1 컴퓨터 아키텍처는 논리적 조직, 구조 및 리소스입니다. 대부분의 전자 컴퓨터의 아키텍처는 Charles Babbage의 아이디어를 발전시킨 John von Neumann이 1945년에 공식화한 원리를 기반으로 합니다. 1. 프로그램 제어의 원리(프로그램은 프로세서에 의해 자동으로 실행되는 명령 집합으로 구성됨) 주어진 순서대로 하나씩). 2. 메모리 동질성의 원칙(프로그램과 데이터는 동일한 메모리에 저장됩니다. 데이터와 마찬가지로 명령에서도 동일한 작업을 수행할 수 있습니다). 3. 어드레싱의 원리 (메인 메모리는 구조적으로 번호가 매겨진 셀로 구성됨) 이러한 원리를 바탕으로 구축된 컴퓨터는 고전적인 아키텍처(폰 노이만 아키텍처)를 갖습니다. 컴퓨터 기술 발전의 역사에서 여러 세대가 구별됩니다. 비고전적 아키텍처를 갖춘 컴퓨터, 즉 신경컴퓨터가 있습니다. 그들은 인간의 두뇌를 구성하는 뉴런의 활동을 시뮬레이션합니다. 존 폰 노이만 찰스 배비지 폰 노이만의 원리
2 각 논리 노드는 자체 기능을 수행합니다. 프로세서 기능: 데이터 처리 주어진 프로그램(산술 및 논리 연산 수행) 컴퓨터 장치의 작동을 소프트웨어로 제어합니다. 이 프로그램은 명령(기본 작업)으로 구성됩니다. 명령에는 수행 중인 작업의 코드가 포함되어 있습니다. 피연산자 주소; 결과 게시 주소입니다. 아키텍처는 기본 장치의 작동 원리, 정보 연결 및 상호 작용을 결정합니다. 논리 노드컴퓨터: 프로세서; 랜덤 액세스 메모리; 외부 메모리; 주변 장치(입/출력 장치). 논리 노드
3 프로세서에는 레지스터(프로세서 메모리)가 포함되어 있습니다. 레지스터는 두 가지 기능을 수행합니다: 숫자 또는 명령의 단기 저장; 그들에 대해 몇 가지 작업을 수행합니다. 가장 중요한 레지스터: 프로그램 카운터(연속적인 메모리 셀에서 프로그램 명령을 자동으로 가져오는 데 사용되며 실행 중인 명령의 주소를 저장함) 명령 및 상태 레지스터(명령 코드를 저장하는 데 사용됨) 메모리 기능: 다른 장치로부터 정보를 수신합니다. 정보 기억; 요청 시 정보를 다른 컴퓨터 장치로 전송합니다. 논리 노드
4 명령 카운터 명령 레지스터 피연산자 레지스터 adder 명령의 실행은 다음 단계로 나누어집니다: 메모리 셀에서 명령이 선택됩니다(그리고 명령 카운터의 내용이 증가합니다). 명령은 제어 장치(명령 레지스터)로 전송됩니다. 프로세서 제어 장치는 명령 주소를 해독합니다. 제어 장치의 신호에 따라 피연산자가 메모리에서 산술 논리 장치로 선택됩니다. 제어 장치는 연산 코드를 해독하고 연산을 수행하도록 산술 논리 장치에 신호를 발행합니다. 작업 결과는 프로세서에 남아 있거나 RAM으로 반환됩니다. 랜덤 액세스 메모리 프로그램 프로세서 제어 장치 산술 논리 장치 프로그램 실행
6 고전 아키텍처의 컴퓨터는 백본 모듈러 원리를 기반으로 합니다. 모듈성은 조립식 구성 키트와 같은 컴퓨터가 컴퓨터의 논리 단위를 나타내는 별도의 모듈로 구성된다는 사실로 표현됩니다. 메인라인은 다음을 의미합니다. 개별 모듈데이터 버스, 주소 버스 및 제어 버스로 구성된 공통 시스템 버스(버스)를 통해 프로세서에 연결됩니다. 시스템 버스는 주변 장치, 중앙 프로세서 및 RAM 간의 데이터 전송을 보장하도록 설계되었습니다. 물리적으로 버스는 인쇄 회로 기판에 에칭된 전도성 라인 세트, 인쇄 회로 기판이 삽입되는 커넥터(슬롯)의 핀에 납땜된 와이어 또는 플랫 케이블일 수 있습니다. 구성요소 컴퓨터 시스템하나 이상의 인쇄 회로 기판에 물리적으로 위치하며 그 수와 기능은 시스템 구성, 제조업체 및 마이크로프로세서 세대에 따라 다릅니다. 버스의 주요 특성: 전송되는 데이터의 비트 깊이(동시에 전송되는 비트 수) 데이터 전송 속도. 시스템 버스 및 모듈
7 데스크탑 컴퓨터 컴팩트 컴퓨터(노트북) 시스템 장치에는 컴퓨터의 주요 논리적 구성 요소가 포함됩니다: 마더보드; 전자 회로(프로세서, 장치 컨트롤러 등); 전원 장치; 디스크 드라이브(저장 장치). 포켓 컴퓨터 시스템 버스 및 모듈
에게 시스템 장치일부 모듈은 후면 패널의 해당 커넥터를 통해 연결됩니다. – 전원 공급 장치; - 키보드; - 생쥐; – 프린터, 플래시 메모리, 외장형 HDD, 웹 카메라 및 디지털 비디오 카메라, 디지털 카메라, 음성 녹음기 및 기타 장치 – 네트워크 케이블인터넷에 접속하기 위해; – 스피커, 헤드폰, 마이크(내장 사운드 카드 및 추가 사운드 카드에 연결) – 모니터. 시스템 버스 및 모듈
장치를 사운드 카드에 연결하기 위한 USB 포트 및 커넥터를 전면 또는 전면으로 출력할 수 있습니다. 사이드바시스템 장치: – 프린터, 플래시 메모리, 외장 HDD, 웹 카메라 및 비디오 카메라, 디지털 카메라, 음성 녹음기 및 기타 장치 연결 – 스피커, 헤드폰, 마이크 연결(사운드 카드에) 시스템 버스 및 모듈
– RAM(Random Access Memory) 커넥터 – 프로세서 – 전원 공급 장치 커넥터 – 비디오 카드 커넥터 – 사운드 카드 커넥터 – 플로피 드라이브 커넥터 – CD-ROM 드라이브 커넥터 하드 드라이브(하드 드라이브) 마더보드
마더보드(시스템) 보드의 논리 다이어그램 12 마더보드 프로세서(CPU) 노스 브리지 - RAM 컨트롤러 사우스 브리지 - 주변 장치 컨트롤러 AGP(가속 그래픽 포트) 사운드 카드, 랜카드, 모뎀(내부) 모니터 메모리 버스 메모리(RAM) 시스템 버스(FSB) 허브 인터페이스 COM USBPCI UDMA 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM 스캐너, 프린터, 웹캠, 디지털 카메라 및 카메라 외장형 HDD LPT PS/2 마우스 키보드 모뎀(외부) 키보드 프린터
마더보드(시스템, 메인) 보드는 중앙 프로세서, 중앙 프로세서와 주변 장치 간의 통신을 보장하는 컨트롤러, 램, 캐시 메모리(초고속 메모리), 상수 요소 BIOS 메모리(기본 입출력 시스템), 축전지, 석영 시계 생성기 및 다른 장치를 연결하기 위한 슬롯(커넥터). 클록은 클록 주파수 생성기(컴퓨터의 논리 노드 작동을 동기화하는 특수 마이크로 회로)의 두 펄스 사이의 시간 간격입니다. 기본 작업을 수행하려면 특정 수의 클럭 사이클이 필요합니다. 클록 주파수 – 초당 클록 사이클 수(MHz, GHz 단위로 측정) 마더보드의 전반적인 성능은 클럭 주파수뿐만 아니라 중앙 프로세서에서 단위 시간당 처리되는 데이터의 양(비트 깊이), 마더보드 간 데이터 교환 버스의 비트 폭에 따라 결정됩니다. 다양한 장치마더보드. 13 산모 ASUS 보드 K8S-MX 마더보드 AsRock K8U 마더보드
데이터 버스는 중앙 프로세서, 확장 카드 및 메모리 간에 데이터를 교환합니다. 데이터 버스 폭은 8비트(현재 사용되지 않음)에서 64비트까지 다양합니다. 주소 버스는 데이터가 기록되는 메모리 셀의 주소를 지정하는 데 사용됩니다. 제어 버스는 중앙 프로세서와 주변 장치 사이에 제어 신호를 전송합니다. 주소 버스와 데이터 버스는 때때로 동일한 물리적 와이어를 차지합니다. ~에 마더보드버스는 다른 장치를 설치하기 위한 슬롯으로 끝납니다. 메모리, CD-ROM, 프린터, 스캐너 등 다양한 클래스의 장치를 연결하기 위한 PCI 버스(Peripheral Component Interconnect 버스), USB 버스(Universal Serial BUS), SCSI 버스(Small Computer System Interface) 등 여러 가지 버스 표준이 있습니다. 마더보드에는 고급 병렬(LPT), 직렬(COM) 포트는 물론 적외선 및 USB 포트와 같은 장치가 내장되는 것이 표준이 되었습니다. 포트는 장치의 다중 비트 입력 또는 출력입니다. 마더보드의 아키텍처는 지속적으로 개선되고 있습니다. 14 기가바이트 GA-8I865GVME 마더보드 AOPEN I915GA-PLF 마더보드
16 프로세서(CPU) - 명령을 선택, 디코딩 및 실행할 수 있을 뿐만 아니라 다른 장치로부터 정보를 전송 및 수신할 수 있는 중앙 처리 장치입니다. 쉽게 말하면 프로세서는 전자 회로, 정보 처리를 수행합니다. 현대 개인용 컴퓨터의 생산은 프로세서가 별도의 칩으로 만들어지면서 시작되었습니다. IBM 호환 컴퓨터용 프로세서를 개발하고 생산하는 회사의 수는 적습니다. 현재 알려진 것 : Intel, Cyrix, AMD 등 IBM 호환 개인용 컴퓨터의 기초를 형성하는 프로세서 외에도 병렬 플랫폼을 구성하는 전체 클래스의 프로세서가 있습니다(가장 유명한 것 중 하나는 미국의 개인용 컴퓨터입니다). 사과, Motorola에서 제조한 근본적으로 다른 아키텍처를 갖는 Power PC와 같은 프로세서가 사용됩니다.) 프로세서 AMD 프로세서
CPU 성능은 다음과 같은 주요 매개변수로 특징지어집니다: 통합 정도; 내부 및 외부 비트 심도; 클럭 주파수; CPU가 접근할 수 있는 메모리. 마이크로 회로의 통합 정도는 단위 면적에 몇 개의 트랜지스터(마이크로 회로의 가장 간단한 요소)가 들어갈 수 있는지를 보여줍니다. Pentium Intel 프로세서의 경우 이 값은 3.5sq.cm당 약 300만이고 Pentium Pro의 경우 500만입니다. 클록 주파수는 마이크로프로세서가 1초에 수행하는 기본 작업(사이클) 수를 나타냅니다(MHz 단위로 측정). 클럭 속도는 프로세서의 속도를 결정합니다. 프로세서의 경우 내부(자체) 클럭 주파수프로세서(가장 간단한 내부 작업을 수행할 수 있는 속도) 및 외부(외부 버스의 데이터 전송 속도를 결정). 프로세서에 사용 가능한 RAM 주소 수는 주소 버스의 너비에 따라 결정됩니다. 17 인텔 프로세서펜티엄 4 프로세서
프로세서의 내부 비트 용량은 산술 연산을 수행할 때 동시에 처리할 수 있는 비트 수를 결정합니다(프로세서 세대에 따라 8비트에서 32비트까지). 프로세서의 외부 비트 용량에 따라 동시에 수신하거나 전송할 수 있는 비트 수가 결정됩니다. 외부 장치(16세부터 64세 이상까지) 최신 프로세서). 멀티미디어 응용 프로그램의 급속한 발전으로 인해 프로세서 개발자는 그래픽, 오디오 또는 비디오 정보가 포함된 엄청난 양의 데이터 처리 속도를 높이는 문제에 직면해 있습니다. 그 결과 추가로 설치된 특수 DSP 프로세서가 생겨 났고 Pentium 프로세서를 기반으로 개발 된 소위 MMX 프로세서가 등장했습니다 (첫 번째는 Pentium P55C였습니다). 예 기술적 인 특성다음 슬라이드에는 프로세서와 이를 냉각하기 위한 장치(쿨러)가 나와 있습니다. 18 프로세서 Cyrix 프로세서
키보드는 컴퓨터에 정보를 입력하는 주요 장치입니다. 키보드는 기계식 키 입력을 소위 스캔 코드로 변환하여 마더보드의 키보드 컨트롤러로 전송됩니다. 그러면 컨트롤러는 서비스되는 하드웨어 인터럽트를 시작합니다. 특별 프로그램 ROM-BIOS에 포함되어 있습니다. Shift(/)나 Switch(,) 키로부터 스캔 코드를 수신하면 키보드 상태의 변화가 RAM에 기록됩니다. 키보드를 사용하여 입력한 문자를 모니터 화면에 표시하려면 키보드 드라이버가 필요합니다. 일반적으로 이 드라이버는 중요한 부분어느 운영 체제. 다른 모든 경우에는 스캔 코드가 이미 처리된 ASCII 코드 또는 확장 코드로 변환됩니다. 응용 프로그램. 디자인에 따라 플라스틱 핀이 있는 키보드, 클릭 기능이 있는 키보드, 마이크로 스위치 또는 리드 스위치가 있는 키보드, 터치 키보드 등 키보드 유형이 구별됩니다. 키보드는 키의 수와 위치도 다릅니다. 현재 키보드에는 인체공학적 키보드, 산업용 키보드, 바코드 리더기 장착 키보드, 시각 장애인용 키보드, 적외선(무선) 키보드 등이 있습니다. 32 인체공학적 키보드 일반 키보드 키보드
34 마우스 A4 BW-35 광학(800dpi) 마우스 A4 BW-5 광학(800dpi) 로지텍 스티어링 휠 조이스틱 마우스, 트랙볼, 스티어링 휠, 조이스틱 – 모니터 화면의 개체를 제어하는 장치입니다. 공의 회전은 전기 신호로 변환되어 케이블을 통해 컴퓨터로 전송됩니다. 일부 마우스에는 그려진 좌표 격자를 기준으로 장치의 움직임을 기록하는 광학 센서가 있습니다. 광학 마우스는 점차적으로 마우스를 공으로 대체하고 있습니다. 트랙볼 Logitech 조작기
35 마우스는 COM, PS/2 또는 USB 포트에 연결할 수 있습니다. 이러한 포트에 연결하려면 특수 어댑터가 있습니다. 조작기는 어댑터를 통해 마우스를 연결합니다.
모니터는 비디오 카드 메모리에 저장된 정보를 표시하는 주요 장치입니다. 주요 모니터 유형: 비디오 카드에서 나오는 신호로 제어되는 음극선관을 기반으로 합니다. 음극선관 모니터의 작동 원리는 텔레비전 모니터의 작동 원리와 동일합니다. 화면의 이미지는 전자총에서 방출되는 전자 빔에 의해 생성됩니다. 이 광선은 형광체로 코팅된 스크린의 내부 표면에 떨어지면서 빛을 발하게 됩니다. 액정(LSD – Liquid Crystal Display). 이러한 모니터의 화면은 두 개의 유리판으로 구성되며 그 사이에는 액정이 들어 있는 덩어리가 있습니다. 작동 원리는 액정 분자가 영향을 받는다는 사실에 기초합니다. 전기장방향을 변경하고 통과하는 광선의 속성을 변경합니다. 모니터를 선택할 때 특성에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 품질이 낮은 모니터는 시력에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 37 LG 모니터 17 모니터
프린터는 종이에 텍스트와 그래픽 이미지를 인쇄하는 장치입니다. 프린터 유형: 도트 매트릭스 프린터(저렴하고 낮은 인쇄 품질, 인쇄 속도 1페이지/분, 컬러 아님); 잉크젯 프린터(평균 가격, 높은 인쇄 품질, 인쇄 속도 약 10페이지/분, 컬러 및 흑백), 액체 잉크 카트리지로 리필됨; 레이저 프린터(고가, 높은 인쇄 품질, 인쇄 속도 4~15페이지/분, 컬러 및 흑백), 잉크 파우더가 들어 있는 카트리지로 리필됨. 39 플로터(플로터)는 도면이나 포스터를 종이에 인쇄하는 장치입니다. 일반 플로터는 A1 형식 시트를 사용합니다. 인쇄 속도는 약 4매/시간입니다. 레이저 프린터 잉크젯 프린터카트리지 플로터 프린터
스캐너는 종이, 필름 등의 컬러 및 흑백 이미지를 입력하는 장치입니다. 스캐너는 광선으로 이미지를 스캔할 때 얻은 광학 신호를 전기 신호로 변환한 후 디지털 코드로 순차적으로 변환합니다. 스캔된 이미지의 크기는 스캐너의 크기에 따라 다르며 큰 도면 시트의 크기에 도달할 수 있습니다. (A0). 특수 슬라이드 부착 장치를 사용하면 슬라이드와 네거티브 필름을 스캔할 수 있습니다. 41 HP ScanJet 2400 스캐너 Epson Perfection 1270 스캐너 BENQ 5250C 스캐너 Mustek Bear Paw 2400 CU 스캐너 스캐너
디지털 사진 및 비디오 카메라는 USB 포트를 통해 컴퓨터에 연결됩니다. 이를 통해 사진과 비디오를 읽어서 컴퓨터의 하드 드라이브나 CD에 저장하고 볼 수 있습니다. DVD 디스크. 51 캠코더 캐논 MV-830i 캠코더 소니 DCR-HC19E. 크리에이티브 카메라 기타 장치
52 디지털 음성 녹음기 또한 다음을 통해 컴퓨터에 연결됩니다. USB 포트, 사운드 파일을 읽고 여기에 포함된 특수 프로그램을 사용하여 컴퓨터에서 듣고 다른 위치에 저장할 수 있습니다. 사운드 형식. 삼성 디지털 음성 녹음기본체에 연결하기기타 장치
53 휴대전화적외선 포트를 통해 컴퓨터에 연결하면 컴퓨터에서 파일을 읽고 저장할 수 있습니다. 다른 장치컴퓨터 메모리. 적외선 포트가 있는 휴대폰 시스템 장치에 연결 컴퓨터의 적외선 포트 기타 장치
멀티미디어 프로젝터는 모니터 연결과 동일한 방식으로 컴퓨터에 연결됩니다. 최신 프로젝터를 사용하면 대형 화면에 이미지를 투사할 수 있으며 짧은 거리에서도 최대 대각선 12m의 이미지를 수신할 수 있습니다. 새로운 기능벽 색상을 수동으로 조정하면 이미지의 색상 특성을 화면 표면 색상에 맞게 조정할 수 있습니다. 따라서 학교에서는 마치 흰색 벽인 것처럼 녹색 칠판에 이미지를 직접 투사할 수 있습니다. 54 BenQ PB2250 프로젝터 Acer PD100 프로젝터 NEC LT245 프로젝터 기타 장치
존 폰 노이만(1903 - 1957) - 양자 물리학, 양자 논리, 기능 분석, 집합론, 컴퓨터 과학, 경제학 및 기타 과학 분야에 중요한 공헌을 한 헝가리계 미국인 유대인 수학자입니다.
컴퓨터 아키텍처- 이것은 처리 과정과 데이터 인코딩 방법, 구성, 목적, 기술적 수단의 상호 작용 원리를 결정하는 기계의 내부 구조, 논리적 조직입니다. 소프트웨어.
CPU
1945년 존 폰 노이만(John von Neumann)은 컴퓨터 아키텍처를 창안했습니다.
폰 노이만 기계는 저장 장치(메모리)(메모리), 산술 논리 장치(ALU), 제어 장치(CU), 입력 및 출력 장치로 구성됩니다.
입력 장치
출력 장치
1946년 D. von Neumann, G. Goldstein 및 A. Berks는 공동 기사에서 컴퓨터 구성 및 작동에 대한 새로운 원칙을 설명했습니다. 그 후, 이러한 원리를 바탕으로 처음 두 세대의 컴퓨터가 생산되었습니다. 이후 세대에서는 약간의 변화가 있었지만 노이만의 원칙은 오늘날에도 여전히 유효합니다.
허먼 골드스타인
아서 벅스
존 폰 노이만
안에 이진 시스템번호 매기기에서는 0과 1이라는 두 자리 숫자만 사용합니다. 즉, 이진수 체계의 기본은 2입니다.
이상의 장점 십진법미적분학은 장치가 매우 간단하고 산술적이며 계산적으로 만들어질 수 있다는 것입니다. 논리 연산이진수 시스템에서도 매우 간단합니다.
숫자 체계
소수
바이너리
8진수
16진수
컴퓨터의 작동은 일련의 명령으로 구성된 프로그램에 의해 제어됩니다. 명령은 순차적으로 하나씩 실행됩니다. 저장된 프로그램이 있는 기계의 생성은 오늘날 우리가 프로그래밍이라고 부르는 것의 시작이었습니다.
이 경우 프로그램 명령과 데이터는 모두 이진수 시스템으로 인코딩됩니다. 녹음 방법은 동일합니다. 따라서 특정 상황에서는 명령에 대해 데이터와 동일한 작업을 수행할 수 있습니다.
언제든지 해당 주소를 통해 모든 메모리 셀에 액세스할 수 있습니다. 이 원칙은 프로그래밍에서 변수를 사용할 수 있는 가능성을 열어주었습니다.
명령이 순차적으로 실행된다는 사실에도 불구하고 프로그램은 코드의 모든 섹션으로 점프하는 기능을 구현할 수 있습니다.
존 폰 노이만의 업적.
존 폰 노이만(John von Neumann)은 최고의 학문적 영예를 안았습니다. 그는 정확한 과학 아카데미(페루 리마), 미국 예술 과학 아카데미, 미국 철학 학회, 롬바드 과학 문학 연구소, 네덜란드 왕립 과학 예술 아카데미, 미국 국립 과학 아카데미의 회원으로 선출되었습니다. 미국 및 기타 국가의 많은 대학에서 아카데미 및 명예 박사 학위를 받았습니다.
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목차: Von Neumann John von Neumann의 아키텍처 원리 Von Neumann 기계 John von Neumann의 간략한 전기 John von Neumann의 업적
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폰 노이만 아키텍처. 폰 노이만 아키텍처는 프로그램과 데이터를 컴퓨터 메모리에 함께 저장하는 잘 알려진 원리입니다.
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폰 노이만 아키텍처. 사람들이 폰 노이만 아키텍처에 대해 이야기할 때 이는 프로세서 모듈을 프로그램 및 데이터 저장 장치에서 물리적으로 분리하는 것을 의미합니다.
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존 폰 노이만의 원리. “범용 컴퓨터에는 연산, 메모리, 제어, 운영자와의 통신 등 여러 가지 기본 장치가 포함되어야 합니다. 계산이 시작된 후에는 기계 작동이 작업자에게 좌우되지 않는 것이 필요합니다.” "기계는 특정 계산에 필요한 디지털 정보뿐만 아니라 이러한 계산을 수행하는 프로그램을 제어하는 명령도 어떤 방식으로든 저장할 수 있어야 합니다."
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존 폰 노이만의 원리. "기계에 대한 명령이 숫자 코드를 사용하여 표현되고 기계가 어떻게든 숫자와 명령을 구별할 수 있다면 메모리를 사용하여 숫자와 명령을 모두 저장할 수 있습니다"(저장 프로그램 원리).
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존 폰 노이만의 원리. “주문을 위한 메모리 외에 메모리에 저장된 주문을 자동으로 실행할 수 있는 장치도 있어야 합니다.”
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존 폰 노이만의 원리. “기계는 계산기계이기 때문에 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈이 가능한 연산장치가 있어야 합니다.” “마지막으로 작업자와 기계 사이에 통신하는 입출력 장치가 있어야 합니다.”
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존 폰 노이만의 원리. 기계는 함께 작동해야 합니다 이진수, 기계식이 아닌 전자식으로 순차적으로 작업을 수행합니다.
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존 폰 노이만의 원리. 따라서 "폰 노이만에 따르면" 컴퓨터가 수행하는 기능 중 주요 위치는 산술 및 논리 연산이 차지합니다. 이를 위해 산술 논리 장치가 제공됩니다.
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존 폰 노이만의 원리. ALU의 작동과 전체 기계는 일반적으로 제어 장치를 사용하여 제어됩니다. (원칙적으로 컴퓨터에서는 제어 장치와 산술 논리 장치가 결합되어 있습니다. 단일 블록- 중앙 프로세서.) 정보 저장의 역할은 RAM에 의해 수행됩니다. 여기에는 산술 논리 장치(데이터)와 제어 장치에 대한 정보가 저장됩니다.
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존 폰 노이만의 간략한 전기. 미국의 수학자이자 물리학자인 존 폰 노이만(John von Neumann)은 부다페스트 출신이었습니다. 이 사람은 아주 일찍부터 자신의 놀라운 능력으로 두각을 나타내기 시작했습니다. 그는 6세에 고대 그리스어를 사용했고, 8세에는 고등 수학의 기초를 마스터했습니다. 1930년대까지 그는 독일에서 일했다. (1903-1957)
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존 폰 노이만의 간략한 전기. 그는 수리논리학, 군론, 연산자 대수학, 양자 역학, 통계 물리학, 개발된 게임 이론 및 오토마타 이론.존 폰 노이만의 업적. 존 폰 노이만(John von Neumann)은 최고의 학문적 영예를 안았습니다. 그는 정확한 과학 아카데미(페루 리마), 미국 예술 과학 아카데미, 미국 철학 학회, 롬바드 과학 문학 연구소, 네덜란드 왕립 과학 예술 아카데미, 미국 국립 과학 아카데미의 회원으로 선출되었습니다. 미국 및 기타 국가의 많은 대학에서 아카데미 및 명예 박사 학위를 받았습니다. 존 폰 노이만은 1957년 2월 8일에 사망했습니다. 슬라이드 17
존 폰 노이만(John von Neumann)이 지적한 컴퓨터 조직의 아키텍처 원리, 오랫동안거의 변하지 않았으며 1970년대 후반에야 슈퍼컴퓨터와 매트릭스 프로세서의 아키텍처에 이러한 원칙의 편차가 나타났습니다. .
개별 슬라이드별 프레젠테이션 설명:
슬라이드 1개
슬라이드 설명:
슬라이드 2개
슬라이드 설명:
폰 노이만 아키텍처는 프로그램과 데이터를 컴퓨터 메모리에 함께 저장하는 잘 알려진 원리입니다. 사람들이 폰 노이만 아키텍처에 대해 이야기할 때 이는 프로세서 모듈을 프로그램 및 데이터 저장 장치에서 물리적으로 분리하는 것을 의미합니다. 대부분의 컴퓨터는 다음을 기반으로 합니다. 일반 원칙, 미국 과학자 John von Neumann이 1945년에 공식화했습니다. 1. 프로그램 제어의 원리. 따라서 프로그램은 특정 순서에 따라 프로세서에 의해 자동으로 하나씩 실행되는 일련의 명령으로 구성됩니다. * 프로그램 카운터를 사용하여 메모리에서 프로그램을 검색합니다. 이 프로세서 레지스터는 저장된 다음 명령어의 주소를 명령어 길이만큼 순차적으로 증가시킵니다. 2. 기억의 동질성의 원리. 프로그램과 데이터는 동일한 메모리에 저장됩니다. 따라서 컴퓨터는 주어진 메모리 셀에 저장된 내용(숫자, 텍스트 또는 명령)을 구별하지 못합니다. 데이터에서와 마찬가지로 명령에서도 동일한 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 다양한 가능성을 열어줍니다. ** 한 프로그램의 명령은 다른 프로그램의 실행 결과로 얻을 수 있습니다. 번역 방법은 고급 프로그래밍 언어의 프로그램 텍스트를 특정 기계의 언어로 번역하는 이 원칙을 기반으로 합니다. 3. 타겟팅의 원리. 구조적으로 주 메모리는 번호가 다시 매겨진 셀로 구성됩니다. 프로세서는 언제든지 모든 셀을 사용할 수 있습니다. 이는 할당된 이름을 사용하여 프로그램 실행 중에 저장된 값에 나중에 액세스하거나 변경할 수 있도록 메모리 영역에 이름을 지정하는 기능을 의미합니다. 이러한 원리를 바탕으로 구축된 컴퓨터는 폰 노이만(von Neumann) 유형입니다.
3 슬라이드
슬라이드 설명:
프로세서 메모리 명령 실행은 다음 구성표에 따라 추적할 수 있습니다. 입력 출력 프로그램 데이터 명령 카운터 명령 레지스터 CU 피연산자 레지스터 여름 ALU 폰 노이만 기계는 저장 장치(메모리) - 메모리, 산술 논리 장치 - ALU로 구성됩니다. , 제어 장치 - CU 및 장치 입력 및 출력. 프로그램과 데이터는 산술 논리 장치를 통해 입력 장치에서 메모리에 입력됩니다. 모든 프로그램 명령은 인접한 메모리 셀에 기록되며 처리할 데이터는 임의의 셀에 포함될 수 있습니다. 모든 프로그램의 경우 마지막 명령은 shutdown 명령이어야 합니다. 다음 명령은 프로그램 카운터에 주소가 저장되어 있는 메모리 셀에서 선택됩니다. 프로그램 카운터의 내용은 명령 길이만큼 증가합니다. 선택한 명령은 제어 장치의 명령 레지스터로 전송됩니다. 다음으로 제어 장치는 명령의 주소 필드를 해독합니다. 제어 장치의 신호에 따라 피연산자는 메모리에서 판독되고 특수 피연산자 레지스터의 ALU에 기록됩니다. 산술 논리 장치는 지정된 데이터에 대해 명령어에 지정된 작업을 수행합니다. 산술 논리 장치에서 결과는 메모리나 출력 장치로 출력됩니다. 메모리와 출력 장치의 차이점은 메모리에는 데이터가 컴퓨터에서 처리하기 편리한 형태로 저장되고, 사람에게 편리한 방식으로 출력 장치로 전송된다는 점입니다. 명령을 실행하면 프로그램 카운터가 1씩 변경되므로 프로그램의 다음 명령을 가리킵니다. 모든 이전 단계는 "stop" 명령에 도달할 때까지 반복됩니다. 그러나 결과 주소가 지정되지 않은 경우에도 데이터가 프로세서에 남아 있을 수 있습니다.
1946년에 D. von Neumann, G. Goldstein 및 A. Berks
그들의 공동 기사는 새로운 내용을 설명했습니다
컴퓨터의 구성과 작동 원리.
이후에는 이러한 원칙을 바탕으로
생산되었다
첫 번째
둘
세대
컴퓨터. 이후 세대에서는
몇 가지 변화가 있었지만 원칙은
노이만은 오늘날에도 여전히 관련이 있습니다.
1. 컴퓨터에서 이진수 시스템을 사용합니다.
1. 바이너리 사용숫자 체계
컴퓨팅 기계.
십진수 체계에 비해 장점
장치를 만들 수 있다는 것입니다
매우 간단하고 산술적이며 논리적입니다.
이진수 시스템의 연산도
매우 간단하게 수행됩니다.
2. 컴퓨터 소프트웨어 제어
2. 프로그램 제어컴퓨터
컴퓨터의 작동은 다음으로 구성된 프로그램에 의해 제어됩니다.
명령 세트. 명령은 순차적으로 실행됩니다.
차례로. 메모리가 저장된 머신을 생성함으로써
프로그램은 오늘날 우리의 기초를 마련했습니다
우리는 그것을 프로그래밍이라고 부릅니다.
3. 컴퓨터 메모리는 데이터 저장뿐만 아니라 프로그램 저장에도 사용됩니다.
3. 컴퓨터 메모리는 사용되지 않습니다.데이터 저장용으로만 사용되지만
프로그램.
이 경우 프로그램 명령과 데이터가 모두 인코딩됩니다.
이진수 시스템에서, 즉 그들의 글쓰기 방식
는 ~와 마찬가지로. 그러므로 특정 상황에서는
명령은 다음과 동일한 작업을 수행할 수 있습니다.
데이터.
4. 컴퓨터 메모리 셀에는 순차적으로 번호가 매겨진 주소가 있습니다.
4. 컴퓨터 메모리 셀에는 주소가 있습니다.지속적으로
번호가 매겨진
언제든지 모든 셀에 액세스할 수 있습니다.
해당 주소의 메모리입니다. 이 원칙이 열렸습니다.
변수를 사용하는 능력
프로그램 작성.
5. 프로그램 실행 중 조건부 전환 가능성.
5. 조건부 전환 가능성프로그램 실행 프로세스.
명령이 실행되고 있는데도
순차적으로 프로그램에서 구현될 수 있습니다.
코드의 어떤 부분으로든 점프할 수 있는 능력.
폰 노이만 아키텍처
폰 노이만 아키텍처컴퓨터 세대 - 컴퓨팅 기술 개발의 역사
컴퓨터 세대 - 역사컴퓨팅 장비 개발
제로세대. 기계식 컴퓨터
제로 세대.기계식 컴퓨터
블레즈 파스칼의 계산기
1642 이 차는
작업만 수행
덧셈과 뺄셈.
첫 세대. 진공관 컴퓨터(194x-1955)
첫 세대. 컴퓨터가 켜진 상태전자 밸브(194X-1955)
성능: 수만
초당 작업.
특징:
램프의 크기가 상당하기 때문에
수천 개가 있고 기계의 크기도 엄청났습니다.
램프가 많고 속성이 있기 때문에
소진된 후 컴퓨터가 종종 유휴 상태가 되었습니다.
결함이 있는 램프를 찾아 교체합니다.
램프는 많은 양의 열을 발생시킵니다.
따라서, 컴퓨팅 기계필요하다
특별한 강력한 냉각 시스템.
2세대. 트랜지스터 컴퓨터(1955-1965)
2세대. 컴퓨터가 켜진 상태트랜지스터(1955-1965)
성능: 수십만 건의 작업
잠깐만
최초의 컴퓨터
TX 트랜지스터는 다음의 프로토타입이 되었습니다.
DEC의 PDP 지점 컴퓨터,
고려될 수 있는 것
컴퓨터의 창시자
업계에 현상이 나타났기 때문이다.
자동차 대량 판매. 12월 릴리스
최초의 미니컴퓨터(대략 크기는
벽장). 모습이 기록됨
표시하다.
3세대. 집적회로 컴퓨터(1965-1980)
3세대. 컴퓨터가 켜진 상태통합 회로(1965-1980)
성능: 초당 수백만 건의 작업.
집적 회로는
실리콘에 에칭된 전자 회로
결정. 이 다이어그램은 수천에 해당합니다.
트랜지스터.
출시된 호환성에 문제가 있습니다.
모델(그들을 위한 소프트웨어).
처음으로 호환성을 크게 강조함
IBM에서 제공한 것입니다.
4세대. 대규모(및 초대형) 집적 회로의 컴퓨터(1980-...)
4세대. 컴퓨터가 켜진 상태대형(및 초대형) 적분
계획 (1980-…)
성능: 초당 수억 건의 작업.
여러개 배치가 가능해졌습니다
하나 집적 회로, 하지만 수천. 성능
컴퓨터가 크게 늘어났습니다.
70년대 후반~80년대 초반에 유행했었죠
스티브 잡스가 디자인한 애플 컴퓨터와
스티브 워즈니악. 나중에 대량생산됐는데
출시됨 개인용 컴퓨터프로세서 기반 IBM PC
