Лекция 3. Вычислительная система. Универсальный компьютер (архитектура фон Неймана)

Вычислительная система. Универсальный компьютер (архитектура фон Неймана). Классификация ЭВМ. Организация современной вычислительной системы на примере ПК. Программное обеспечение ЭВМ. Классификация ПО.

(4 часа)

Работа компьютера основана на алгебраической системе логики, разработанной в XIX в. английским математиком-самоучкой Джорджем Булем. Буль старался решить вопрос, над которым за сто лет до него размышлял Лейбниц, — как подчинить логику математике. Он надеялся, что его система, "очистив словесные аргументы от словесной шелухи", облегчит поиск правильного заключения и сделает его всегда достижимым. Рассмотрим основные положения этой системы.

Высказывание — это любое предложение, в отношении которого имеет смысл утверждение об его истинности или ложности. При этом считается, что высказывание или истинно, или ложно и не может быть одновременно и истинным, и ложным. Примеры высказываний:

"Май — весенний месяц" — это истинное утверждение;

"2+3=6" — ложное утверждение;

"Вася — самый высокий человек в классе" — это утверждение может быть как истинным, так и ложным.

В алгебре логики все высказывания обозначаются буквами а, b, с и т. д., что позволяет манипулировать ими подобно тому, как в математике манипулируют обычными числами.

Над высказываниями могут выполняться следующие логические операции:

операция ИЛИ — логическое сложение,

операция И — логическое умножение,

операция НЕ — отрицание.

Результаты этих операций определяются по правилам, указанным в следующей таблице:

Используя логические операции, можно получить более сложные высказывания. Например, если мы обозначим высказывания

5<3, х=1, 7=7

соответственно буквами а, b, и с, то высказывание "а И b И с" будет ложным, независимо от значения х. А высказывание "а ИЛИ b ИЛИ с" — истинно при любом значении х.

Хотя система Буля допускает множество других операций, указанных трех уже достаточно для того, чтобы производить сложение, вычитание, умножение и деление или выполнять такие операции, как сравнение символов и чисел.

Логические действия двоичны по своей сути. Они оперируют лишь с двумя сущностями: "истина" или "ложь", "да" или "нет", "открыт" или "закрыт", нуль или единица, называемыми логическими значениями.