). Les ordinateurs construits sur ces principes ont une architecture classique (architecture von Neumann). Dans l'histoire du développement de la technologie informatique, plusieurs générations se distinguent. Il existe des ordinateurs avec une architecture non classique - les neuroordinateurs. Ils simulent le travail des neurones qui composent le cerveau humain. John von Neumann Les principes de Charles Babbage Von Neumann
2 Chaque nœud logique remplit ses propres fonctions. Fonctions du processeur : traitement des données par programme donné(en effectuant des opérations arithmétiques et logiques sur eux) ; contrôle logiciel du fonctionnement d'appareils informatiques. Le programme se compose de commandes - opérations élémentaires. La commande contient le code de l'opération en cours d'exécution ; adresses d'opérandes ; adresse pour publier le résultat. L'architecture détermine le principe de fonctionnement, les connexions d'informations et l'interaction des principaux nœuds logiques ordinateur : processeur ; mémoire vive; mémoire externe; périphériques (périphériques d’entrée/sortie). Nœuds logiques
3 Le processeur comprend des registres (mémoire du processeur). Les registres remplissent deux fonctions : le stockage à court terme d'un numéro ou d'une commande ; effectuer quelques opérations sur eux. Les registres les plus importants : le compteur de programme (utilisé pour récupérer automatiquement les commandes de programme dans les cellules mémoire successives ; il stocke l'adresse de la commande en cours d'exécution) ; registre de commande et d’état (utilisé pour stocker le code de commande). Fonctions de mémoire : recevoir des informations d'autres appareils ; mémoriser des informations; transfert d'informations sur demande vers d'autres appareils informatiques. Nœuds logiques
4 compteur de commandes registre de commandes additionneur de registres d'opérandes L'exécution d'une commande est divisée en les étapes suivantes : une commande est sélectionnée dans une cellule mémoire (et le contenu du compteur de commandes est augmenté) ; la commande est transmise au dispositif de contrôle (au registre de commandes) ; le dispositif de commande de processeur décrypte l'adresse de commande ; en fonction des signaux provenant du dispositif de commande, les opérandes sont sélectionnés de la mémoire dans l'unité arithmétique-logique ; le dispositif de commande déchiffre le code d'opération et émet un signal au dispositif arithmétique-logique pour effectuer l'opération ; le résultat de l'opération reste dans le processeur ou est renvoyé dans la RAM. Mémoire vive Programme Processeur Dispositif de contrôle Unité arithmétique et logique Exécution du programme
6 Les ordinateurs d'architecture classique sont basés sur le principe backbone-modulaire. La modularité s'exprime dans le fait qu'un ordinateur, comme un kit de construction préfabriqué, est constitué de modules distincts représentant les unités logiques de l'ordinateur. Mainline signifie que modules individuels connecté au processeur par un bus système commun (bus), composé d'un bus de données, d'un bus d'adresses et d'un bus de contrôle. Le bus système est conçu pour assurer le transfert de données entre les périphériques, le processeur central et la RAM. Physiquement, le bus peut être un ensemble de lignes conductrices gravées sur un circuit imprimé, des fils soudés aux bornes des connecteurs (emplacements) dans lesquels les circuits imprimés sont insérés, ou un câble plat. Composants Système d'ordinateur physiquement situés sur un ou plusieurs circuits imprimés, et leur nombre et leurs fonctions dépendent de la configuration du système, de son fabricant et souvent de la génération du microprocesseur. Principales caractéristiques des bus : profondeur de bits des données transmises (nombre de bits transmis simultanément) ; taux de transfert des données. Bus système et modules
7 Ordinateur de bureau Ordinateur compact (notebook) L'unité centrale contient les principaux composants logiques de l'ordinateur : carte mère ; circuits électroniques (processeur, contrôleurs d'appareils, etc.) ; Unité de puissance; lecteurs de disque (périphériques de stockage). Ordinateur de poche Bus système et modules
À unité système Certains modules sont connectés via les connecteurs correspondants sur le panneau arrière : – alimentation ; - clavier; - souris; – imprimante, mémoire Flash, disque dur externe, caméra Web et caméra vidéo numérique, appareil photo numérique, enregistreur vocal et autres appareils ; – câble réseau Accéder à internet; – haut-parleurs, écouteurs, microphone (vers la carte son intégrée et la carte son supplémentaire), – moniteur. Bus système et modules
Les ports USB et les connecteurs pour connecter des appareils à la carte son peuvent être sortis vers l'avant ou barre latérale unité système : – connexion d'une imprimante, d'une mémoire Flash, d'un disque dur externe, d'une caméra Web et d'une caméra vidéo, d'un appareil photo numérique, d'un enregistreur vocal et d'autres appareils – connexion de haut-parleurs, d'écouteurs, d'un microphone (à la carte son) Bus système et modules
– connecteurs de mémoire vive (RAM) – processeur – connecteur d'alimentation – connecteur de carte vidéo – connecteur de carte son – connecteur de lecteur de disquette – connecteurs de lecteur de CD-ROM disque dur(disque dur) Carte mère
Schéma logique de la carte mère (système) 12 Processeur de la carte mère (CPU) North Bridge - Contrôleur RAM South Bridge - Contrôleur de périphériques AGP (Accelerated Graphic Port) Carte son, Carte réseau, Modem (interne) Moniteur Bus mémoire Mémoire (RAM) Bus système (FSB) Hub Interface COM USBPCI UDMA Disques durs, CD-ROM, scanner de DVD-ROM, imprimante, webcam, appareil photo numérique et appareil photo Disque dur externe LPT PS/2 Souris Clavier Modem (externe) Clavier Imprimante
La carte mère (système, principale) est la partie centrale de tout ordinateur, qui abrite le processeur central, les contrôleurs qui assurent la communication entre le processeur central et les périphériques, RAM, mémoire cache (mémoire ultra-rapide), élément constant Mémoire du BIOS(système d'entrée/sortie de base), batterie d'accumulateurs, un générateur d'horloge à quartz et des emplacements (connecteurs) pour connecter d'autres appareils. L'horloge est l'intervalle de temps entre deux impulsions du générateur de fréquence d'horloge (un microcircuit spécial qui synchronise le fonctionnement des nœuds logiques de l'ordinateur). Il faut un certain nombre de cycles d'horloge pour effectuer les opérations de base. Fréquence d'horloge – le nombre de cycles d'horloge par seconde (mesuré en MHz, GHz). Les performances globales de la carte mère sont déterminées non seulement par la fréquence d'horloge, mais également par la quantité (profondeur de bits) de données traitées par unité de temps par le processeur central, ainsi que par la largeur de bits du bus d'échange de données entre divers appareils carte mère. 13 Maternelle Carte ASUS Carte mère K8S-MX Carte mère AsRock K8U
Le bus de données échange des données entre le processeur central, les cartes d'extension et la mémoire. La largeur du bus de données varie de 8 bits (non utilisés actuellement) à 64 bits. Le bus d'adresse est utilisé pour adresser les cellules mémoire dans lesquelles les données sont écrites. Le bus de contrôle transmet des signaux de commande entre le processeur central et les périphériques. Les bus d'adresses et les bus de données occupent parfois les mêmes câbles physiques. Sur carte mère le bus se termine par des emplacements pour l'installation d'autres appareils. Il existe plusieurs standards de bus : bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus), bus USB (Universal Serial BUS), bus SCSI (Small Computer System Interface) pour connecter des périphériques de différentes classes - mémoire, CD-ROM, imprimantes, scanners, etc. Il est devenu standard pour les cartes mères d'avoir des périphériques intégrés tels que des ports parallèles avancés (LPT), série (COM), ainsi que des ports infrarouges et USB. Le port est une entrée ou une sortie multi-bits dans un périphérique. L'architecture des cartes mères est constamment améliorée. 14 GIGABYTE GA-8I865GVME carte mère AOPEN I915GA-PLF carte mère
16 Processeur (CPU) - une unité centrale de traitement qui a la capacité de sélectionner, décoder et exécuter des commandes, ainsi que de transmettre et de recevoir des informations d'autres appareils. En termes simples, le processeur est circuit électrique, qui effectue le traitement des informations. La production d’ordinateurs personnels modernes a commencé lorsque le processeur était constitué d’une puce distincte. Le nombre d'entreprises développant et produisant des processeurs pour ordinateurs compatibles IBM est faible. Actuellement connus : Intel, Cyrix, AMD, etc. Outre les processeurs qui constituent la base des ordinateurs personnels compatibles IBM, il existe toute une classe de processeurs qui constituent une plate-forme parallèle (parmi les plus connus figurent les ordinateurs personnels de l'américain Pomme, pour lesquels sont utilisés des processeurs tels que Power PC, qui ont une architecture fondamentalement différente, fabriqués par Motorola, etc.). Processeurs Processeur AMD
Les performances du processeur sont caractérisées par les paramètres principaux suivants : degré d'intégration ; profondeur de bits interne et externe ; fréquence d'horloge ; mémoire accessible au processeur. Le degré d'intégration d'un microcircuit montre combien de transistors (l'élément le plus simple de tout microcircuit) peuvent tenir dans une unité de surface. Pour le processeur Pentium Intel, cette valeur est d'environ 3 millions pour 3,5 cm², pour le Pentium Pro elle est de 5 millions. La fréquence d'horloge indique le nombre d'opérations élémentaires (cycles) que le microprocesseur effectue en une seconde (mesurée en MHz). La vitesse d'horloge détermine la vitesse du processeur. Pour un processeur, il y a des internes (propres) fréquence d'horloge processeur (avec une telle vitesse, les opérations internes les plus simples peuvent être effectuées) et externe (détermine la vitesse de transfert des données sur le bus externe). Le nombre d'adresses RAM disponibles pour le processeur est déterminé par la largeur du bus d'adresses. 17 Processeurs Intel processeur Pentium 4
La capacité en bits interne du processeur détermine le nombre de bits qu'il peut traiter simultanément lors de l'exécution d'opérations arithmétiques (selon la génération de processeurs - de 8 à 32 bits). La capacité en bits externe du processeur détermine le nombre de bits qu'il peut recevoir ou transmettre simultanément. appareils externes(de 16 à 64 ans ou plus en processeurs modernes). Avec le développement rapide des applications multimédias, les développeurs de processeurs sont confrontés au problème de l'augmentation de la vitesse de traitement d'énormes quantités de données contenant des informations graphiques, audio ou vidéo. En conséquence, des processeurs DSP spéciaux supplémentaires sont apparus, puis les processeurs dits MMX développés sur la base des processeurs Pentium sont apparus (le premier d'entre eux était le Pentium P55C). Exemple caractéristiques techniques processeur et un dispositif pour le refroidir (refroidisseur) sur les diapositives suivantes. 18 Processeur Processeur Cyrix
Le clavier est le principal appareil permettant de saisir des informations dans un ordinateur. Le clavier convertit la frappe mécanique en un code de numérisation, qui est transmis au contrôleur de clavier de la carte mère. Le contrôleur, à son tour, déclenche une interruption matérielle, qui est traitée programme spécial inclus dans le ROM-BIOS. Lorsqu'un code de numérisation est reçu à partir des touches Maj (/) ou Switch (,), le changement d'état du clavier est enregistré dans la RAM. Pour que le caractère saisi à l'aide du clavier soit affiché sur l'écran du moniteur, un pilote de clavier est requis, qui est généralement partie intégrante n'importe lequel système opérateur. Dans tous les autres cas, le scan code est transformé en codes ASCII ou codes étendus, qui sont déjà traités programme d'application. En fonction de leur conception, on distingue les types de claviers suivants : claviers à broches en plastique, claviers à clic, claviers à micro-interrupteurs ou interrupteurs à lames, claviers tactiles. Les claviers diffèrent également par le nombre et l’emplacement des touches. Actuellement, il existe les types de claviers suivants : claviers ergonomiques, industriels, avec lecteur de code-barres, pour aveugles, infrarouges (sans fil), etc. 32 Clavier ergonomique Claviers standards Clavier
34 Souris A4 BW-35 optique (800 dpi) Souris A4 BW-5 optique (800 dpi) Volant Logitech Joysticks Souris, trackball, volant, joystick – dispositifs permettant de contrôler des objets sur l'écran du moniteur. La rotation de la balle est convertie en signaux électriques qui sont transmis par câble à l'ordinateur. Certaines souris disposent d'un capteur optique qui enregistre les mouvements de l'appareil par rapport à une grille de coordonnées dessinée. Les souris optiques remplacent progressivement les souris à boule. Manipulateurs Logitech à boule de commande
35 La souris peut être connectée aux ports COM, PS/2 ou USB. Pour se connecter à l'un de ces ports, il existe des adaptateurs spéciaux. Manipulateurs Connectez une souris via un adaptateur.
Un moniteur est le principal dispositif d'affichage des informations stockées dans la mémoire de la carte vidéo. Principaux types de moniteurs : basés sur un tube cathodique, qui est contrôlé par des signaux provenant d'une carte vidéo. Le principe de fonctionnement d'un moniteur à tube cathodique est le même que celui d'un tube de télévision : l'image sur l'écran est créée par un faisceau d'électrons émis par un canon à électrons. Ce faisceau tombe sur la surface intérieure de l’écran recouverte de phosphore et le fait briller. cristaux liquides (LSD – Liquid Crystal Display). L'écran d'un tel moniteur est constitué de deux plaques de verre, entre lesquelles se trouve une masse contenant des cristaux liquides. Le principe de fonctionnement repose sur le fait que les molécules de cristaux liquides sous l'influence champ électrique changer leur orientation et modifier les propriétés du faisceau lumineux qui les traverse. Lors du choix d'un moniteur, vous devez accorder une attention particulière à ses caractéristiques, car... Les moniteurs de mauvaise qualité peuvent affecter négativement votre vision. 37 Moniteur LG 17 Moniteur
Une imprimante est un appareil permettant d'imprimer des textes et des images graphiques sur papier. Types d'imprimantes : imprimantes matricielles (bon marché, faible qualité d'impression, vitesse d'impression 1 page/min, pas couleur) ; imprimantes à jet d'encre (prix moyens, qualité d'impression élevée, vitesse d'impression environ 10 pages/min, couleur et monochrome), remplies de cartouches d'encre liquide ; imprimantes laser (prix élevés, qualité d'impression élevée, vitesse d'impression 4-15 pages/min, couleur et monochrome), remplies de cartouches d'encre en poudre. 39 Un traceur (traceur) est un appareil permettant d'imprimer des dessins et des affiches sur papier. Un traceur classique utilise des feuilles au format A1. La vitesse d'impression est d'environ 4 feuilles/heure. Imprimantes laser Imprimantes à jet d'encre imprimantes traceurs à cartouche
Un scanner est un appareil permettant de saisir des images en couleur et en noir et blanc à partir de papier, de film, etc. Le scanner convertit séquentiellement le signal optique obtenu lors de la numérisation d'une image avec un faisceau lumineux en un signal électrique puis en un code numérique. Les dimensions des images numérisées dépendent de la taille du scanner et peuvent atteindre la taille d'une grande feuille de dessin. (A0). Un accessoire spécial pour diapositives vous permet de numériser des diapositives et des films négatifs. 41 Scanner HP ScanJet 2400 Scanner Epson Perfection 1270 Scanner BENQ 5250C Scanner Mustek Bear Paw 2400 CU Scanners
Les appareils photo et vidéo numériques sont connectés à un ordinateur via un port USB, ce qui vous permet de lire des photos et des vidéos pour les visualiser et les enregistrer sur le disque dur de l'ordinateur ou sur CD et Disques DVD. 51 Caméscope Canon MV-830i Caméscope Sony DCR-HC19E. Appareil photo créatif Autres appareils
52 Enregistreur vocal numérique Se connecte également à un ordinateur via port USB, qui vous permet d'en lire des fichiers audio et, à l'aide d'un programme spécial inclus, de les écouter sur votre ordinateur et de les enregistrer dans différents formats audio. Enregistreur vocal numérique SamsungConnexion à l'unité centrale Autres appareils
53 Téléphone mobile peut se connecter à un ordinateur via un port infrarouge, ce qui vous permet de lire des fichiers et de les enregistrer sur différents appareils mémoire d'ordinateur. Téléphone portable avec port infrarouge Connexion à l'unité centrale Port infrarouge d'un ordinateur Autres appareils
Un projecteur multimédia se connecte à un ordinateur de la même manière qu’un moniteur. Les projecteurs modernes vous permettent de projeter une image sur un grand écran et même à de courtes distances de recevoir une image d'une diagonale allant jusqu'à 12 m. nouvelle fonctionnalité En ajustant manuellement la couleur du mur, vous pouvez adapter les caractéristiques de couleur de l'image à la couleur de la surface de l'écran. Ainsi, dans les écoles, l’image peut être projetée directement sur un tableau vert, comme s’il s’agissait d’un mur blanc. 54 Projecteur BenQ PB2250 Projecteur Acer PD100 Projecteur NEC LT245 Autres appareils
John von Neumann(1903 - 1957) - Mathématicien hongro-américain d'origine juive qui a apporté d'importantes contributions à la physique quantique, à la logique quantique, à l'analyse fonctionnelle, à la théorie des ensembles, à l'informatique, à l'économie et à d'autres branches scientifiques.
L'architecture des ordinateurs- il s'agit de la structure interne de la machine, de son organisation logique, qui détermine le processus de traitement et les modalités d'encodage des données, la composition, la finalité, les principes d'interaction des moyens techniques et logiciel.
CPU
En 1945, John von Neumann crée l'architecture informatique.
Une machine de von Neumann se compose d'un dispositif de stockage (mémoire) - une mémoire, d'une unité arithmétique-logique - ALU, d'un dispositif de contrôle - CU, ainsi que de dispositifs d'entrée et de sortie.
Dispositif d'entrée
Dispositif de sortie
En 1946, D. von Neumann, G. Goldstein et A. Berks, dans leur article commun, exposent de nouveaux principes pour la construction et le fonctionnement des ordinateurs. Par la suite, les deux premières générations d’ordinateurs furent produites sur la base de ces principes. Il y a eu quelques changements au cours des générations suivantes, même si les principes de Neumann sont toujours d'actualité.
Herman Goldstein
Arthur Burks
John von Neumann
DANS système binaire la numérotation utilise seulement deux chiffres 0 et 1. En d’autres termes, deux est la base du système de numérotation binaire.
Avantage sur système décimal le calcul est que les appareils peuvent être rendus assez simples, arithmétiques et opérations logiques dans le système de nombres binaires, ils sont également assez simples.
Systèmes numériques
Décimal
Binaire
Octal
Hexadécimal
Le fonctionnement de l'ordinateur est contrôlé par un programme composé d'un ensemble de commandes. Les commandes sont exécutées séquentiellement les unes après les autres. La création d’une machine avec un programme stocké a été le début de ce que nous appelons aujourd’hui la programmation.
Dans ce cas, les commandes et les données du programme sont codées dans le système de nombres binaires, c'est-à-dire leur méthode d'enregistrement est la même. Ainsi, dans certaines situations, vous pouvez effectuer les mêmes actions sur les commandes que sur les données.
A tout moment, vous pouvez accéder à n'importe quelle cellule mémoire par son adresse. Ce principe a ouvert la possibilité d'utiliser des variables en programmation.
Malgré le fait que les commandes soient exécutées de manière séquentielle, les programmes peuvent implémenter la possibilité d'accéder à n'importe quelle section de code.
Réalisations de John von Neumann.
John von Neumann a reçu les plus hautes distinctions académiques. Il a été élu membre de l'Académie des Sciences Exactes (Lima, Pérou), de l'Académie Américaine des Arts et des Sciences, de l'American Philosophical Society, de l'Institut Lombard des Sciences et des Lettres, de l'Académie Royale des Sciences et des Arts des Pays-Bas, de l'US National Academy et doctorats honorifiques de nombreuses universités aux États-Unis et dans d’autres pays.
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Contenu : Principes d'architecture Von Neumann de John von Neumann Machine Von Neumann Brève biographie de John von Neumann Réalisations de John von Neumann
Diapositive 3
Architecture von Neumann. L'architecture de Von Neumann est un principe bien connu de stockage de programmes et de données dans la mémoire d'un ordinateur.
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Architecture von Neumann. Lorsque les gens parlent de l'architecture de von Neumann, ils font référence à la séparation physique du module processeur du programme et des périphériques de stockage de données.
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Les principes de John von Neumann. « Un ordinateur universel doit contenir plusieurs dispositifs de base : arithmétique, mémoire, contrôle et communication avec l'opérateur. Il faut qu'après le début des calculs, le fonctionnement de la machine ne dépende pas de l'opérateur. "Il est nécessaire que la machine soit capable d'une manière ou d'une autre de stocker non seulement les informations numériques nécessaires à un calcul donné, mais également les instructions qui contrôlent le programme par lequel ces calculs doivent être effectués."
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Les principes de John von Neumann. « Si les commandes adressées à une machine sont représentées à l'aide d'un code numérique et si la machine peut distinguer d'une manière ou d'une autre un numéro d'une commande, alors la mémoire peut être utilisée pour stocker à la fois les numéros et les commandes » (principe du programme stocké).
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Les principes de John von Neumann. "En plus de la mémoire des commandes, il doit également y avoir un dispositif capable d'exécuter automatiquement les commandes stockées dans la mémoire."
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Les principes de John von Neumann. "Puisqu'une machine est une machine à calculer, elle doit avoir une unité arithmétique capable d'additionner, de soustraire, de multiplier et de diviser." "Enfin, il doit y avoir un dispositif d'entrée et de sortie qui communique entre l'opérateur et la machine."
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Les principes de John von Neumann. La machine doit fonctionner avec nombres binaires, être électronique et non mécanique et effectuer des opérations séquentiellement, les unes après les autres.
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Les principes de John von Neumann. Ainsi, « selon von Neumann », la place principale parmi les fonctions remplies par un ordinateur est occupée par les opérations arithmétiques et logiques. Un dispositif arithmétique-logique leur est fourni.
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Les principes de John von Neumann. Le fonctionnement de l'ALU - et de l'ensemble de la machine en général - est contrôlé à l'aide d'un appareil de commande. (En règle générale, dans les ordinateurs, l'unité de contrôle et l'unité arithmétique-logique sont combinées en bloc unique- processeur central.) Le rôle de stockage des informations est assuré par la RAM. Les informations sont stockées ici à la fois pour l'unité arithmétique et logique (données) et pour l'unité de commande.
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Brève biographie de John von Neumann. Le mathématicien et physicien américain John von Neumann était originaire de Budapest. Cet homme a commencé très tôt à se distinguer par ses capacités extraordinaires : à l'âge de six ans, il parlait le grec ancien et à huit ans, il maîtrisait les bases des mathématiques supérieures. Jusque dans les années 1930, il travaille en Allemagne. (1903-1957)
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Brève biographie de John von Neumann. Il a mené des recherches fondamentales liées à la logique mathématique, à la théorie des groupes, à l'algèbre des opérateurs, mécanique quantique, physique statistique, théorie des jeux développée et théorie des automates. Réalisations de John von Neumann. John von Neumann a reçu les plus hautes distinctions académiques. Il a été élu membre de l'Académie des Sciences Exactes (Lima, Pérou), de l'Académie Américaine des Arts et des Sciences, de l'American Philosophical Society, de l'Institut Lombard des Sciences et des Lettres, de l'Académie Royale des Sciences et des Arts des Pays-Bas, de l'US National Academy et doctorats honorifiques de nombreuses universités aux États-Unis et dans d’autres pays. John von Neumann est décédé le 8 février 1957. Diapositive 17
Principes architecturaux de l'organisation informatique, indiqués par John von Neumann, pendant longtemps est resté presque inchangé et ce n'est qu'à la fin des années 1970 que des écarts par rapport à ces principes sont apparus dans l'architecture des supercalculateurs et des processeurs matriciels. .
Description de la présentation par diapositives individuelles :
1 diapositive
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L'architecture de Von Neumann est un principe bien connu de stockage de programmes et de données dans la mémoire d'un ordinateur. Lorsque les gens parlent de l'architecture de von Neumann, ils font référence à la séparation physique du module processeur du programme et des périphériques de stockage de données. La grande majorité des ordinateurs sont basés sur les éléments suivants : principes généraux, formulé en 1945 par le scientifique américain John von Neumann. 1. Le principe du contrôle du programme. Il en résulte que le programme consiste en un ensemble de commandes qui sont exécutées automatiquement par le processeur les unes après les autres dans un certain ordre. * Un programme est récupéré de la mémoire à l'aide d'un compteur de programme. Ce registre de processeur augmente séquentiellement l'adresse de l'instruction suivante qui y est stockée de la longueur de l'instruction. 2. Le principe d'homogénéité de la mémoire. Les programmes et les données sont stockés dans la même mémoire. Par conséquent, l'ordinateur ne fait pas de distinction entre ce qui est stocké dans une cellule mémoire donnée - un nombre, un texte ou une commande. Vous pouvez effectuer les mêmes actions sur les commandes que sur les données. Cela ouvre toute une gamme de possibilités. ** Les commandes d'un programme peuvent être obtenues comme résultats de l'exécution d'un autre programme. Les méthodes de traduction sont basées sur ce principe : traduire le texte d'un programme d'un langage de programmation de haut niveau vers le langage d'une machine spécifique. 3. Le principe du ciblage. Structurellement, la mémoire principale est constituée de cellules renumérotées ; N'importe quelle cellule est disponible pour le processeur à tout moment. Cela implique la possibilité de nommer les zones de mémoire afin que les valeurs qui y sont stockées puissent ensuite être consultées ou modifiées pendant l'exécution du programme en utilisant les noms attribués. Les ordinateurs construits sur ces principes sont du type von Neumann.
3 diapositives
Description de la diapositive :
Mémoire du processeur L'exécution des commandes peut être retracée selon le schéma suivant : ENTREE SORTIE DONNÉES DE PROGRAMME COMMANDE COMPTEUR COMMANDE REGISTRE CU OPERAND REGISTRES SUMMER ALU Une machine de von Neumann se compose d'un périphérique de stockage (mémoire) - mémoire, d'un dispositif arithmétique-logique - ALU , un dispositif de contrôle - CU, ainsi que des dispositifs d'entrée et de sortie. Les programmes et les données sont entrés en mémoire à partir du périphérique d'entrée via une unité logique arithmétique. Toutes les commandes du programme sont écrites dans des cellules mémoire adjacentes et les données à traiter peuvent être contenues dans des cellules arbitraires. Pour tout programme, la dernière commande doit être la commande d'arrêt. L'instruction suivante est sélectionnée dans la cellule mémoire dont l'adresse est stockée dans le compteur de programme ; le contenu du compteur de programme est augmenté de la longueur de la commande. La commande sélectionnée est transférée au dispositif de contrôle vers le registre de commandes. Ensuite, l'unité de contrôle décrypte le champ d'adresse de la commande. Sur la base des signaux de l'unité de contrôle, les opérandes sont lus depuis la mémoire et écrits dans l'ALU dans des registres d'opérandes spéciaux. L'unité arithmétique et logique effectue les opérations spécifiées par les instructions sur les données spécifiées. À partir de l'unité arithmétique et logique, les résultats sont sortis vers la mémoire ou vers un périphérique de sortie. La différence entre une mémoire et un périphérique de sortie réside dans le fait que dans une mémoire, les données sont stockées sous une forme pratique pour le traitement par un ordinateur et sont envoyées aux périphériques de sortie d'une manière qui convient à une personne. À la suite de l'exécution d'une commande, le compteur du programme change de un et pointe donc vers la commande suivante du programme. toutes les étapes précédentes sont répétées jusqu'à ce que la commande « stop » soit atteinte. Mais les données peuvent également rester dans le processeur si l'adresse du résultat n'a pas été spécifiée.
En 1946, D. von Neumann, G. Goldstein et A. Berks
leur article commun décrivait de nouveaux
principes de construction et de fonctionnement des ordinateurs.
Par la suite, sur la base de ces principes
Ont été produits
d'abord
deux
générations
des ordinateurs. Dans les générations ultérieures
il y a eu quelques changements, même si les principes
Neumann sont toujours d'actualité aujourd'hui.
1. Utilisation du système de nombres binaires dans les ordinateurs.
1. UTILISER LE BINAIRESYSTÈMES NUMÉRIQUES DANS
MACHINES INFORMATIQUES.
Avantage par rapport au système de nombres décimaux
c'est que des appareils peuvent être fabriqués
assez simple, arithmétique et logique
les opérations dans le système de nombres binaires également
s'effectuent tout simplement.
2. Contrôle des logiciels informatiques
2. CONTRÔLE DU LOGICIELordinateur
Le fonctionnement de l'ordinateur est contrôlé par un programme composé de
ensemble de commandes. Les commandes sont exécutées séquentiellement
l'un après l'autre. En créant une machine avec de la mémoire stockée
Le programme a jeté les bases de ce que nous sommes aujourd'hui
nous appelons cela de la programmation.
3. La mémoire de l'ordinateur est utilisée non seulement pour stocker des données, mais également des programmes.
3. LA MÉMOIRE DE L'ORDINATEUR N'EST PAS UTILISÉEUNIQUEMENT POUR LE STOCKAGE DE DONNÉES, MAIS AUSSI
PROGRAMME.
Dans ce cas, les commandes du programme et les données sont codées
dans le système de nombres binaires, c'est-à-dire leur façon d'écrire
est le même. Par conséquent, dans certaines situations
les commandes peuvent effectuer les mêmes actions qu'avec
données.
4. Les cellules de mémoire de l'ordinateur ont des adresses numérotées séquentiellement
4. LES CELLULES DE MÉMOIRE D'ORDINATEUR ONT DES ADRESSES,QUI CONSTAMMENT
NUMÉRIÉ
Vous pouvez accéder à n’importe quelle cellule à tout moment
mémoire à son adresse. Ce principe a ouvert
possibilité d'utiliser des variables dans
la programmation.
5. Possibilité de transition conditionnelle pendant l'exécution du programme.
5. POSSIBILITÉ DE TRANSITION CONDITIONNELLE VERSPROCESSUS D'EXÉCUTION DU PROGRAMME.
Même si les commandes sont en cours d'exécution
séquentiellement, dans les programmes peuvent être mis en œuvre
la possibilité d'accéder à n'importe quelle partie du code.
L'architecture de von Neumann
ARCHITECTURE VON NEUMANNGénérations d'ordinateurs - l'histoire du développement de la technologie informatique
GÉNÉRATIONS D'ORDINATEURS - HISTOIREDÉVELOPPEMENTS D’ÉQUIPEMENT INFORMATIQUE
Zéro génération. Ordinateurs mécaniques
ZÉRO GÉNÉRATION.ORDINATEURS MÉCANIQUES
La machine à calculer de Blaise Pascal
1642, cette voiture pourrait
effectuer uniquement des opérations
addition et soustraction.
Première génération. Ordinateurs à tube à vide (194x-1955)
PREMIÈRE GÉNÉRATION. ORDINATEURS ALLUMÉSVANNES ÉLECTRONIQUES (194X-1955)
Performance : plusieurs dizaines de milliers
opérations par seconde.
Particularités :
Étant donné que les lampes sont de taille importante et
Il y en a des milliers, alors les machines étaient de taille énorme.
Puisqu'il y a beaucoup de lampes et qu'elles ont la propriété
griller, alors l'ordinateur était souvent inactif à cause de
Recherche et remplacement d'une lampe défectueuse.
Les lampes produisent une grande quantité de chaleur,
ainsi, machines informatiques exiger
systèmes de refroidissement spéciaux puissants.
Deuxième génération. Ordinateurs à transistors (1955-1965)
DEUXIÈME GÉNÉRATION. ORDINATEURS ALLUMÉSTRANSISTORS (1955-1965)
Performance : des centaines de milliers d'opérations par
donne moi une seconde
Le premier ordinateur allumé
les transistors TX sont devenus le prototype de
ordinateurs de la branche PDP de DEC,
qui peut être considéré
les fondateurs de l'informatique
l'industrie, car un phénomène est apparu
vente massive de voitures. Sorties DEC
premier mini-ordinateur (de la taille de
placard). Apparition enregistrée
afficher.
Troisième génération. Ordinateurs à circuits intégrés (1965-1980)
TROISIÈME GÉNÉRATION. ORDINATEURS ALLUMÉSCIRCUITS INTÉGRÉS (1965-1980)
Performances : millions d'opérations par seconde.
Le circuit intégré est
circuit électronique gravé sur silicium
cristal. Ce diagramme correspond à des milliers
transistors.
Il y a un problème avec la compatibilité des versions publiées
modèles (logiciels pour eux).
Pour la première fois, une grande importance accordée à la compatibilité
donnée par IBM.
Quatrième génération. Ordinateurs sur circuits intégrés à grande (et ultra-grande) échelle (1980-...)
QUATRIÈME GÉNÉRATION. ORDINATEURS ALLUMÉSGRAND (ET EXTRA GRAND) INTÉGRAL
RÉGIME (1980-…)
Performances : des centaines de millions d'opérations par seconde.
Il est devenu possible d'en placer plus d'un
un circuit intégré, mais des milliers. Performance
les ordinateurs ont considérablement augmenté.
À la fin des années 70 et au début des années 80, c'était populaire
Ordinateur Apple conçu par Steve Jobs et
Steve Wozniak. Plus tard, il a été produit en série
lancé Ordinateur personnel IBM PC sur processeur
