Архитектура ЭВС (8 часов)

Принципы построения вычислительных машин.

Машина Фон Неймана.

Гарвардская архитектура.

Базовая структура вычислительной машины.

В 1946 году трое учёных — Артур Бёркс (англ. Arthur Burks), Герман Голдстайн (англ. Herman Goldstine) и Джон фон Нейман (англ. John von Neumann) — опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства». В статье был изложен способ представления данных в ЭВМ в двоичном виде. Принципы конструирования ЭВМ, которые описывались в работе ученых, упрощали реализацию выполнения арифметических и логических операций. В то время машины хранили данные в десятичном виде. Идея использования общей памяти для программы и данных позволила реализовать первые компьютеры. Имя фон Неймана было широко известно в науке и принципы, предложенные учеными, получили название «принципы фон Неймана»:

Принцип двоичного кодирования.

Команды и данные представляются в двоичной системе счислении, в виде нолей и единиц.

Принцип однородности памяти.

Программы (последовательности команд) и данные хранятся в одной памяти. Работа с этой памятью позволяет оперировать и с данными, и с командами.

Принцип последовательного программного управления.

Команды располагаются в памяти и выполняются последовательно.

Принцип адресуемости памяти.

Структурно, память представляется в виде пронумерованных ячеек. Процессору доступна любая ячейка в произвольный момент времени.