Κοινή χρήση τεχνολογίας

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Πίνακας περιεχομένων

Πρόλογος:

Αρχιτεκτονική υπολογιστών Von Neumann

Σύγχρονη αρχιτεκτονική υπολογιστών:

Συνοψίζω:

---

Πρόλογος:

Στη σημερινή ψηφιακή εποχή, το υλικό των υπολογιστών δεν είναι μόνο μάρτυρας της τεχνολογικής προόδου, αλλά και ο ακρογωνιαίος λίθος αυτής της προόδου. Αποτελούν τον πυρήνα του ψηφιακού οικοσυστήματος που είναι απαραίτητος στην καθημερινή μας ζωή Από απλές προσωπικές υπολογιστικές εργασίες έως πολύπλοκες εφαρμογές ανάλυσης δεδομένων και τεχνητής νοημοσύνης, η απόδοση και η αξιοπιστία του υλικού επηρεάζουν άμεσα την αποδοτικότητα και την ποιότητα ζωής μας. Ωστόσο, ανεξάρτητα από το πώς εξελίσσεται η τεχνολογία των υπολογιστών, τα βασικά δομικά στοιχεία της παρέμειναν πάντα τα ίδια και είναι τα δομικά στοιχεία πάνω στα οποία χτίζονται οι σύγχρονοι υπολογιστές.

Αυτό το άρθρο στοχεύει να εμβαθύνει στα βασικά στοιχεία του υλικού υπολογιστή και να αποκαλύψει πώς αυτά τα στοιχεία συνεργάζονται για να υποστηρίξουν τη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος υπολογιστή.

Στον παλαιότερο υπολογιστή ENIAC, αν και αυτός ο μεγάλος τύπος μπορούσε να κάνει υπολογισμούς, απαιτούσεΧειροκίνητη καλωδίωση από το προσωπικόγια τον έλεγχο των υπολογισμών.

Και αυτού του είδους οι χειροκίνητοι υπολογισμοί περιορίζουν σημαντικά την ταχύτητα λειτουργίας του υπολογιστή.αυτή τη στιγμήφον ΝόιμανΥποβλήθηκε μια ιδέα: καθορίστε όλα τα βήματα εκ των προτέρων και ο υπολογιστής χρειάζεται μόνο να ακολουθήσει τα βήματα.

Αυτό είναι στην πραγματικότητα ένα αποθηκευμένο πρόγραμμα.

Το λεγόμενο αποθηκευμένο πρόγραμμα σημαίνει ότι οι οδηγίες εισάγονται στη μνήμη του υπολογιστή με τη μορφή δυαδικού κώδικα εκ των προτέρων και στη συνέχεια εκτελείται η πρώτη εντολή του προγράμματος σύμφωνα με την πρώτη του διεύθυνση στη μνήμη και στη συνέχεια εκτελούνται άλλες εντολές σε τη σειρά που καθορίζεται από το πρόγραμμα , μέχρι να τελειώσει η εκτέλεση του προγράμματος.

Αρχιτεκτονική υπολογιστών Von Neumann

Με βάση αυτή την ιδέα που προτάθηκε από τον von Neumann, σχεδιάστηκε μια πρώιμη αρχιτεκτονική μηχανής von Neumann:

Από το σχήμα μπορούμε να συνοψίσουμε τα χαρακτηριστικά του υπολογιστή von Neumann:

1. Ένας υπολογιστής αποτελείται από πέντε κύρια στοιχεία
2. Οι οδηγίες και τα δεδομένα αποθηκεύονται στη μνήμη σε ισότιμη βάση και είναι προσβάσιμα μέσω διεύθυνσης.
3. Οι οδηγίες και τα δεδομένα εκφράζονται σε δυαδική μορφή
4. Η οδηγία αποτελείται από έναν κωδικό λειτουργίας (τρόπος λειτουργίας στα δεδομένα) και έναν κωδικό διεύθυνσης (όπου βρίσκονται τα δεδομένα που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν)
5. αποθηκευμένη διαδικασία
6. μεχειριστήςΩς κέντρο, είτε πρόκειται για συσκευή εισόδου είτε εξόδου, πρέπει να ολοκληρωθεί μέσω του χειριστή.

Αλλά στην πραγματικότητα, αυτή η αρχιτεκτονική έχει ελαττώματα:Όλα τα δεδομένα μας πρέπει να λειτουργούν μέσω χειριστών, γεγονός που θα οδηγήσει σε μείωση της αποτελεσματικότητας.

Σύγχρονη αρχιτεκτονική υπολογιστών:

Έτσι, η αρχιτεκτονική των σύγχρονων υπολογιστών βελτιώνεται σε αυτό, κατάΗ αριθμητική-κεντρική προσέγγιση έχει αλλάξει σε μια προσέγγιση με επίκεντρο τη μνήμη.

Μια σύντομη περίληψη είναι:

Ο υπολογιστής von Neumann επικεντρώνεται στην αριθμητική μονάδα και όλη η επεξεργασία δεδομένων πρέπει να περάσει από την αριθμητική μονάδα, ενώ η σύγχρονη αρχιτεκτονική του υπολογιστή είναι επικεντρωμένη στη μνήμη και όλη η επεξεργασία δεδομένων πρέπει να περάσει από τη μνήμη.

Με την εμφάνιση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, οι άνθρωποι ενσωμάτωσαν αριθμητικές μονάδες και ελεγκτές σε CPU

CPU = αριθμητική μονάδα + ελεγκτής

Επομένως, η παραπάνω αρχιτεκτονική μπορεί να ενημερωθεί ως εξής:

 

Όσον αφορά το υλικό του υπολογιστή, μπορούμε να το εκφράσουμε γραφικά ως εξής:

Συνοψίζω:

Σε αυτό το κεφάλαιο, εξηγούμε την αρχιτεκτονική υπολογιστών von Neumann και τη σύγχρονη αρχιτεκτονική υπολογιστών σε δύο μέρη. Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι η αρχιτεκτονική του υπολογιστή von Neumann επικεντρώνεται στην αριθμητική μονάδα. Η αλλαγή τοποθετεί τη μνήμη ως κέντρο και βελτιστοποιεί τη ροή επεξεργασίας δεδομένων. Στο επόμενο άρθρο, θα μάθουμε περισσότερα για την αρχή λειτουργίας κάθε υλικού.

Εάν το περιεχόμενό μου είναι χρήσιμο για εσάς, παρακαλώLike, σχόλιο, αγαπημένο . Η δημιουργία δεν είναι εύκολη και η υποστήριξη όλων είναι αυτή που με κρατάει!