Condivisione della tecnologia

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Sommario

Prefazione:

Architettura dei calcolatori di Von Neumann

Architettura informatica moderna:

Riassumere:

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Prefazione:

Nell'era digitale di oggi, l'hardware del computer non è solo testimone del progresso tecnologico, ma anche la pietra angolare di questo progresso. Costituiscono il nucleo dell'ecosistema digitale indispensabile nella nostra vita quotidiana, dalle semplici attività informatiche alle complesse applicazioni di analisi dei dati e di intelligenza artificiale, le prestazioni e l'affidabilità dell'hardware influiscono direttamente sull'efficienza del nostro lavoro e sulla qualità della vita. Tuttavia, indipendentemente da come si evolve la tecnologia informatica, i suoi elementi costitutivi di base sono sempre rimasti gli stessi e sono gli elementi su cui sono costruiti i computer moderni.

Questo articolo mira ad approfondire i componenti di base dell'hardware del computer e rivelare come questi componenti lavorano insieme per supportare il funzionamento dell'intero sistema informatico.

Nel primo computer ENIAC, sebbene questo ragazzone potesse eseguire calcoli, lo richiedevaCablaggio manuale da parte del personaleper controllare i calcoli.

E questo tipo di calcolo manuale limita notevolmente la velocità di funzionamento del computer.in questo momentovon NeumannÈ stata avanzata un'idea: determinare tutti i passaggi in anticipo e il computer deve solo seguire i passaggi.

Questo è in realtà un programma memorizzato.

Il cosiddetto programma memorizzato significa che le istruzioni vengono immesse in anticipo nella memoria del computer sotto forma di codice binario, quindi la prima istruzione del programma viene eseguita in base al suo primo indirizzo nella memoria, quindi le altre istruzioni vengono eseguite in l'ordine specificato dal programma, fino al termine dell'esecuzione del programma.

Architettura dei calcolatori di Von Neumann

Sulla base di questa idea proposta da von Neumann, è stata progettata una delle prime architetture della macchina von Neumann:

Dalla figura possiamo riassumere le caratteristiche del computer von Neumann:

1. Un computer è costituito da cinque componenti principali
2. Le istruzioni e i dati vengono archiviati in memoria su un piano di parità e sono accessibili tramite indirizzo.
3. Le istruzioni e i dati sono espressi in binario
4. L'istruzione è composta da un codice operazione (come operare sui dati) e un codice indirizzo (dove si trovano i dati su cui operare)
5. procedura memorizzata
6. dioperatoreEssendo il centro, sia esso un dispositivo di input o di output, deve essere completato tramite l'operatore.

Ma in realtà, questa architettura ha dei difetti:Tutti i nostri dati devono essere gestiti tramite operatori, il che porterà a una riduzione dell’efficienza.

Architettura informatica moderna:

Quindi l'architettura dei computer moderni migliora in questo sensoL'approccio aritmetico-centrico è stato cambiato in un approccio incentrato sulla memoria.

Un breve riassunto è:

Il computer von Neumann è centrato sull'unità aritmetica e tutta l'elaborazione dei dati deve passare attraverso l'unità aritmetica, mentre l'architettura moderna del computer è centrata sulla memoria e tutta l'elaborazione dei dati deve passare attraverso la memoria.

Con l'avvento dei circuiti integrati, le persone hanno integrato unità aritmetiche e controller nelle CPU

CPU = unità aritmetica + controller

Pertanto, l’architettura di cui sopra può essere aggiornata come:

 

Per quanto riguarda l'hardware del computer, possiamo esprimerlo graficamente come:

Riassumere:

In questo capitolo spiegheremo l'architettura del computer von Neumann e l'architettura del computer moderno in due parti. La differenza principale tra i due è che l'architettura del computer von Neumann è centrata sull'unità aritmetica. Tutta l'elaborazione dei dati deve passare prima attraverso l'unità aritmetica, ma ciò ridurrà notevolmente l'effetto, pertanto, la nostra moderna architettura del computer l'ha cambiata. Il cambiamento pone la memoria al centro e ottimizza il flusso di elaborazione dei dati. Nel prossimo articolo impareremo di più sul principio di funzionamento di ciascun hardware.

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