45. Принципы фон Неймана

В 1945 г. американским математиком Джоном фон Нейманом был опубликован доклад, в котором было описано, как должен быть устроен компьютер для того, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации.

Компьютер должен иметь:

¾ арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

¾ устройство управления (УУ), которое организует процесс выполнения программ;

¾ запоминающее устройство (ЗУ), или память, для хранения программ и данных;

¾ внешние устройства (ВУ) для ввода-вывода информации.

Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.

В общих чертах работу компьютера можно описать так. Вначале с помощью какого-либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует её выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение из памяти данных или запись результатов в память и т. д.

Как правило, после выполнения одной команды УУ выполняет команду из следующей ячейки памяти. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Тогда выполняется команда из некоторой другой ячейки памяти. Такой переход может выполняться только при наличии некоторых условий. Это позволяет использовать одни и те же последовательности команд много раз (т. е. организовывать циклы) и выполнять различные последовательности команд в зависимости от некоторых условий.

Устройство управления может обмениваться информацией с оперативной памятью и внешними устройствами компьютера. Поскольку внешние устройства работают значительно медленнее остальных частей компьютера, УУ может приостанавливать выполнение программы до завершения операции ввода-вывода с внешнего устройства.

< Предыдущая		Следующая >