फोन न्यूमन आर्किटेक्चर: टर्म घटना इतिहास

आर्किटेक्चर फोन न्यूमन या, तसेच फोन न्यूमन मॉडेल, किंवा प्रिन्सटन आर्किटेक्चर म्हणून ओळखले जाते, अहवाल "पहिला मसुदा" एक संगणक EDVAC मध्ये 1945, गणितज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञ जॉन फोन न्यूमन वर्णन पद्धत आधारित.

सर्किट आर्किटेक्चर

अहवाल वर्णन प्रक्रिया उद्योग होणारी समावेश भाग इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल कॉम्प्यूटरचा फोन न्यूमन आर्किटेक्चर आकृती:

• अंकगणितीय तर्कशास्त्र एकक;
• प्रोसेसर न;
• एक सूचना नोंदवही आणि कार्यक्रम काउंटर समावेश नियंत्रण एकक;
• डेटा संचयित करण्यासाठी मेमरी;
• एक बाह्य संचय डिव्हाइस;
• इनपुट आणि आऊटपुट यंत्रणा.

विकास अर्थ संगणक माहिती संग्रहित कोणत्याही माहिती ऑपरेशन, ते एक सामान्य बस शेअर निवडले डेटा, एकाच वेळी प्ले करू शकत ज्या कार्यक्रम, वापरली जाऊ शकते की समावेश आहे. हे आर्किटेक्चर काय असावी बद्दल शास्त्रज्ञ विचार करतो याचे वर्णन "पहिला मसुदा" मध्ये उल्लेख केला आहे. फोन न्यूमन या परिस्थितीत "व्यत्यय", अनेकदा प्रणाली कामगिरी मर्यादित म्हणतात.

फोन न्यूमन आर्किटेक्चर तत्त्वे

डिजिटल संगणक - एक संगणक, कार्यक्रम सूचना, डेटा वाचन, लेखन समावेश आणि रँडम एक्सेस मेमरी (RAM) यांचा समावेश आहे एक कार्यक्रम संचयित. जॉन फोन न्यूमन यांनी आर्किटेक्चर तत्त्वे आपल्या कामात आराखडा "प्रथम प्रकल्प." त्याच्या मते, प्रोग्राम मेमरी मध्ये संग्रहित संगणक, संगणक, अशा ENIAC म्हणून ताबा सुधारणा होते. नंतरचे स्विच सेटिंग, आणि पॅच घालण्यास, विविध कार्यात्मक अवरोध दरम्यान डेटा आणि नियंत्रण सिग्नल मार्गाची परिणामी करून प्रोग्राम होते. स्मृती बहुसंख्य मध्ये देखील या प्रकारे आधुनिक संगणक वापरली जाते. त्यामुळे संगणक आर्किटेक्चर फोन न्यूमन विविध, उदाहरणार्थ, हार्वर्ड पासून आहे, तो मुख्य आणि कॅशे मेमरी वापरत नाही म्हणून.

prehistory

प्रथम संगणक निश्चित कार्यक्रम देण्यात आले. काही अतिशय सोपे संगणक अद्याप या रचना किंवा साधेपणा किंवा प्रशिक्षण उद्देशासाठी वापरा. उदाहरणार्थ, एक डेस्कटॉप कॅल्क्युलेटर देखील एक निश्चित कार्यक्रम एक संगणक आहे. हे गणित मूलतत्त्वे कार्य करू शकता, परंतु तो वापरले जाऊ शकत नाही एक वर्ड प्रोसेसर , किंवा एक खेळ कन्सोल. निश्चित मशीन कार्यक्रम बदलणे उपकरणे rewiring, पुनर्रचना किंवा पुनर्वसन आवश्यक आहे. लवकरात लवकर संगणक प्रथमच आणि वैज्ञानिक हेतूने विकसित केले आहेत, त्यामुळे अरुंद नाही. Reprogramming किती नंतर दिसू लागले आणि तो ब्लॉक डायग्राम आणि banknotes आणि तपशीलवार डिझाइन समाप्त पासून, एक मेहनती प्रक्रिया होते. विशेषत: कठीण शारीरिक मशीन पुनर्प्राप्ती चॅनेल आधुनिकीकरण प्रक्रिया होते. हे ENIAC तीन आठवडे स्थापना घ्या आणि काम करण्यासाठी प्रयत्न करू शकता.

एक नवीन कल्पना

एक संगणक, स्मृती मध्ये एक कार्यक्रम संचयित करण्यासाठी, प्रत्येक गोष्ट बदलली. स्मृती मध्ये संग्रहित, ते सूचना संच रचना आहेत. ही मशीन लगेच गणिते अमलात आणणे सूचना संच मिळवू शकता याचा अर्थ असा की.

अशा कार्यक्रम रचना स्वत: ची सुधारणा करणे कोड संबंधित. अशा ऑब्जेक्ट प्रथम वनस्पती वाढ किंवा अन्यथा बदलू आदेश पत्ता भाग एक अल्गोरिदम आवश्यकता होती. तो लवकर डिझाईन्स मध्ये स्वतः आणण्यात आले. निर्देशांक या न अप्रत्यक्ष जॉन फोन न्यूमन मशीन संगणक आर्किटेक्चर लागलेला सामान्य वैशिष्ट्ये झाले पत्ता तेव्हा हे कमी महत्त्वाची होती. इतर वापर - तत्काळ उपाय आदेश प्रवाहात वारंवार वापरले डेटा समाविष्ट करणे. पण मोठ्या प्रमाणावर स्वत: ची सुधारणा करणे कोड टीका केली गेली आहे ते समजून आणि डीबग करण्यासाठी सहसा कठीण आहे. याव्यतिरिक्त, तो देखील आधुनिक प्रोसेसर च्या पुनरुत्पादन आणि कॅशिंग योजना दृष्टीने कुचकामी ठरली.

आणि मोठ्या, डेटा सूचना उपचार करण्याची क्षमता - हे स्वयंचलित प्रोग्रामिंग शक्य वस्तू assemblers, संकलक, assemblers, लोडर्स आणि इतर साधने करते आहे. त्यामुळे कार्यक्रम लिहिण्याची कार्यक्रम लिहू बोलायला. एक लहान प्रमाणात, आवर्ती प्रखर इनपुट आणि आऊटपुट कार्य, जसे की आधुनिक 3D-ग्राफिक्स आदिम BitBlt-प्रतिमा manipulations किंवा पिक्सेल आणि बिंदूवर शेडर म्हणून, वापरकर्ता उपकरणे न चालविण्यासाठी कुचकामी असल्याचे सिद्ध झाले आहे.

कार्यक्रम स्मृती मध्ये संचित संकल्पना विकास

गणित ऍलन ट्युरिंग, केंब्रिज युनिव्हर्सिटी येथील मॅक्स न्यूमन च्या व्याख्याने नंतर गणिती तर्कशास्त्र समस्या रस होता, त्याने ती लंडन मॅथेमॅटिकल सोसायटी च्या आवृत्तीत प्रकाशित झाले, 1936 मध्ये एक लेख लिहिले. त्यात त्यांनी एक काल्पनिक मशीन, त्याने म्हटले जे "सार्वत्रिक संगणकाप्रमाणे", आणि आता एक सार्वत्रिक ट्युरिंग यंत्र म्हणून ओळखले जाते जे वर्णन केले आहे. जे तयार होते सूचना आणि डेटा, व मांडणी दोन्ही ज्यात - ती असीम संचयन (स्मृती आधुनिक संज्ञामध्ये) होते. फोन न्यूमन एका वेळी ट्युरिंग परिचित झाले 1935 मध्ये केंब्रिज येथे भेट देऊन प्राध्यापक असताना, ट्युरिंग 1936-1937 प्रिन्स्टन प्रगत अध्ययन संस्था (न्यू जर्सी) त्याच्या डॉक्टरेट डिसर्टेशन नाही ओघात.

स्वतंत्रपणे जी Presper Eckert आणि Dzhon Mochli, पेनसिल्वेनिया विद्यापीठ इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग ENIAC शाळा विकसित कोण, मशीन संकल्पना, डिसेंबर 1943 मध्ये स्मृती मध्ये कार्यक्रम संग्रहीत करते जे लिहिले. नवीन मशीन, EDVAC नियोजन करताना, Eckert तो धातूचा पारा विलंब वापरून नवीन साधन अॅड्रेसेवल स्मृती डेटा आणि कार्यक्रम संग्रहित जानेवारी 1944 मध्ये लिहिले. तो काळ स्मृती मध्ये कार्यक्रम संग्रहीत करते एक सराव मशीन बांधकाम प्रस्तावित गेले आहेत. त्याच वेळी, तो आणि Mauchly ट्युरिंग (खाली चित्रात) काम जाणीव देखील नव्हती.

संगणक आर्किटेक्चर: फोन न्यूमन तत्त्व

फोन न्यूमन मोजणी एक प्रचंड रक्कम गरज आहे "मॅनहॅटन प्रकल्प" लॉस Alamos मध्ये राष्ट्रीय प्रयोगशाळा येथे, रचली. तो 1944 ENIAC च्या उन्हाळ्यात प्रकल्प त्याला आकर्षित. तेथे त्याने विकास EDVAC संगणकावर चर्चा सामील झाले. या गटात आत, तो Eckert आणि Mauchly काम आधारित, EDVAC »वर" एक पहिला मसुदा अहवाल हक्क कागद लिहिले. त्याचा सहकारी Goldstein फोन न्यूमन प्रकल्प वितरण (मार्ग, Eckert आणि Mauchly ही बातमी स्तब्ध होते) हे अपूर्ण होते. हा दस्तऐवज अमेरिका आणि युरोप मध्ये सहकारी फोन न्यूमन डझनभर वाचा आणि संगणक विकास पुढील टप्पा वर एक सखोल परिणाम होता करण्यात आली आहे.

फोन न्यूमन आर्किटेक्चर मूलभूत तत्त्वे, मध्ये सेट "पहिला मसुदा," विस्तृत लोकप्रियता, मिळवली ट्युरिंग अभियांत्रिकी आणि प्रोग्रामिंग तपशील वर्णन केले आहे, जे इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटर, तिच्या अहवाल झाकून आहे. हे नमूद आणि स्वयंचलित संगणक इंजिन (ACE) म्हटले गेले जे लेखक कार, सादरीकरण केले आहे. तो 1946 मध्ये ब्रिटिश राष्ट्रीय शारीरिक प्रयोगशाळा कार्यकारी समितीच्या सादर. एक असताना केल्यानंतर विविध ACE डिझाइन अगदी यशस्वी अंमलबजावणी करण्यात आले.

प्रकल्प सुरू

आणि फोन न्यूमन आणि ट्युरिंग कागदपत्रांची प्रकल्प स्मृती मध्ये विशिष्ट प्रोग्राम संचयित एक संगणक वर्णन, पण लेख फोन न्यूमन समाजात मोठे अभिसरण साध्य, आणि संगणक आर्किटेक्चर जॉन फोन न्यूमन आर्किटेक्चर म्हणून प्रसिद्ध आहे.

1945 मध्ये, प्राध्यापक न्यूमन, जेथे त्याने प्रथम ENIAC बांधले होते फिलाडेल्फिया, अभियांत्रिकी शाळेत काम करतात, त्यांच्या सहकाऱ्यांनी वतीने जारी डिजिटल संगणक तार्किक डिझाइन अहवाल. अहवाल मशीन ज्यात पासून EDVAC म्हणून प्रसिध्द आहे बांधकाम साठी बऱ्यापैकी तपशीलवार प्रस्ताव उपलब्ध आहे. ती फक्त अलीकडे अमेरिका मध्ये स्थापन करण्यात आली होती, पण एक अहवाल फोन न्यूमन EDSAC निर्मिती प्रेरित केले आहे.

Maniacs आणि Joniacs

सन 1947 साली Burks, Goldstein आणि फोन न्यूमन प्रति सेकंद 20,000 ऑपरेशन पर्यंत आणणे, अत्यंत जलद सक्षम, कदाचित, ठरण्याची करण्यात आला जे कार दुसरा प्रकार (या वेळी समांतर), बांधकाम झाकून जे आणखी एक अहवाल प्रकाशित केला आहे. ते नोंद तो बांधकाम निराकरण न समस्या, एक योग्य स्मृती विकास होता की सर्व घटक लगेच उपलब्ध असणे आवश्यक आहे. प्रथम, ते प्रिन्स्टन प्रयोगशाळा येथे शोध लावला होता एक विशेष व्हॅक्यूम ट्यूब, Selectron म्हणतात, वापर करण्याचा ठराव मांडला. अशा नळ्या महाग आहेत, आणि त्यांना अतिशय कठीण आपण या मांडणीवर वापरत आहात, विशेषतः जर. फोन न्यूमन त्यानंतर विल्यम्स च्या स्मृती आधारित एक कार तयार करण्याचा निर्णय घेतला. जून 1952 मध्ये पूर्ण झाले जे प्रिन्स्टन या मशीन, मोठ्या प्रमाणावर ओळखले वेडा (किंवा फक्त Maniacs) झाला आहे. त्याची रचना आता अमेरिका मध्ये बांधले जात आणि कॉमिक Johniacs म्हटले जाते जे अर्धा डझन किंवा अधिक समान साधने, बांधकाम निर्माते प्रेरणा आहे.

निर्मिती तत्त्वे

सर्वात आधुनिक डिजिटल संगणक, स्वयंचलित इलेक्ट्रॉनिक मोजणी तंत्र विकास आणि सुधारणा embodying डिझाइन आणि गणितज्ञ, इलेक्ट्रॉनिक अभियंते आणि अभियंते-संशोधक एक लहान गट यांनी तयार केले होते, जेथे Teddington, राष्ट्रीय शारीरिक प्रयोगशाळा येथे प्रात्यक्षिक केले गेले आहे, इंग्रजी इलेक्ट्रिक उत्पादन अभियंते अनेक सहयोगाने कंपनी लि उपकरणे प्रयोगशाळा अजूनही आहे, पण फक्त स्वयंचलित संगणक इंजिन म्हणून ओळखले जाते जे खूप जास्त वनस्पती, एक नमुना म्हणून. पण, केवळ 800 thermionic झडपा तुलनेने लहान वजन आणि सामग्री असूनही, तो एक अत्यंत जलद आणि अष्टपैलू मोजणी मशीन आहे.

मशीन वापर क न मूलभूत संकल्पना आणि गोषवारा तत्त्वे गणना 1936 मध्ये याच लंडन मॅथेमॅटिकल सोसायटी आधारावर डॉ ट्युरिंग करून तयार केले आहे, पण युद्ध करून विलंब झाला आहे यूके मध्ये अशा मशीन काम. 1945 मध्ये, अशा साधनांच्या तयार समस्या परीक्षा राष्ट्रीय शारीरिक प्रयोगशाळा डॉ Vormsli, गणित प्रयोगशाळा विभाग अधीक्षक येथे सुरू आहे. तो ट्युरिंग आणि तज्ञ त्याच्या लहान संघ सामील झाले आणि 1947 प्राथमिक नियोजन विशेष गट स्थापन समायोजित सूचविले प्रगत होते.

फोन न्यूमन आर्किटेक्चर प्रथम संगणक

प्रथम प्रकल्प त्यांच्या स्वत: च्या संगणक तयार करण्यासाठी अनेक विद्यापीठे आणि कंपन्या वापरले गेले आहे की एक योजना वर्णन. त्यापैकी, फक्त ILLIAC ORDVAC आणि सुसंगत सूचना संच आहेत.

शास्त्रीय फोन न्यूमन आर्किटेक्चर, मँचेस्टर लहान प्रायोगिक मशीन (SSEM) मध्ये दिलेली प्रोग्राम मेमरी, 21 जून 1948 वस्तू साधन पहिल्या यशस्वी प्रक्षेपण केले जे मँचेस्टर विद्यापीठ, येथे बेबी टोपणनाव होते.

केंब्रिज EDSAC विद्यापीठ, या प्रकारची पहिल्या व्यावहारिक इलेक्ट्रॉनिक संगणक 1949 मे मध्ये यशस्वीरित्या प्रथमच सुरू करण्यात आली.

तयार मॉडेल विकास

IBM SSEC डेटा सूचना विचार करण्याची संधी होती आणि सार्वजनिक जानेवारी 27, 1948 प्रात्यक्षिक होते. ही क्षमता अमेरिकन पॅट मध्ये दावा आहे की, आहे. तथापि, तो ऐवजी एक पूर्णपणे इलेक्ट्रॉनिक पेक्षा, अंशतः इलेक्ट्रोमेकॅनिकल मशीन होते. सराव, सूचना कारण त्याच्या मर्यादित मेमरी कागद टेप वाचन करण्यात आले होते.

बेबी संग्रहित कार्यक्रम चालविण्यासाठी प्रथम पूर्णपणे इलेक्ट्रॉनिक संगणक होता. हे factoring कार्यक्रम 52 मिनिटे, 21 जून 1948 पासून सुरू होणारे आणि दोन नंबर coprime आहेत, हे लक्षात येते, जे गणना विभाजित सोपे गणना मागे धावत गेला.

ENIAC केवळ-वाचनीय एक प्राचीन संगणक म्हणून काम करणे सुधारित करण्यात आला, पण त्याच मांडणीवर, आणि सप्टेंबर 16, 1948 द्वारा प्रात्यक्षिक केले गेले आहे, आणि Adele Goldstein कार्यक्रम लाँच फोन न्यूमन मदतीने आयोजन केले होते.

BINAC ते सप्टेंबर 1949 पर्यंत पूर्ण नाही तरी, फेब्रुवारी, मार्च आणि एप्रिल 1949 मध्ये अनेक चाचणी कार्यक्रम खर्च. याव्यतिरिक्त, कसोटी धावा (काही यशस्वी) इतर इलेक्ट्रॉनिक संगणक, आर्किटेक्चर वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, बाहेर आले. फोन न्यूमन, मार्ग, आणि "मॅनहॅटन" प्रकल्पावर काम सुरू आहे. अशा अष्टपैलू माणूस आहे.

बस प्रणाली आर्किटेक्चर उत्क्रांती

दशकांपासून, आधीच 60 व 70 च्या दशकात, सामान्य संगणक लहान, संगणक आर्किटेक्चर फोन न्यूमन घडून आले की एक उत्क्रांती परिणामी होतात आणि जलद आहे. उदाहरणार्थ, इनपुट आणि आऊटपुट मेमरी प्रदर्शन संबंधित साधने, डेटा आणि जे प्रक्रिया केली जाईल प्रणाली मध्ये अखंड कसे सूचना, स्मृती राहू परवानगी देते. एक बस लहान यंत्रणा एक मॉड्यूलर प्रणाली प्रदान करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. हे कधी कधी आर्किटेक्चर "सुसूत्रीकरण" असे म्हणतात. त्यानंतरच्या दशकांत, कधी कधी सोपे माइक्रोकंट्रोलर्सकरीता खर्च आणि आकार कमी करण्यासाठी ठराविक मॉडेल काही वैशिष्ट्ये वापरू नका. पण मोठा संगणक, स्थापना आर्किटेक्चर अनुसरण ते कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी वैशिष्ट्ये जोडली आहे.